Quel est le issue commun entre une asperge et une orchidée vanille ? Pas grand-chose, si l’on se contente de regarder l’apparence des deux plantes. Cependant, lorsque vous regardez à l’intérieur, leurs feuilles se ressemblent in addition qu’on ne le pense, comme le révèle la composition de leurs parois cellulaires.
En étudiant les parois cellulaires végétales – qui sont aux plantes ce que les squelettes sont aux humains – nous pouvons révéler la composition de la façon dont les feuilles et les tiges des plantes sont réellement construites. C’est exactement ce qu’a fait une équipe de chercheurs de l’Université de Copenhague, dans le cadre d’une vaste étude approfondie. Ce faisant, ils ont créé quelque chose de véritablement nouveau : un vaste « catalogue de référence » de compositions de parois cellulaires végétales provenant de 287 espèces, représentant largement l’ensemble du règne végétal.
« Les plantes à fleurs ont réussi à s'adapter aux environnements les plus hostiles et les as well as rudes au monde, en partie grâce à la construction de leurs parois cellulaires. Elles confèrent aux plantes à la fois une framework mécanique et assurent le transport interne de l'eau. Les parois cellulaires végétales sont composées de nombreux glucides différents, qui ont chacun une framework et une fonction uniques – vous pouvez les considérer comme des blocs de building de jouets. » déclare la botaniste Louise Isager Ahl du Musée d'histoire naturelle du Danemark, et poursuit :
« Bien que les humains dépendent fortement des plantes et de leurs glucides pour leur alimentation, leurs matériaux de design, leurs vêtements et leurs médicaments, notre connaissance de leur structure good est encore assez limitée. Nous savons que les glucides font partie des buildings chimiques les furthermore complexes de la nature, mais comment ils sont assemblés, leur fonctionnement et leur évolution au cours des derniers thousands and thousands d’années sont encore largement inconnus. »
En analysant les tissus des feuilles et des tiges de 287 espèces végétales différentes, les chercheurs ont étudié le lien entre les glucides végétaux ultra-complexes et leur histoire évolutive, leurs formes de croissance et leurs habitats. Les espèces incluses dans l’étude représentent les branches évolutives les moreover importantes de l’arbre de vie végétal, des algues aux plantes vasculaires.
Le patrimoine génétique furthermore influent que l'environnement
L'hypothèse des chercheurs était que la forme de croissance et l'habitat affecteraient également la construction de la paroi cellulaire végétale. Ils s’attendaient par exemple à trouver des similitudes dans la composition des parois cellulaires entre des espèces génétiquement éloignées mais vivant dans le même environnement. Il s’est avéré que ce n’était pas le cas :
« A titre d'exemple, dans une forêt de hêtres danoise typique, vous trouverez des hêtres, des anémones, diverses graminées et d'autres plantes. Puisqu'ils partagent le même habitat, il serait facile de penser que leur construction est également similaire. Cependant, notre « Les analyses montrent que les compositions en glucides de leurs parois cellulaires sont très différentes. Et lorsque nous comparons les compositions en glucides avec l'histoire familiale, l'habitat et la forme de croissance des plantes, nous pouvons voir que c'est principalement leur histoire familiale qui détermine leurs buildings individuelles », explique Louise Isager-Ahl.
« La composition en glucides d'une plante est donc plus étroitement liée à l'endroit où elle est placée dans un arbre généalogique qu'à son habitat et à sa forme de croissance. Ici, le patrimoine joue un rôle in addition significant que l'environnement », ajoute le professeur Peter Ulvskov du Département des plantes. et sciences de l'environnement.
À l’inverse, cela signifie également que des espèces qui se ressemblent morphologiquement ou vivent dans le même variety d’habitat peuvent être construites de manières très différentes. Un bon exemple concerne une paire de plantes succulentes étudiées par les scientifiques.
