La recherche apporte de nouvelles perspectives sur les mécanismes de tolérance à la salinité chez les plantes
La salinisation du sol résulte de l’accumulation de l’excès de sels dans la zone racinaire. Ce phénomène, qui réduit la productivité du sol et finit par rendre la terre incultivable, représente un problème croissant pour l’agriculture dans le monde entier, en particulier dans les régions arides et semi-arides irriguées. «Nous savons que la voie SOS (Salt Overly Sensitive) est l’un des principaux systèmes de régulation responsable de l’extrusion du sodium dans les plantes, un processus de défense qui est activé par le stress salin», explique Paula Ragel de la Torre, chercheuse du Centre d’études sur les organismes de l’université de Heidelberg. «Ce que nous connaissons moins, ce sont les premières étapes de la détection et de la régulation de la réponse au stress salin.» Le projet sigNal, financé par l’UE, ambitionne de combler cette lacune. Mené par Paula Ragel de la Torre, ce projet vise à mieux comprendre les mécanismes de tolérance à la salinité des plantes. «Mon objectif était de montrer comment la détection du stress salin se différencie des autres stress biotiques et abiotiques qui entraînent également des pics de calcium», explique Paula Ragel de la Torre, qui a bénéficié du soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie.
Plusieurs conclusions importantes
Malgré certains retards dus à la pandémie de COVID-19, le projet est parvenu à tirer plusieurs conclusions importantes. Tout d’abord, les chercheurs ont démontré que le stress salin favorise une augmentation du pH cytosolique à l’extrémité de la racine. «Cette augmentation était supérieure à celle observée sous le même stress osmotique et suffisamment élevée pour être considérée comme ayant des conséquences multiples sur les cellules», note Paula Ragel de la Torre. La recherche suggère également que l’extrémité de la racine fonctionne comme une zone de détection du stress, où une combinaison de changements du pH et des niveaux de calcium spécifiques au stress active des réponses données au stress. «Je suis fière d’avoir prouvé l’existence de changements de pH en réponse à des stress abiotiques», ajoute-t-elle. «Je suis également fière d’avoir planifié, appliqué, géré et mené à bien le projet, tout en apprenant et en mettant en œuvre des méthodes de pointe et en élargissant mon réseau de collaboration.» Une question à laquelle le projet n’a pas pu répondre consistait à savoir si les changements de pH étaient nécessaires pour activer la voie SOS ou si le pont salin présumé de SOS3, une famille de capteurs de calcium, fonctionnait comme un module de détection du pH. «Certains résultats correspondent à notre hypothèse, d’autres se sont avérés plus difficiles à expliquer», explique encore Paula Ragel de la Torre. «Comme pour toute recherche scientifique, il reste encore beaucoup à faire.»
Ouvrir la voie à des recherches complémentaires
Le projet sigNal a considérablement amélioré la compréhension des chercheurs au sujet des mécanismes par lesquels les racines des plantes traduisent les changements dans le sol en réponses spécifiques. Plus important encore, il a révélé de nouvelles informations sur la signalisation du stress salin en faisant le lien entre les stress salin et osmotique et les changements de pH dans une zone spécifique de la racine. «Les résultats du projet sigNal ont ouvert la voie à des recherches complémentaires sur les voies de signalisation des plantes», conclut-elle. «En apportant un nouvel éclairage sur les mécanismes de tolérance à la salinité des plantes, nos conclusions aideront les chercheurs à mettre au point des variétés de cultures adaptées à des conditions environnementales sous-optimales.»
Mots‑clés
sigNal, salinité, plantes, salinisation du sol, zone racinaire, agriculture, salt overly sensitive (SOS), stress salin