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Sexual Plant Reproduction – Seed formation

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Élucider les mystères de la reproduction des plantes pour contribuer à nourrir la population en pleine croissance de la Terre

Nourrir la population mondiale en augmentation exigera d’au moins doubler les rendements agricoles sans augmenter la surface de terres arables. Afin de remédier à la dépendance du monde envers la production de graines, il est absolument nécessaire de comprendre les facteurs qui régulent la reproduction sexuée.

Alimentation et Ressources naturelles

La formation fructueuse des graines est un événement clé dans la vie des plantes, car la réussite de leur reproduction en dépend dans une large mesure. La graine est une unité fonctionnelle complexe qui est le résultat de la réussite du double processus de fertilisation jusqu’au développement de la graine ou du fruit.

Études des différents aspects et stades de la reproduction sexuée des plantes

La production agricole est essentiellement destinée à la production de graine au moyen de la reproduction sexuée, et ces graines apportent la majorité des calories consommées par l’homme. Les graines sont également des ingrédients clés des aliments pour animaux et une ressource importante pour la production de produits à forte valeur ajoutée, comme les huiles, les biocarburants et les protéines, à l’instar de celles présentes dans le colza, le maïs et le soja. «L’identification des aspects qui contrôlent la reproduction permettra de recréer cet aspect crucial de la production agricole, afin d’améliorer la productivité sans augmenter la superficie des terres arables», fait remarquer Sílvia Coimbra, coordinatrice du projet SexSeed, financé par l’UE. L’équipe de SexSeed a concentré ses recherches sur la reproduction des plantes, un processus biologique fondamental, important sur le plan économique et flexible sur le plan expérimental. Elle entendait apporter de nouveaux éclairages sur le réseau commandé par SEEDSTICK (STK), un facteur de transcription, maître régulateur dans la production de graines. «Arabidopsis est un excellent modèle qui permet d’étudier la formation des graines, car son programme de développement conservé est identique à celui des principales cultures productrices de graines», explique Sílvia Coimbra. Arabidopsis est une petite plante à fleurs de la famille du chou et de la moutarde qui sert souvent d’organisme modèle en biologie végétale. «L’amélioration de notre savoir-faire dans le domaine de la formation des graines d’Arabidopsis nous permettra d’élargir nos connaissances sur la formation des graines et de transférer ensuite ces connaissances horizontalement aux espèces de cultures agricoles vitales.»

Comprendre les réseaux moléculaires qui régissent le développement des graines

Les chercheurs ont découvert et caractérisé plusieurs gènes STK cibles différents aux stades précoces du développement (de l’ovule). Ils ont développé et proposé différentes voies d’interaction liées à la fertilisation et à la production des graines. «En combinant les approches transcriptomique et génétique, SexSeed a découvert de nouvelles fonctions pour les gènes STK cibles, ce qui nous a permis d’enrichir nos connaissances du réseau qui commande la formation des graines chez Arabidopsis», explique Sílvia Coimbra. «Grâce à ces nouvelles informations précieuses, nous pouvons contribuer à améliorer non seulement la productivité agricole brute, mais aussi la composition des graines et, partant, la production de composants utilisés pour les produits dérivés de graines à forte valeur ajoutée.» Les résultats scientifiques ont été partagés à l’occasion d’une cinquantaine de présentations réalisées dans le cadre de plusieurs conférences et ateliers internationaux. «Prendre conscience, d’une manière plus précise, des facteurs qui régissent la reproduction sexuée permettra de concevoir des aspects critiques de la production agricole afin de stimuler la productivité», conclut Sílvia Coimbra. «L’importance grandissante des graines et des produits dérivés de graines pour l’humanité, et le rôle central que joue le gène STK dans le développement des semences mettent en relief le potentiel formidable de SexSeed pour contribuer à l’excellence et à la compétitivité de l’Europe dans le monde». Ces recherches ont été entreprises avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie.

Mots‑clés

SexSeed, graine, plante, formation des graines, Arabidopsis, SEEDSTICK (STK), production de graines, reproduction des plantes, production agricole

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