mercredi 28 décembre 2016

La réponse des plantes à la chaleur fluctue entre le jour et la nuit


Le changement climatique et ses récentes vagues de chaleur (l'article anglais provient de l'Université de Stanford en Californie) ont mis les cultures agricoles en danger, cela signifie que la compréhension de la façon qu'on les plantes de réagir face aux températures élevées est cruciale pour protéger notre environnement et notre approvisionnement alimentaire.

Pour de nombreuses plantes, même une petite augmentation de la moyenne des températures peu affecter profondément leur croissance et leur développement.

Ainsi, pour la moutarde (appelée Arabidopsis), une plante souvent étudiée, des températures élevées entrainent une croissance plus longue des tiges, et des feuilles plus minces afin de faire ace au stress thermique.


Une protéine déterminante pour coordonner la réponse face au stress thermique


Une nouvelle étude menée par Zhiyong Wang, du Département de Biologie Végétale du Carnegie, a révélé le système par lequel les plantes régulent leur réponse à la chaleur différemment entre le jour et la nuit. L'article a été publié dans Nature Communications.

Une protéine appelée Phytochrome Interacting Factor 4 (PIF4) s'avère être cruciale pour coordonner la réponse d'une plante à la température élevée en activant des gênes qui aident la plante à faire face au stress thermique. Mais elle semble n'être active que pendant la journée.

Wang et son équipe ont cherché à savoir ce qui contraignait le PIF4 à n'être actif que la journée. Ils ont découvert que le PIF4 est, à son tour, régulé par une autre protéine appelée Timing of CAB Expression 1 (TOC1), qui fait partie des protéines d'horloge biologique circadienne qui s'accumulent en fin de journée.

La TOC1 se lie à la PIF4 et inhibe son activité le soir et tout le long de la nuit. La disparition de la TOC1 à l'aube permet à la PIF4 de répondre à la température chaude le matin.

La réponse des plantes à la chaleur fluctue entre le jour et la nuit
Illustration montrant comment la réponse d'une plante face des températures élevées change entre le jour et la nuit; elle est régulée par les interactions entre les protéines PIF4 et TOC1. Illustration: Eunkyoo Oh

Jusqu'à présent, la façon dont l'horloge circadienne permettait d'aider une plante à survivre à un stress thermique était inconnue.


"Puisque les températures les plus chaudes se produisent généralement autour de midi et continuent jusqu'en début d'après midi, la survie d'une plante sensible à la chaleur, est plus menacée au cours de cette période." explique Wang, "en liant la réponse thermique à l'horloge circadienne, les plantes maximisent leurs chances de survie lors des vagues de chaleur".


"La nouvelle étude de Zhiyong révèle une potentielle stratégie d'économie d'énergie des plantes où les gênes de réponse au stress thermique sont empêchés d'être activés la nuit lorsqu'il y a moins de risque de stress thermique. Utiliser une horloge circadienne pour le faire est très élégant" rapporte Sue Rhee, Directrice du Département de Biologie Végétale du Carnegie.



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