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Water use and carbon budget associated with adaptation and competition of C3 and C4 grasses during drought stress

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Comprendre l'adaptation des plantes à la sècheresse

En Israël, des chercheurs ont étudié les mécanismes déterminant la tolérance à la sécheresse des plantes dont le cycle photosynthétique est soit en C3, soit en C4. Leurs travaux révèlent un phénomène intéressant qui pourrait être utilement exploité dans la gestion agricole.

Santé

Suivant leur façon de capturer le CO2 (dioxyde de carbone) lors de la photosynthèse, les graminées pérennes peuvent être classifiées en C3 ou en C4. Cette différence dans le cycle photosynthétique est également associée à des exigences différentes en termes d'eau, de lumière, d'humidité et de périodes de croissance. La compréhension des mécanismes permettant à certaines graminées de tolérer une faible disponibilité hydrique et de survivre dans des conditions quasi désertiques faisait justement l'objet des travaux du projet C3, C4 AND Drought financé par l'UE. Les chercheurs ont décidé d'étudier les effets du stress hydrique sur l'activité photochimique de différents écotypes de la même espèce. Pour ce faire, ils ont récolté de l'orge sauvage dans le désert du Néguev (Israël) ou provenant d'un environnement méditerranéen similaire. Les chercheurs ont ensuite cultivé les plantes dans des conditions d'irrigation variables et mesuré leur taux de photosynthèse ainsi que la composition des racines et des jeunes tiges. Lors d'un stress hydrique important, les écotypes désertiques d'orge sauvage ont révélé une baisse plus importante de leur activité photochimique comparée à celle mesurée dans les feuilles des écotypes méditerranéens démontrant ainsi pour les plantes vivant dans un environnement désertique un nouveau rôle adaptatif de la photorespiration. Les chercheurs ont également analysé les effets de la dessiccation sur la germination et la formation des graines avec une graminée typique des zones arides, Schismus arabicus. S. arabicus montre des capacités uniques d'adaptation et de survie qui lui permettent de germer, de se développer et de produire des graines même après des années de pluviométrie extrêmement faible. Les chercheurs ont observé que la survie des jeunes plants de S. arabicus dépendait du mois de leur germination, ils en ont donc déduit que le phénomène de périodicité annuelle constituait un mécanisme de survie. Les découvertes de cette étude sont majeures et permettent de mieux comprendre les mécanismes d'adaptation des plantes à de longues sécheresses, elles auront des répercussions importantes pour l'agriculture durable ainsi que dans la lutte contre la désertification ou la compétition entre plantes en C3 et plantes en C4.

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