« Entre autres, nous avons examiné deux espèces succulentes, la plante de jade (Crassula ovata) et le collier de jade (Peperomia rotundifolia), toutes deux sont des plantes de salon communes dont les feuilles se ressemblent. Cependant, elles appartiennent à deux familles différentes, et quand on Si l'on regarde leurs glucides, il s'avère que les deux usines sont également construites de manière très différente », explique Louise Isager Ahl.
Sélection végétale ciblée
Les scientifiques espèrent que d’autres utiliseront leur vaste ensemble de données, disponible gratuitement, ainsi que leur post récemment publié dans la revue Plant, Mobile & Natural environment. Le catalogue des compositions de parois cellulaires pourrait, par exemple, être utilisé comme level de départ. pour la sélection ciblée de plantes cultivées.
« Même si les parois cellulaires des plantes constituent un élément essential de notre alimentation, de nos aliments pour animaux, de nos textiles et d'autres matériaux, nous n'avons pas encore ciblé notre sélection de plantes cultivées pour améliorer les propriétés de leurs parois cellulaires. Par exemple, les parois cellulaires déterminent dans une significant mesure Dans quelle mesure la digestibilité du matériel végétal est-elle améliorée. La sélection ciblée des parois cellulaires pourrait augmenter à la fois la qualité et la durabilité de l'alimentation animale. Il existe désormais un catalogue à partir duquel partir », déclare Peter Ulvskov.
En outre, les chercheurs estiment que l’ensemble de données est idéal pour la recherche sur les plantes résistantes au climat.
« Nos données peuvent être utilisées comme encyclopédie ou base de données de référence pour les chercheurs lorsqu'ils souhaitent, par exemple, planifier une étude sur un groupe de plantes sur lequel ils n'ont pas travaillé auparavant. Par exemple, si vous souhaitez étudier comment les espèces végétales de la forêt tropicale, désert ou dans la lande réagissent aux influences environnementales telles que la sécheresse, les niveaux élevés de CO2 ou les inondations — l'ensemble de données peut être utilisé comme référence », explique Louise Isager Ahl.
Ce sort de connaissances est crucial automobile les changements climatiques vont probablement modifier les habitats végétaux :
« Tous les changements climatiques et environnementaux auxquels nous sommes confrontés aujourd'hui mettent à l'épreuve les plantes de la planète, et donc les humains également. Parce que nous sommes profondément dépendants du fonctionnement des plantes. Si nous voulons développer des plantes in addition résilientes, il est vital que nous comprendre les mécanismes par lesquels ils survivent ou succombent. Ici, la compréhension de leurs éléments constitutifs, sous forme de parois cellulaires et de glucides, joue un rôle clé », conclut Peter Ulvskov.
À propos de l'Étude
- Les chercheurs ont analysé les tissus des feuilles et des tiges de 287 espèces végétales spécialement sélectionnées. Les espèces représentent à la fois les principales branches évolutives du règne végétal, mais aussi des diversifications à une variété d’habitats. Les échantillons ont été examinés à l’aide de la méthode MAPP (microarray polymère profiling), qui a fourni des compositions uniques de glucides (polysaccharides) pour les feuilles et les tiges. Ces données ont ensuite été liées à l’histoire du développement des plantes et de leurs habitats respectifs
- Les matières végétales ont été collectées à la fois dans la mother nature, principalement sur l'île de Zélande, au Danemark, et dans les diverses collections de l'Université de Copenhague au Musée d'histoire naturelle du jardin botanique du Danemark, dans les serres universitaires du campus de Frederiksberg et à l'Arboretum de Hørsholm
- Les asperges et les orchidées se ressemblent plus qu'on ne le pense en terme de compositions de leurs parois cellulaires.
- La composition des parois cellulaires végétales est déterminée principalement par l'hérédité plutôt que par l'environnement dans lequel les plantes poussent.
- Les données recueillies pourraient être utilisées pour la sélection ciblée de plantes cultivées et la recherche sur des plantes résistantes au climat face aux changements environnementaux.
