Les matins frais et lumineux, vous pouvez soit vous blottir sous la couette, soit sauter et profiter de la journée.
Cependant, pour les plantes photosynthétiques, ce genre d’aube est synonyme de hazard, elles ont donc développé leur propre façon de rendre tolérables les matins froids.
Les recherches menées par le John Innes Middle ont découvert un mécanisme d’«adaptation» au froid qui est sous le contrôle de l’horloge biologique des plantes et pourrait offrir des methods pour accroître la résilience des cultures moins adaptées aux climats froids.
“Nous avons identifié un nouveau processus qui aide les plantes à tolérer le froid. Il est contrôlé par l’horloge biologique des plantes, et nous pensons qu’il pourrait être particulièrement essential les matins froids et lumineux”, explique le professeur Antony Dodd, chef de groupe au John Innes Centre.
“Les cultures telles que le blé d’hiver et le colza d’hiver subissent des températures froides pendant les périodes de leur culture”, poursuit-il. « Nous pensons que le mécanisme que nous avons découvert pourrait fournir une furthermore grande résilience de la photosynthèse aux températures froides. Il représente une cible intéressante pour la future sélection de précision de cultures résistantes au climat.
Les températures froides peuvent endommager les cellules végétales, en particulier lorsqu’elles sont combinées avec trop de lumière ou lors de températures glaciales. C’est pourquoi ces matins froids et lumineux sont si dangereux pour les plantes.
Les chercheurs ont voulu savoir remark les informations sur les basses températures sont communiquées aux chloroplastes, web-site de la photosynthèse à l’intérieur d’une cellule végétale, indispensable à toutes nos grandes cultures.
Les chloroplastes contiennent leur propre petit génome qui reflète leur passé évolutif en tant que bactéries photosynthétiques, avant d’être engloutis et cooptés par les plantes pour effectuer la photosynthèse. Tout au prolonged de l’évolution, de nombreux gènes du chloroplaste ont été transférés au génome nucléaire de la plante, mais les chloroplastes ont conservé certains gènes essentiels.
Dans cette recherche, l’équipe s’est concentrée sur un tel héritage génétique bactérien appelé facteur sigma (SIG5). Chez les bactéries, des facteurs sigma comparables contribuent aux réponses à la température.
Dans des expériences menées dans des situations de laboratoire contrôlées, ils ont manipulé les problems de lumière et soumis les plantes à des périodes de refroidissement.
Retirer les plantes du cycle jour/nuit permet aux chercheurs de mieux étudier les rythmes libres de l’horloge biologique ou circadienne de la plante. Chez les plantes, comme chez les humains, l’horloge est alignée sur le cycle de 24 heures, offrant une mesure du temps à l’intérieur des cellules et régulant une gamme de processus biologiques essentiels.
Les expériences ont montré la sensibilité du gène SIG5 au traitement par le froid tôt le matin, sous le contrôle de l’horloge circadienne.
L’équipe théorise que SIG5 fonctionne dans le cadre d’un réseau de signalisation qui relie le noyau de la plante aux chloroplastes, régulant les activités qui peuvent protéger la plante contre les effets environnementaux nocifs.
“Si la température est froide, certaines enzymes impliquées dans la photosynthèse se décomposent rapidement.” explique le professeur Dodd. “Nous pensons donc que le processus contrôlé par le noyau signale au chloroplaste de fabriquer davantage de ces protéines. Lorsque la plante voit le froid et la lumière en même temps, elle doit activer ce processus de signalisation du noyau aux chloroplastes pour fabriquer additionally de ces protéines de photosynthèse.”
Le rôle de l’horloge biologique est d’agir comme une porte qui laisse passer ou non le sign, un processus connu sous le nom de déclenchement circadien.
“Les plantes auraient pu évoluer pour être particulièrement sensibles à la lumière et au froid, comme un matin de printemps, automobile ce sont les circumstances qui endommagent le système photosynthétique. À un second donné de l’évolution, elles ont sélectionné cette sensibilité et coopté cette ancienne Comme beaucoup de ces processus chez les plantes, celui-ci s’avère être sous le contrôle de l’horloge circadienne.
Il a été démontré que le mécanisme fonctionnait en laboratoire. La prochaine étape de cette recherche est de comprendre l’impact de ce processus sur le terrain. Une application intrigante est de voir si le mécanisme peut être modifié pour augmenter encore la tolérance au froid, par exemple pour faire pousser des plantes moins tolérantes au froid, comme le maïs, à des latitudes furthermore septentrionales.
La recherche est une collaboration entre le Centre John Innes, l’Université de Bristol, l’Institut de technologie de Tokyo et la Nippon Telegraph and Telephone Corporation au Japon, et l’Université de Durham.