Les plantes ont besoin de divers nutriments pour croître, notamment de l’azote, du phosphore et du potassium. Ces nutriments sont souvent présents en quantité limitée dans le sol, ce qui peut limiter la croissance des plantes. Cependant, l'équipe d'UC Davis a découvert qu'une protéine appelée TOR (cible de la rapamycine) joue un rôle clé dans la régulation de la croissance des plantes en réponse à la disponibilité des nutriments.
TOR est une kinase, une enzyme qui ajoute un groupe phosphate à d'autres protéines. L'équipe d'UC Davis a découvert que TOR phosphoryle une protéine appelée S6K1, ce qui déclenche à son tour une cascade d'événements conduisant à une croissance et une division cellulaire accrues. Lorsque les nutriments sont rares, l’activité du TOR est réduite, ce qui entraîne une diminution de la phosphorylation de S6K1 et un ralentissement de la croissance.
"Nos résultats fournissent une explication moléculaire de la manière dont les plantes intègrent la disponibilité des nutriments à la croissance", a déclaré l'auteur principal de l'étude, le Dr Jian-Kang Zhu, professeur de biologie végétale à l'UC Davis. "Ces connaissances pourraient être utilisées pour développer de nouvelles stratégies visant à améliorer les rendements des cultures en manipulant la signalisation TOR."
Les chercheurs ont découvert que la surexpression de TOR dans les plantes entraînait une augmentation de la croissance et de la production de biomasse. À l’inverse, les plantes dont l’activité TOR est réduite croissent plus lentement et produisent moins de biomasse. Ces résultats suggèrent que TOR est un régulateur clé de la croissance des plantes et pourrait être une cible potentielle pour le génie génétique afin d'améliorer les rendements des cultures.
L'étude a également des implications pour comprendre comment les plantes réagissent aux stress environnementaux, tels que la sécheresse et une salinité élevée. Ces stress peuvent réduire la disponibilité des nutriments et entraîner une diminution de la croissance des plantes. Cependant, les chercheurs ont découvert que la signalisation TOR peut aider les plantes à tolérer ces stress et à maintenir leur croissance.
"Nos résultats fournissent un nouveau cadre pour comprendre comment les plantes régulent la croissance en réponse à la disponibilité des nutriments et aux stress environnementaux", a déclaré Zhu. "Ces connaissances pourraient conduire à de nouvelles stratégies visant à améliorer les rendements des cultures et à rendre l'agriculture plus durable."
La recherche a été soutenue par la National Science Foundation et le ministère américain de l’Agriculture.
