L'éthanol peut aider les plantes à survivre en période de sécheresse, selon une nouvelle étude menée au RIKEN Center for Sustainable Resource Science au Japon. Dirigés par Motoaki Seki, les chercheurs montrent que l'ajout d'éthanol au sol permet aux plantes, y compris le riz et le blé, de prospérer après deux semaines sans eau. Comme l'éthanol est sûr, bon marché et largement disponible, cette découverte offre un moyen pratique d'augmenter la production alimentaire partout dans le monde lorsque l'eau est rare, sans avoir besoin d'une production coûteuse, longue et parfois controversée de plantes génétiquement modifiées. L'étude a été publiée le 25 août dans Plant and Cell Physiology .

L'avenir prévisible comprend une augmentation constante de la population et une augmentation des pénuries d'eau induite par le changement climatique, deux conditions qui entraîneront inévitablement des pénuries alimentaires à moins que des mesures ne soient prises. Une option consiste à trouver un moyen d'empêcher les plantes de mourir lorsqu'elles n'ont pas accès à l'eau. La modification génétique des plantes pour que leurs stomates - les pores de leurs feuilles - restent fermés, a été assez efficace car elle empêche l'eau de quitter les plantes. Cependant, la fabrication de plantes génétiquement modifiées coûte cher et prend du temps, et les pays qui en ont le plus besoin pourraient ne pas avoir un accès égal à ces cultures modifiées.

Seki et son équipe ont travaillé sur une autre approche. Sachant que les plantes produisent de l'éthanol lorsqu'elles sont privées d'eau, ils ont estimé que le donner aux plantes les protégerait d'une future sécheresse. Pour tester cette hypothèse, ils ont fait pousser des plantes pendant environ deux semaines avec suffisamment d'eau. Ensuite, ils ont prétraité le sol avec de l'éthanol pendant trois jours, suivi d'une privation d'eau pendant deux semaines. Environ 75 % des plants de blé et de riz traités à l'éthanol ont survécu après réhydratation, tandis que moins de 5 % des plants non traités ont survécu.

Après avoir montré que l'éthanol peut protéger ces deux cultures importantes de la sécheresse, ils ont ensuite tenté d'expliquer pourquoi en se concentrant sur la plante modèle Arabidopsis. Ils ont d'abord regardé les feuilles. Ils ont découvert que peu de temps après que les plantes d'Arabidopsis traitées à l'éthanol aient été privées d'eau, leurs stomates se fermaient et la température des feuilles augmentait. Après 11 et 12 jours de privation d'eau, ces plantes avaient retenu plus d'eau dans leurs feuilles que les plantes non traitées.

Ensuite, les chercheurs ont analysé l'expression des gènes avant et pendant la privation d'eau et ont radiomarqué l'éthanol avant le prétraitement. Cela leur a permis de voir quels processus étaient activés pendant la sécheresse et ce qu'il advenait de l'éthanol après son absorption par les racines des plantes. Même avant la privation d'eau, les plantes traitées à l'éthanol ont commencé à exprimer des gènes qui sont normalement exprimés lors de la privation d'eau. De plus, à peu près au même moment où la teneur en eau des feuilles non traitées diminuait, les plantes traitées à l'éthanol fabriquaient des sucres à partir de l'éthanol et effectuaient la photosynthèse.

Seki dit que le traitement du sol avec de l'éthanol atténue la sécheresse sur plusieurs fronts. Premièrement, les gènes liés à la sécheresse sont exprimés avant même que l'eau ne manque, ce qui donne aux plantes une longueur d'avance dans la préparation. Ensuite, les stomates se ferment, permettant aux feuilles de retenir plus d'eau. Dans le même temps, une partie de l'éthanol est utilisée pour fabriquer une variété de sucres, qui fournissent l'énergie indispensable qui est normalement difficile à obtenir avec des stomates fermés.

"Nous constatons que le traitement de cultures courantes telles que le blé et le riz avec de l'éthanol exogène peut augmenter la production agricole pendant la sécheresse. Comme chez Arabidopsis, cela est probablement dû à des changements dans les profils métabolomique et transcriptomique qui régulent la réponse au stress hydrique", explique Seki. "Cela nous offre un moyen simple et bon marché d'augmenter le rendement des cultures même lorsque l'eau est limitée, sans avoir besoin de modification génétique." + Explorer plus loin

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