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Comment les racines de riz régulent le transport par eau

Des phytologues ont étudié le mécanisme d'adaptation des racines de plantes qui leur permet de s'adapter à un stress non-biologique comme la salinité et la sécheresse.
Comment les racines de riz régulent le transport par eau
Au cours des 20 prochaines années, presque la moitié du monde devrait être confrontée à d'importants stress hydriques. Dès lors, des technologies de phytologie devraient être utilisées pour protéger cette ressource vitale en améliorant l'efficacité de l'utilisation de l'eau dans les cultures.

Le riz est une culture alimentaire importante dans le monde entier, mais on en sait peu sur la fonction de ses aquaporines et la régulation de l'eau au niveau cellulaire. Le projet ORYZAQUA («Cell biology and rice aquaporins»), financé par l'UE, a abordé ces lacunes concernant les connaissances de différents cultivars de riz et l'évolution des conditions.

Les aquaporines sont des protéines présentes dans la membrane plasmique des cellules végétales qui agissent comme des canaux hydrauliques et sont essentielles à la régulation de l'eau. La conductivité hydraulique, la perméabilité à l'eau et la régulation du potentiel osmotique sont quelques-uns des principaux facteurs liés à la régulation de l'eau dans les plantes.

Les chercheurs du projet ORYZAQUA ont étudié une série d'aquaporines du riz, l'architecture et l'hydraulique des racines et les ont soumis au stress du sel et de la sécheresse. Ces résultats ont ensuite été comparés à des conditions sans stress. Les chercheurs ont en outre réussi à cloner les séquences des aquaporines du riz et les ont marquées avec une protéine fluorescente (PF); La transformation des autres isoformes du riz et des cultivars est en cours.

Les chercheurs sont parvenus à cloner la séquence OsRabr marquée par fluorescence (aquaporine) pour la coexpression des marqueurs endomembranaires marqués avec la PF mCherry. Des travaux ont également été effectués pour exprimer d'autres séquences d'aquaporines qui incluent OsGAP1 et OsNST1. Des études sont également menées pour évaluer dans ces plants de riz la localisation et la fonction sous-cellulaire des aquaporines dans des conditions de stress et dans des situations normales.

Les travaux réalisés par ORYZAQUA ont établi pour la première fois l'important effet inhibitoire de la salinité sur le transport par eau des racines des jeunes plants de riz. Cela a montré un mécanisme physiologique capable de réagir à des défis environnementaux dans l'heure. Cet effet inhibitoire étant tellement rapide, il indique que le règlement de l'activité des aquaporines est un facteur important dans la réponse de la plante à la salinité.

Le projet contribuera à expliquer les interactions complexes entre les voies moléculaires de signalisation du stress abiotique et celles contrôlant les réponses des cellules et des organes. Cela permet également d'améliorer la production agricole via une meilleure adaptation au changement climatique et de développer l'agriculture dans des terres marginales.

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Mots-clés

Transport par eau, racines des plantes, phytologie, biologie cellulaire, aquaporines du riz