Les plantes ont des trous d’épingle dans leurs feuilles appelées stomates-bouche en grec qui recueillent le dioxyde de carbone de l’air et dont l’eau s’évapore.
Un nouveau travail de laboratoire de Dominique Bergmann, membre associé honoraire du Département de biologie végétale de l’Université de Stanford (USA), révèle comment les systèmes qui régulent le développement des stomates dans les graminées peuvent être utilisés pour améliorer l’efficacité agricole.
Chaque année, plus de 30% de tout le dioxyde de carbone dans notre atmosphère passe par les stomates, aussi la quantité de vapeur d’eau équivalente à deux fois celle dans l’atmosphère. En outre, les plantes ont une forte influence sur le climat mondial et régulent les changements climatiques.
Stomata ont été trouvés dans les fossiles de plantes il ya 400 millions d’années, et sont caractéristiques de toute plante vivante actuelle, bien qu’ils peuvent prendre différentes formes dans les différentes plantes.
Tout ce que nous savions sur la façon dont les gènes déterminent les stomates des plantes a empêché l’étude d’une plante « modèle », Arabidopsis, un parent de brocoli et de chou. Comme cette plante est très différente graminées, jusqu’à présent, on ne savait pas si ces derniers ont utilisé les mêmes gènes que Arabidopsis pour produire leurs propres stomates.
La nouvelle étude, publiée dans Proceedings de l’Académie nationale des sciences (PNAS) et dirigée par les scientifiques Michael Raissig et Emily Abrash, a porté sur les stomates des herbes, une famille qui comprend le maïs, le riz et le blé et qui est la clé de l’homme Et aliments pour animaux; Ainsi que de produire du carburant renouvelable.
Différences
Mais la décision d’étudier les stomates des graminées n’est pas prise seulement par l’importance économique et environnementale de ces plantes, mais aussi parce que les stomates des graminées présentent plusieurs innovations qui les rendent plus efficaces pour capturer le dioxyde de carbone et limiter la perte d’eau.
Par exemple, les stomates-les herbes ont une forme caractéristique d’un haltère (un haltère ou une barre de métal ou des pièces plus lourdes à chaque extrémité) – au lieu de la forme classique de rein qu’ils ont dans la plupart des autres plantes.
Aussi stomates graminées alignées en rangées autour de la tige des feuilles, tandis que la distribution des stomates dans les plantes feuillettes est complètement aléatoire. Certains scientifiques croient que la forme et la distribution des stomates dans les graminées sont la clé de leur succès évolutionniste.
Les mêmes gènes, avec une autre organisation
En utilisant diverses techniques de laboratoire, l’équipement Bergmann a réussi à clarifier des parties des systèmes de régulation graminées qui activent ou silence certains gènes; Gènes qui sont à leur tour ce qui déterminent le nombre de stomates que ces plantes produisent, l’endroit où les stomates apparaissent; Et ses diverses formes.
Étonnamment, ces différences ne se produisent pas parce que les graminées utilisent des gènes uniques pour les stomates, mais parce qu’ils utilisent les mêmes gènes que les autres plantes de différentes façons.
C’est comme si, dans un circuit, on utilisait les mêmes composants, mais on les organisait de différentes façons. Cette «réorganisation» explique en partie comment les graminées donnent différentes formes aux stomates, leur fournissant une physiologie mieux préparée.
La chose excitante à propos de cette découverte, Bergmann a déclaré dans un communiqué de l’Institut Carnegie, est que «nous pouvons maintenant manipuler les gènes des plantes pour produire des stomates».
« Les plantes utilisent des éléments apparemment communs, mais d’une manière différente, ce qui est intéressant du point de vue scientifique et pourrait être utilisé pour améliorer la croissance des graminées que les humains utilisent pour la nourriture ou le carburant », conclut le chercheur.
