Vous êtes-vous déjà demandé ce que ressent une pomme de terre ?

Des chercheurs de l'Université Hébraïque de Jérusalem ont mis au point un biocapteur permettant de détecter les signes précoces de stress des plantes et de prévenir les pertes de récoltes dues aux changements climatiques mondiaux.

 

Dr. Shilo Rosenwasser

Dans le but d'augmenter la productivité agricole et de limiter le gaspillage, une équipe de chercheurs de la Faculté Robert H. Smith d'Agriculture, d'Alimentation et d'Environnement de l'Université Hébraïque de Jérusalem (HU) a mis au point une méthode permettant de détecter les signes de stress avant que la plante ne soit abîmée.

Les plantes sont exposées à tous les types de conditions météorologiques et à d'autres facteurs externes qui causent des dommages et influent sur la capacité des plantes à effectuer la photosynthèse et à produire des fruits. Si les agriculteurs pouvaient recevoir un signal d'alerte précoce indiquant que leurs plantes ne vont pas bien, cela les aiderait à prendre des mesures pour protéger leurs récoltes, éviter des pertes importantes et préserver les sources alimentaires des pays.

Dans une nouvelle étude, publiée dans Plant Physiology et faite par Matanel Hipsch, sous la direction du Dr Shilo Rosenwasser du Département des Sciences végétales de l'Université Hébraïque de Jérusalem, les scientifiques ont introduit des biocapteurs moléculaires dans les pommes de terre qui permettent de surveiller en temps réel les signaux de stress dans les plantes.

L'objectif de l'étude était de mettre au point une technique innovante permettant la détection précoce du stress et de la sous-nutrition sans endommager la plante elle-même. Les chercheurs ont choisi de se concentrer sur la pomme de terre qui représente 40% des exportations israéliennes et est cruciale pour la sécurité alimentaire mondiale. Connue sous son nom latin, Solanum tuberosum, la pomme de terre fournit des nutriments essentiels tels que des fibres alimentaires, des vitamines, des minéraux, des protéines et des antioxydants.

En recourant au patrimoine génétique, l'équipe a introduit un nouveau gène correspondant à une protéine fluorescente qui indique le niveau d'espèces réactives de l'oxygène : des molécules très réactives dont l'accumulation signifie une réponse au stress. Le biocapteur a été placé dans le chloroplaste, l'organite de la cellule responsable de la photosynthèse : processus chimique qui transforme la lumière en énergie pour alimenter la croissance des plantes. Les chercheurs ont ensuite pu surveiller la lumière émise par les biocapteurs et déterminer la phase initiale des réponses au stress des plantes.

"En utilisant une caméra fluorescente d'une sensibilité extrêmement élevée, nous avons pu surveiller les signaux de fluorescence émis par les biocapteurs et avons remarqué l'accumulation d'espèces réactives de l'oxygène pendant la phase initiale des réponses aux conditions de stress telles que la sécheresse, les températures extrêmes et la forte luminosité", a expliqué le Dr Shilo Rosenwasser.

Visualisation des réactions au stress chez les plants de pommes de terre

Les chercheurs pensent que l'application des biocapteurs peut être étendue à d'autres grandes espèces végétales, ce qui contribuera à endiguer l'insécurité alimentaire et les mauvaises récoltes dues aux changements climatiques dans le monde.