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    Certaines plantes deviennent plus grosses et plus méchantes lorsqu'elles sont coupées, l'étude trouve

    Comme une hydre, certaines plantes grossissent et renforcent leurs défenses chimiques après avoir été coupées. Crédit :Julie McMahon

    Certaines plantes se comportent comme le monstre mythique Hydra :coupez-leur la tête et elles repoussent, plus grand et meilleur qu'avant. Une nouvelle étude révèle que ces « surcompensateurs, " comme on les appelle, augmentent également leur chimie défensive - pensez au venin de plante - lorsqu'ils sont coupés.

    La tonte enlève la tige principale et simule ce que font les mammifères brouteurs lorsqu'ils mangent des plantes dans la nature.

    L'étude, rapporté dans le journal Écologie , est le premier à trouver ce lien et à le tracer jusqu'à trois voies moléculaires interconnectées. La découverte pourrait conduire au développement de nouvelles méthodes pour stimuler la croissance des plantes tout en réduisant le besoin d'insecticides, les chercheurs ont dit.

    "On pourrait penser qu'une plante produirait beaucoup de produits chimiques défensifs pour l'empêcher d'être mangée ou qu'elle mettrait son énergie à repousser après avoir été mangée - mais pas les deux, étant donné son énergie limitée, " a déclaré l'étudiant diplômé Miles Mesa, qui a dirigé la recherche avec le professeur de biologie animale de l'Université de l'Illinois, Ken Paige/. "Mais nous avons constaté que les plantes qui surcompensaient - avec un succès de reproduction plus élevé après avoir été endommagées - produisaient également plus de produits chimiques défensifs dans leurs tissus."

    Environ 90 pour cent des plantes à fleurs herbacées s'engagent dans un processus appelé endoréduplication - duplication de tout le matériel génétique dans leurs cellules sans division cellulaire, les chercheurs ont dit. Ce processus augmente la taille des cellules, permettant aux plantes de se remettre rapidement des dommages.

    Chaque cycle d'endoréduplication double la production d'une cellule. Avoir deux fois plus de gènes actifs signifie que la cellule peut pomper plus de protéines nécessaires pour effectuer des tâches cellulaires.

    Certaines plantes multiplient leurs génomes encore et encore en réponse au broutage. Un exemple est Gilia écarlate, une plante à fleurs rouges qui pousse dans l'ouest de l'Amérique du Nord et est broutée par les wapitis et les cerfs mulets. Paige étudie ses réactions au fait d'être mangé.

    « Nous constatons des augmentations de rendement deux et trois fois supérieures après sa coupe - au cours de la même saison, " il a dit.

    Paige a découvert la surcompensation et en a fait rapport en 1987, mais il a dit que presque aucun de ses pairs en biologie végétale n'y croyait. L'idée qu'être broutée peut augmenter le succès reproducteur de certaines plantes est contre-intuitive, dit Paige. Il a fallu plus d'une décennie pour que la communauté des chercheurs accepte la science; même aujourd'hui, presque personne d'autre en biologie végétale n'étudie la biologie moléculaire de la surcompensation.

    La nouvelle étude s'est concentrée sur Arabidopsis thaliana, un membre de la famille de la moutarde qui est souvent utilisé dans la recherche. Paige et ses collègues avaient déjà identifié la voie moléculaire qui favorise l'endoréduplication chez cette plante, ainsi qu'un régulateur important de la voie d'endoréduplication, une molécule appelée ILP1.

    Les chercheurs ont découvert qu'en augmentant l'expression du gène ILP1, ils pourraient augmenter l'endoréduplication dans les variétés génétiques d'A. thaliana qui ne surcompensent normalement pas. Cela a conduit à une plus grande production de graines dans les plantes modifiées et à une expression accrue de composés défensifs dans les tissus végétaux, les chercheurs ont dit.

    Ceci est possible car la voie moléculaire qui induit l'endoréduplication alimente également deux autres voies :la voie oxydative des pentoses phosphates, pour le métabolisme primaire, et la voie shikimate, qui renforce les défenses chimiques des plantes, dit Paige.

    "Il y a une boucle de rétroaction positive, " dit-il. " Lorsque vous augmentez le nombre de chromosomes par endoréduplication, vous augmentez l'expression des gènes, ce qui augmente la capacité de la plante à produire plus de composés défensifs et de nucléotides pour que la production d'ADN se reproduise à nouveau."

    Les nouvelles découvertes peuvent conduire à des progrès dans les rendements agricoles et à des réductions de l'utilisation de pesticides, dit Paige.


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