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Agriculture, alimentation, santé publique... soyons rationnels

Une petite récolte d'horreurs – grâce à des gènes des plantes carnivores, des chercheurs veulent produire des plantes plus résistantes

3 Mai 2021 , Rédigé par Seppi Publié dans #Article scientifique, #amélioration des plantes

Une petite récolte d'horreurs – grâce à des gènes des plantes carnivores, des chercheurs veulent produire des plantes plus résistantes

 

Sara LaJeunesse*

 

 

UNIVERSITY PARK, Pennsylvanie – Elles ne dévoreront pas les insectes avec leurs mâchoires feuillues, mais avec l'aide de gènes de plantes carnivores, les tomates, le tabac et d'autres cultures pourraient un jour mieux se défendre contre les champignons et les insectes pathogènes. Une équipe internationale de chercheurs a reçu une subvention du Human Frontier Science Program pour étudier comment les gènes liés à la carnivorie, tels que ceux impliqués dans la digestion, pourraient aider les cultures non seulement à éviter les parasites, mais aussi à prospérer dans des environnements pauvres en nutriments. À terme, l'objectif de l'équipe est de réduire la dépendance aux pesticides et aux engrais.

 

Les chercheurs étudient comment les gènes liés à la carnivorie, tels que ceux impliqués dans la digestion, pourraient aider les cultures non seulement à éviter les parasites, mais aussi à prospérer dans des environnements pauvres en nutriments. On voit ici un type de plante carnivore, appelée grassette. Image : Tanya Renner, Penn State

 

« L'étude des plantes peut apporter de nouvelles solutions pour le bien-être de l'homme par l'amélioration des cultures », a déclaré Mme Tanya Renner, professeur adjoint d'entomologie à Penn State. « Un défi majeur consiste à sélectionner efficacement les traits et les gènes sous-jacents qui exerceront des fonctions similaires lorsqu'ils sont transférés d'une plante donneuse à une plante receveuse. Nous pensons que certains des gènes impliqués dans la carnivorie – comme ceux qui interviennent dans la digestion des insectes et dans le maintien d'une surface des feuilles qui empêche les insectes de s'échapper – pourraient contribuer à améliorer la résistance des cultures aux parasites ou à créer des variétés capables de pousser sur des sols érodés et infertiles de plus en plus répandus. »

 

Selon Mme Renner, les plantes carnivores ont développé la capacité de digérer les insectes comme un moyen d'obtenir des nutriments dans des environnements pauvres en nutriments. Dans un processus appelé évolution convergente, ces traits ont évolué séparément dans différentes lignées de plantes – comprenant plus de 800 espèces – vivant dans différentes parties du monde.

 

« L'un de nos objectifs dans ce projet est d'identifier et de caractériser les gènes convergents impliqués dans la carnivorie pour trois types de plantes carnivores : les droséras, les grassettes et les sarracénies », a déclaré Mme Renner. « Il s'agira de la toute première étude des fondements génétiques clés de la carnivorie des plantes à grande échelle. »

 

Les grassettes sont des plantes ressemblant à un papier tue-mouches qui piègent leurs proies dans les poils collants de leurs feuilles. L'équipe de recherche souhaite identifier les gènes qui sous-tendent cette glu et voir si cette « viscoélasticité » peut être introduite dans les plantes cultivées dotées de poils glandulaires, comme la tomate et le tabac. Image : Tanya Renner, Penn State

 

Selon Mme Renner, les droséras et les grassettes sont des plantes semblables à des papiers tue-mouches qui piègent leurs proies dans les poils collants de leurs feuilles, tandis que les sarracénies produisent des pièges pour capturer les insectes. Les sarracénies, a-t-elle noté, ont un liquide digestif collant, semblable à de la glu.

 

« Nous disons de ce fluide, qui est sécrété par des glandes spécialisées situées à la base de la sarracénie, qu'il est viscoélastique car il est à la fois visqueux et élastique », a déclaré Mme Renner. « Nous souhaitons identifier les gènes qui sous-tendent cette glu et voir si la viscoélasticité peut être introduite dans les plantes cultivées dotées de poils glandulaires, comme la tomate et le tabac. »

 

Mme Renner a noté que, bien que les plantes carnivores dépendent des nutriments provenant des insectes, certaines protéines présentes dans les fluides digestifs des plantes carnivores peuvent fournir une nutrition supplémentaire. Il a également été démontré que ces protéines ont des propriétés antimicrobiennes et insecticides. Par conséquent, un autre objectif de l'équipe est de déterminer si les protéines peuvent dissuader les parasites et améliorer la nutrition des plantes cultivées dans des sols pauvres en nutriments essentiels.

 

Les chercheurs prévoient de tester les performances des plantes transgéniques au moyen de diverses expériences. Par exemple, pour mesurer la capacité des plantes à dissuader les insectes, ils laisseront les chenilles des sphinx du tabac et de la tomate se nourrir des feuilles des plantes, puis ils pèseront les insectes.

 

« Des expériences précédentes ont montré que les insectes prennent moins de poids lorsqu'ils tentent de se nourrir de feuilles contenant ces protéines », a expliqué Mme Renner.

 

Dans une autre expérience, pour déterminer si les protéines digestives apportent des améliorations nutritionnelles aux plantes transgéniques, l'équipe fera pousser les plantes dans un sol pauvre en phosphate, puis mesurera leur biomasse.

 

Chaque année, aux États-Unis, des millions de livres de pesticides et d'engrais sont appliquées aux cultures, ce qui est à la fois coûteux et potentiellement dommageable pour les écosystèmes et la santé humaine.

 

« Globalement, notre objectif est de parvenir à une preuve de concept des transferts de caractéristiques des plantes carnivores vers les plantes cultivées, dans le but de réduire la nécessité d'appliquer des insecticides et des engrais », a déclaré Mme Renner.

 

Le Human Frontier Science Program soutient la recherche fondamentale innovante sur des problèmes biologiques fondamentaux, en mettant l'accent sur des approches nouvelles et interdisciplinaires qui impliquent des échanges scientifiques au-delà des frontières nationales et disciplinaires.

 

Les autres chercheurs principaux bénéficiant de la subvention sont M. Kenji Fukushima, de la Julius-Maximilians-Universität Würzburg en Allemagne, et Mme Ulrike Bauer, de l'Université de Bristol au Royaume-Uni.

 

____________

 

* Source : Little crop of horrors | Penn State University (psu.edu)

 

 

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un physicien 03/05/2021 10:14

Un végan peut-il manger des plantes carnivores ?

Seppi 07/05/2021 15:01

@ un physicien le lundi 03 mai 2021

Bonjour,

Merci pour votre commentaire.

Un végan peut-il manger des légumes produits avec une fertilisation par des fientes de poule ou, pire, du sang séché?