Des chercheurs de l'Université d'Hiroshima sont sur le point d'identifier les processus moléculaires qui sous-tendent la façon dont les inondations privent les plantes d'oxygène et comment concevoir des cultures plus résistantes.

Les inondations sont un risque mondial, selon la Banque mondiale, mettant en danger la vie et les biens de milliards de personnes. Encore plus de personnes risquent de mourir de faim en raison des répercussions des inondations :les eaux peuvent noyer les récoltes. Aujourd'hui, les chercheurs se rapprochent de l'identification des processus moléculaires qui sous-tendent la façon dont les inondations privent les plantes d'oxygène et comment concevoir des cultures plus résistantes.

Grâce à une méta-analyse, qui consiste à réanalyser en masse les données d'autres études, l'équipe de la Graduate School of Integrated Sciences for Life de l'Université d'Hiroshima a découvert plusieurs gènes communs et leurs mécanismes associés chez le riz (Oryza sativa) et l'arabette (Arabidopsis thaliana ).

Ils ont publié leurs résultats le 19 juillet dans Life .

"L'hypoxie est un stress abiotique pour les plantes souvent causé par les inondations", a déclaré le premier auteur Keita Tamura, faisant référence à la privation d'oxygène causée par la sursaturation. "Bien que de nombreuses études aient été réalisées auparavant, nous pensions que des mécanismes biologiques cachés pourraient être découverts en analysant plusieurs études via une méta-analyse de données accessibles au public."

L'équipe s'est concentrée sur le riz et l'arabette puisque la génétique des deux a été largement étudiée, fournissant de grandes quantités de données. Le riz est également considéré comme l'une des cultures les plus importantes au monde, servant d'aliment de base à plus de quatre milliards de personnes, selon le Groupe consultatif pour la recherche agricole internationale. Il est donc essentiel de comprendre comment prévenir une réaction d'hypoxie dans la plante, a déclaré Tamura. .

Les chercheurs ont identifié 29 paires de données de séquençage d'ARN pour l'arabette et 26 paires pour le riz pour les plantes dans des états d'oxygène normal et privés d'oxygène à partir des ensembles de données disponibles. Le séquençage de l'ARN consiste à transcrire les plans génétiques du sujet à un moment précis, ce qui signifie que les données peuvent être utilisées pour rechercher quels gènes ont déclenché quels changements, selon l'auteur correspondant, le professeur Hidemasa Bono.

"En analysant les données de séquençage de l'ARN des traitements de l'hypoxie chez l'arabette et le riz, nous avons identifié 40 et 19 gènes couramment régulés positivement et négativement chez les deux espèces", a déclaré Bono. "Parmi eux, certains facteurs de transcription WRKY et la cinnamate-4-hydroxylase, dont le rôle dans la réponse à l'hypoxie reste inconnu, étaient généralement régulés positivement à la fois dans l'arabette et le riz."

Selon Bono, cette régulation à la hausse commune signifie que ces machineries moléculaires sont devenues plus actives en cas de privation d'oxygène, ce qui indique qu'elles ont des responsabilités mécanistes spécifiques dans la façon dont les plantes réagissent.

Bono et Tamura ont comparé leurs résultats à une méta-analyse similaire de l'hypoxie dans des cellules humaines et des échantillons de tissus. Ils ont découvert que deux des gènes couramment régulés à la hausse dans le riz et l'arabette étaient régulés à la baisse chez leurs homologues humains.

"Notre méta-analyse suggère des mécanismes moléculaires distincts sous hypoxie chez les plantes et les animaux", a déclaré Bono. "Les gènes candidats identifiés dans cette étude devraient élucider de nouveaux mécanismes moléculaires des réponses à l'hypoxie chez les plantes. En fin de compte, nous prévoyons de manipuler l'un des gènes candidats grâce à la technologie d'édition du génome pour créer des plantes tolérantes aux inondations." + Explorer plus loin

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