Les chercheurs mettent en garde contre des événements météorologiques extrêmes plus fréquents à l'avenir en raison du changement climatique. Les catastrophes environnementales actuelles telles que les nombreux et particulièrement violents ouragans tropicaux cette année tendent à confirmer cette tendance. Ces phénomènes météorologiques extrêmes s'accompagnent souvent d'inondations, qui affecte de plus en plus les terres agricoles. Cette inondation devient un problème de plus en plus grave pour les cultures, car la plupart des cultures intensives sont peu tolérantes à l'excès d'eau. Des pertes de rendement plus importantes deviennent apparentes. À la fois, la pression sur les terres agricoles disponibles pour produire des cultures augmente rapidement à la lumière d'une population mondiale croissante.

Dans ce contexte, Les chercheurs de la CAU du groupe de recherche sur la biologie du développement des plantes et la physiologie des plantes de l'Institut botanique de l'Université de Kiel étudient les effets du changement climatique mondial sur la croissance des plantes. En prenant l'exemple d'une plante modèle fréquemment utilisée dans les laboratoires, Arabidopsis thaliana, également connu sous le nom de cresson de thale, le doctorant Emese Eysholdt-Derzsó a étudié comment les plantes réagissent à un faible stress en oxygène résultant d'une trop grande quantité d'eau. « Dans son travail, Eysholdt-Derzsó décrit pour la première fois comment l'engorgement et le manque d'oxygène associé modifient la direction de croissance des racines de cresson de thale et elle a déchiffré quels mécanismes génétiques contrôlent l'adaptation des plantes, " a souligné le chef du groupe de recherche, Professeur Margret Sauter. L'équipe de recherche basée à Kiel a récemment publié ces nouvelles découvertes dans la revue de recherche Plant Physiology.

Les sols humides et donc pauvres en oxygène mettent la vie de la majorité des plantes en danger car ils empêchent les racines de pousser et d'absorber les nutriments. Pendant un certain temps, cependant, ils peuvent s'adapter à l'engorgement grâce à divers mécanismes de protection. Les chercheurs de l'Université de Kiel ont maintenant examiné comment la carence en oxygène affecte la croissance et la structure racinaire globale du cresson de thale. Faire cela, ils ont exposé des semis d'Arabidopsis âgés de sept jours à différents régimes d'oxygène en alternance :ils ont été confrontés à des conditions de croissance pauvres en oxygène pendant une journée, suivi de conditions normales pendant une journée. Les expériences ont montré que les racines tentaient d'échapper aux conditions de faible teneur en oxygène en poussant sur le côté. Faire cela, les plantes utilisent un mécanisme de régulation génétiquement déterminé qui empêche la normale, croissance des racines vers le bas. Au lieu, les racines poussent horizontalement là où elles sont plus susceptibles d'atteindre des zones de sol plus riches en oxygène. « Nous avons pu montrer que ce processus est réversible. Dès que suffisamment d'oxygène était disponible, les racines ont alors repris une croissance normale vers le bas, " a déclaré l'auteur principal, Eysholdt-Derzsó.

Les scientifiques basés à Kiel ont appelé tout ce processus « flexion des racines ». Ils ont pu déchiffrer la régulation génétique qui en est responsable :cinq des 122 membres de la famille des facteurs de transcription ERF du cresson de thale sont responsables de la réponse des racines au stress causé par une trop grande quantité d'eau. Ils activent des gènes qui assurent une distribution ciblée de l'hormone de croissance végétale, auxine, dans les racines. En conséquence, cette phytohormone est déplacée de manière asymétrique dans le tissu racinaire. Comme l'auxine agit comme un inhibiteur, la racine pousse plus lentement dans les endroits avec des concentrations plus élevées de l'hormone, faisant plier la racine. La distribution de l'auxine dans la racine et donc le déclenchement de la courbure de la racine peuvent être observés avec un marqueur auxine fluorescent.

Le cresson de thalie appartient à la famille des crucifères et est apparenté au colza ou à diverses plantes de chou. Il est donc très probable que les résultats obtenus à partir de l'organisme modèle puissent être transférés à différentes cultures. Les recherches futures aideront à approfondir et à comprendre le mécanisme de courbure des racines sur d'autres plantes également. L'objectif à long terme des chercheurs est de réussir éventuellement à transférer les résultats aux cultures, afin d'augmenter leur tolérance à l'engorgement futur et ainsi réduire les pertes de rendement agricole.