Croissance ou défense – Comment augmenter le rendement des pommes de terre

Croissance ou défense – Comment augmenter le rendement des pommes de terre

Informations médias, Université de Potsdam*

Afin d'étudier les compromis entre croissance et défense dans le contexte du métabolisme des plantes cultivées, des scientifiques des universités de Potsdam et d'Erlangen, de l'Institut Max Planck de Physiologie Moléculaire des Plantes et de l'Institut National de Biologie de Ljubljana ont créé le modèle métabolique à l'échelle du génome potato-GEM. La première reconstruction métabolique à grande échelle de ce type constitue une ressource utile pour sélectionner à l'avenir des variétés végétales présentant une meilleure tolérance au stress et des rendements élevés.

Avec l'augmentation de la population mondiale, la demande alimentaire augmente également. Les changements des conditions environnementales entraînent des pertes annuelles s'élevant à des milliards d'euros par culture. Afin de garantir l'approvisionnement alimentaire de la population, les cultures doivent être adaptées aux besoins futurs en termes de rendement et de qualité.

La pomme de terre est l'une des cultures les plus importantes au monde. Les infections virales et les infestations d'herbivores, notamment le doryphore de la pomme de terre, peuvent entraîner des pertes annuelles pouvant atteindre 80 % du rendement. Les plantes attaquées par ces facteurs de stress biotiques ralentissent leur croissance afin de préserver leurs ressources moléculaires, notamment la production de signaux et de composés de défense. À l'inverse, une croissance rapide des plantes s'accompagne souvent d'une vulnérabilité accrue aux ravageurs et aux agents pathogènes, car la croissance prime sur la défense. L'équipe a étudié ce compromis entre croissance et défense à l'aide d'approches de modélisation basées sur des modèles métaboliques à l'échelle du génome (GEM – genome-scale metabolic models) de la pomme de terre. Leurs conclusions ont été publiées dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).

« La reconstruction métabolique à grande échelle potato-GEM capture l'ensemble du métabolisme secondaire connu de cette espèce végétale majeure », rapporte M. Zoran Nikoloski, professeur de bio-informatique à l'Université de Potsdam et chef de groupe à l'Institut Max Planck de Physiologie Moléculaire des Plantes. Le modèle mathématique permet une analyse approfondie de l'interaction entre les processus de croissance et de défense et constitue une excellente plate-forme pour le développement et l'application futurs. « Comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la réponse des plantes au stress peut améliorer les stratégies de sélection et nous aider à concevoir des variétés présentant une meilleure tolérance au stress, un meilleur rendement et une meilleure qualité », résume-t-il.

Lien vers la publication : Zrimec et al. 2025, Evaluating plant growth–defense trade-offs by modeling the interaction between primary and secondary metabolism (évaluation des compromis entre croissance et défense des plantes par la modélisation de l'interaction entre le métabolisme primaire et secondaire, PNAS, https://doi.org/10.1073/pnas.2502160122

Image : La pomme de terre est une espèce végétale majeure, ici une plante infectée par un virus (à gauche) et une plante non infectée (à droite). Photo : Sara Fišer, NIB, Ljubljana (CC BY-NC-SA)

Contact :

Prof. Dr Zoran Nikoloski, Institut de Biochimie et de Biologie

Tél. : +49 331 977 6305

Courriel : zoran.nikoloski@uni-potsdam.de

Informations médias 08-08-2025 / N° 072

Fichier associé

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* Source : UP News - University of Potsdam