"En comprenant précisément comment les plantes contrôlent l'ouverture et la fermeture de leurs stomates, nous pouvons potentiellement concevoir des stratégies d'utilisation de l'eau plus efficaces pour résister à des conditions climatiques de plus en plus irrégulières", a expliqué Frommer.
La recherche est publiée dans les Actes de la National Academy of Sciences. Les stomates sont de minuscules pores gardiens présents dans les feuilles et les tiges qui permettent au dioxyde de carbone d'entrer et à la vapeur d'eau de sortir pendant la photosynthèse et la transpiration. Comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent leur régulation offre un aperçu de la capacité des plantes à tolérer les stress environnementaux, tels que la sécheresse et une salinité élevée, et pourrait permettre aux scientifiques de développer des cultures avec une meilleure efficacité d'utilisation de l'eau.
Depuis des décennies, les scientifiques savent que l’acide abscissique (ABA), une hormone végétale, déclenche la fermeture des stomates en réponse à la sécheresse ou à d’autres stress. On pensait auparavant que l'ABA agissait exclusivement sur une molécule connue sous le nom de « canal anionique lent » (SLAH3) au niveau des stomates pour limiter la perte d'eau.
Cependant, une étude réalisée en 2018 par l’équipe de Frommer a bouleversé la compréhension de longue date de la signalisation ABA. Ils ont découvert que SLAH3 n’est pas directement responsable des mouvements des stomates mais régule plutôt la production de sulfure d’hydrogène gazeux, qui à son tour déclenche l’ouverture des stomates.
Leur dernière étude s'appuie sur cette découverte, dévoilant une image complète de la façon dont le sulfure d'hydrogène est impliqué dans les mouvements stomatiques et comment il interagit avec la signalisation ABA. En utilisant une combinaison de techniques physiologiques, biochimiques et moléculaires, l’équipe a découvert que l’ABA inhibe l’activité des canaux SLAH3, ce qui augmente la production de sulfure d’hydrogène et favorise l’ouverture des stomates. En revanche, en l’absence d’ABA ou dans des conditions qui épuisent les niveaux de sulfure d’hydrogène, les stomates se ferment.
"Notre étude établit le sulfure d'hydrogène comme une molécule clé qui médie la coordination complexe des mouvements stomatiques avec d'autres signaux et conditions environnementales, fournissant ainsi un mécanisme moléculaire que les plantes utilisent pour intégrer les stimuli externes à leur physiologie interne", a conclu Frommer.
Les résultats pourraient avoir des implications sur les stratégies de sélection végétale et d’ingénierie visant à améliorer les performances des cultures dans diverses conditions environnementales, notamment la sécheresse et la salinité élevée.
