Crédit :Université d'État du Michigan
Les gens évitent les coups de soleil en appliquant un écran solaire. Mais comment les plantes évitent-elles de se brûler ?
Les scientifiques ont une compréhension de plus en plus sophistiquée des mécanismes qui assurent une photosynthèse efficace dans des conditions d'éclairage contrôlées en laboratoire. Mais on en sait moins sur la régulation de la photosynthèse lorsque les plantes subissent des changements rapides et extrêmes d'ensoleillement, qui peuvent potentiellement avoir des effets néfastes sur l'efficacité et la productivité photosynthétiques.
Rob Last, Professeur Barnett Rosenberg de l'Université d'État du Michigan, et chercheur postdoctoral Jun Liu, travaillent à mieux comprendre ces mécanismes. Les résultats de leurs recherches ont été publiés ce mois-ci dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .
Les chercheurs de MSU ont découvert le rôle critique joué par MPH2, une protéine dans la lumière de la membrane thylakoïde chloroplastique nécessaire à la réparation du photosystème II, ou PSII, lorsqu'il est endommagé par un excès d'énergie lumineuse. Ils ont découvert que la perte de MPH2 dans la plante à fleurs Arabidopsis thaliana provoque un déficit de réparation du PSII sous une lumière changeante.
"La photosynthèse a un rôle d'équilibre. L'énergie du soleil est essentielle pour la conversion du dioxyde de carbone et de l'eau en biomasse et en énergie chimique. Trop d'énergie du soleil détruit la capacité du PSII à fonctionner, et ces centres réactionnels endommagés doivent être réparés pour leur permettre de reprendre le travail de la photosynthèse, " dit Last, qui fait partie des départements de biologie végétale et de biochimie et de biologie moléculaire du Collège des sciences naturelles.
Robert Last, Professeur Barnett Rosenberg à l'Université d'État du Michigan. Crédit :G.L. Kohuth
Ils ont également découvert que les mutants de cette protéine - et de nombreux autres mutants de réparation PSII précédemment décrits - souffrent lorsqu'ils sont cultivés dans des conditions d'éclairage dynamiques.
« Ceci contraste avec les mutants qui sont défectueux pour prévenir les dommages, qui ne semblent pas souffrir dans des conditions lumineuses dynamiques, " Dernier dit. " Cette différence entre les mécanismes de réparation et de protection a une importance potentielle pour la conception de plantes cultivées " résilientes " qui sont productives dans des conditions stressantes et dynamiques. "
La quantité de soleil qui brille sur les plantes fluctue énormément sur des échelles de temps allant de quelques secondes à des saisons, dit Liu.
"Je trouve fascinant que ce mécanisme moléculaire permette aux organismes photosynthétiques de prospérer malgré ces énormes changements, " il a dit.
Les gens évitent les coups de soleil en appliquant un écran solaire. Crédit :MSU
Ces résultats peuvent offrir un aperçu de l'évolution de la photosynthèse, Liu a ajouté.
« Comprendre le rôle de MPH2 et d'autres protéines de réparation PSII pourrait conduire à la sélection et au génie génétique de cultures capables de supporter des climats difficiles et des environnements dynamiques pour répondre de manière durable aux demandes croissantes de nourriture, carburant et fibre en cette période de changement climatique et de croissance démographique rapide, " il a dit.
