Végétaux : du potassium pour résister aux inondations

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Des chercheurs du CNRS et de l’Inra viennent de découvrir un mécanisme permettant à la plante d’ajuster son statut hydrique et sa croissance en fonction des conditions d’inondation des sols.

La croissance et la survie des plantes reposent largement sur leurs racines, dont les ramifications dans le sol permettent de prélever l’eau et les nutriments nécessaires. Ces activités souterraines requièrent de l’énergie et donc une respiration intense des racines, qui utilisent l’oxygène présent dans les cavités du sol. En cas d’inondation, l’oxygène, qui diffuse mal dans l’eau, vient à manquer, générant un stress sévère pour les racines et la plante. En conséquence, la perméabilité à l’eau des racines de nombreuses plantes est réduite. C’est ainsi que les plantes poussant dans un sol inondé voient parfois leur teneur en eau réduite, et leurs feuilles flétrir – un paradoxe bien connu des agronomes.


En utilisant différentes lignées de la plante modèle Arabidopsis thaliana, des chercheurs du Laboratoire de biochimie et physiologie moléculaire des plantes de Montpellier (CNRS/Inra/Université Montpellier/Montpellier SupAgro) et de l’Institut Jean-Pierre Bourgin (Inra/AgroParisTech/CNRS) ont identifié un gène qui contrôle la perméabilité à l’eau des racines, sous l’influence conjointe des teneurs en oxygène et en potassium du sol. Nommé HCR1, il réduit l’entrée d’eau dans les racines quand l’oxygène fait défaut… mais uniquement quand le sol est aussi riche en potassium, un sel minéral indispensable à la croissance des plantes. De fait, ces conditions sont favorables à une meilleure récupération une fois l’inondation passée. Aussi, le gène HCR1 déclenche toute une série de réactions métaboliques de « survie » qui contribuent à la résilience de la plante. Lorsqu’elle retrouve un sol oxygéné, la plante réhydrate ses feuilles et croît davantage que si elle avait été précédemment privée de potassium.

Publiés le 15 septembre 2016 dans la revue Cell, ces résultats permettent d’envisager une optimisation de la tolérance des plantes cultivées aux inondations.

Références de l’article :
A potassium-dependent oxygen sensing pathway regulates plant root hydraulics, Zaigham Shahzad, Matthieu Canut, Colette Tournaire-Roux, Alexandre Martinière, Yann Boursiac, Olivier Loudet, Christophe Maurel. Cell, 15 septembre 2016.