que ce soit l'orge, le blé, le maïs ou le riz: la famille desles principales céréales. ils sont essentiels pour nourrir la population mondiale.les agriculteurs produisent 80 pour cent de tous les aliments à base de plantes à partir des cultures d'herbe.ce succès est dû en partie à la capacité des usines à s'ajustersécher rapidement et maintenir le manque d'eau mieux que les autresles plantes.

mais pourquoi les graminées sont-elles plus tolérantes à la pénurie d'eau? pouvezd'autres cultures vivrières doivent être sélectionnées pour cette propriété afin d'assurerrendements agricoles à l'avenir? cela pourrait être important dans le visaged'une population mondiale croissante et le changement climatique qui impliquera pluspériodes de temps sec et chaud.

le professeur chercheur d'usineRainer Hedrich, professeur Dietmar Geiger et dr. peter mal dejulius-maximilians-universität würzburg (jmu) en bavière, allemagne, sontregarder dans ces questions. ils ont étudié l'orge brassicole pour déterminerpourquoi les graminées sont plus tolérantes au stress et sont donc «meilleures»plantes que les pommes de terre et les goûts.

deux acides aminés font la différence

la les scientifiques ont découvert que cette différence peut être attribuée à laprotéine slac1 des cellules de garde. seulement deux acides aminés, le bâtimentblocs qui composent les protéines, sont responsables de la sécheresse de la plantetolérance. "Nous voulons maintenant savoir si cette petite différence peut être harnaché pour rendre les pommes de terre, les tomates ou le colza plus tolérantesstress aussi ", dit Rainer hedrich.

les nouvelles idées ont étépublié dans le prestigieux journal "biologie actuelle" où hedrich,geiger et mal décrire comment ils ont mis en évidence la minuscule différence entre herbes et autres plantes.

le transport d'ions est un processus clé

la les chercheurs de jmu ont commencé à scruter microscopiquement les pores des petites feuillesappelé stomata. ces ouvertures admettent le dioxyde de carbone pour la photosynthèsedans l'usine. mais ils servent aussi de débouchés pour l'eau. pour prévenirperdre trop d'eau par évaporation, les plantes terrestres ont apprisau cours de l'évolution d'ouvrir et de fermer activement leurs stomates en utilisant spécialcellules de garde. protéines membranaires telles que slac1 jouent un rôle clé dans cetteprocessus réglementaire: agissant comme des canaux, ils guident les ions dans et horsdes cellules.

hedrich est convaincu qu'une compréhension de base deles allées et venues moléculaires pendant le transport d'ions à travers la membrane plasmique des cellules de garde est la clé pour améliorer la tolérance à la sécheresse etrendements des plantes cultivées agricoles.

les navettes ioniques rendent les pores des feuilles plus efficaces

la stomates de graminées ont une particularité. le pore est bordé par deuxpaires de cellules où les autres plantes n'ont qu'une seule paire de cellules. herbeles céréales ont deux cellules de garde en forme d'haltère qui forment et régulent pore. de plus, ils sont flanqués de deux cellules subsidiaires.

la les chercheurs de jmu ont démontré que les cellules secondaires absorbent etstocker le potassium et le chlorure des cellules de garde lorsque le porese ferme. quand la stomie s'ouvre, ils transmettent les ions à la gardecellules. "Nos céréales utilisent les cellules subsidiaires comme réservoir dynamique pourions osmotiquement actifs. ce service de navette ionique entre la cellule de garde et cellule subsidiaire permet à la plante de réguler les pores en particulierefficacement et rapidement ", explique Dietmar Geiger.

deux systèmes de mesure pour plus de résistance à la sécheresse

Là est un second mécanisme qui rend les herbes plus tolérantes à sécherconditions. quand l'eau est rare, les plantes produisent l'hormone du stress(acide abscisique). à l'intérieur des cellules de garde, il active les canaux ioniquesde la famille slac1, initiant ainsi la fermeture des stomates àempêcher la plante de dépérir en quelques minutes.

"Intéressant, nous avons constaté que le nitrate doit être présent dans l'orge brassicole et d'autres herbes céréales en plus de aba pour permettre au pore de se fermer, "peter achedit. la concentration en nitrates permet à l'orge de mesurer la formela photosynthèse est présente. si elle fonctionne bien, les niveaux de nitrates sont bas.

orge repose donc sur deux systèmes de mesure: il utilise aba pour enregistrer l'eaudisponibilité et nitrate pour évaluer la performance de la photosynthèse. "parcombinant les deux, l'orge est mieux capable que d'autres plantes ànégocier entre les extrêmes de «mourir de faim» et «mourir dela soif «face à la pénurie d'eau», explique Rainer hedrich

tester le capteur de nitrate dans d'autres plantes

lequel mécanisme est responsable de la différence dans la régulation de la stomie auniveau moléculaire? pour répondre à cela, les chercheurs ont analysé les canaux slac1 de diverses plantes herbacées par rapport aux herbes. cela leur a permis deidentifier le "capteur de nitrate" des graminées. il est composé d'un motif de deux acides aminés qui se sont d'abord produits dans la mousse au cours de l'évolution eta ensuite été optimisé pour donner aux cellules de garde leur uniquePropriétés.

dans une prochaine étape, l'équipe de chercheurs veutétablir si les cultures agricoles herbacées bénéficient également un capteur de nitrate. pour y parvenir, les scientifiques veulent s'adapterarabidopsis plantes qui manquent le canal slac1 avec le canal slac1 de orge. "Si cette étape augmente leur tolérance au stress, nous pouvons envisager en sélectionnant des pommes de terre, des tomates ou du colza optimisées », explique M. Hedrich.

financé dans le programme bayklimafit

la activités de recherche ont été entreprises dans le cadre de la bavaroiseconsortium bayklimafit. son objectif est de trouver des stratégies pour faire de la nourritureles cultures sont adaptées au changement climatique. le consortium reçoit un financement duministère bavarois de l'environnement et de la protection des consommateurs.

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