Une équipe de recherche dirigée par le RIKEN a fait une découverte qui pourrait être utilisée pour améliorer l'absorption des nutriments des cultures. Le transporteur est lié à la tendance des racines des plantes à s'affaisser sous l'effet de la gravité. Ce phénomène est appelé géotropisme racinaire1. googletag.cmd.push(function(){googletag.display('div-gpt-ad-1449240174198-2′);});
Charles Darwin fut l'un des premiers scientifiques à étudier la gravité des racines des plantes. Grâce à des expériences simples mais élégantes, Darwin démontra que l'extrémité des racines des plantes perçoit la gravité et peut transmettre des signaux aux tissus voisins, inclinant ainsi les racines vers la gravité. Nous savons aujourd'hui que l'auxine, une hormone végétale, joue un rôle clé dans cette réponse gravitationnelle.
Les hormones végétales ont de nombreuses fonctions physiologiques et peuvent aider les plantes à résister aux fluctuations environnementales. Pour fonctionner correctement, leur distribution et leur activité dans les cellules et les tissus doivent être précisément conçues. Cela implique généralement des transporteurs qui interviennent dans l'absorption ou l'exportation cellulaire des hormones ou de leurs précurseurs.
Les biologistes du RIKEN ont désormais démontré que le transporteur NPF7.3 décrit précédemment peut réguler la réponse auxine et la gravité des racines dans la plante modèle Arabidopsis.
Mitsunori Seo, du Centre scientifique des ressources durables du RIKEN, a déclaré : « Nous avons constaté que les semis porteurs de mutations du gène codant NPF7.3 présentaient une croissance racinaire anormale. » « Un examen plus approfondi a révélé un défaut spécifique de la réponse gravitationnelle, comme indiqué précédemment. La fonction de NPF7.3 comme transporteur de nitrate et de potassium est inexpliquée. Cela nous laisse penser que cette protéine pourrait également avoir d’autres fonctions jusqu’alors inconnues. »
Des expériences ultérieures ont montré que NPF7.3 agit comme transporteur d'acide indole-3-butyrique (IBA), et que l'IBA absorbé par des cellules racinaires spécifiques via NPF7.3 est converti en acide indole-3-acétique (IAA), principale source interne d'auxine. Cela contribue à établir un gradient d'auxine dans le tissu racinaire, qui à son tour guide la réponse gravitationnelle.
L'IBA est un précurseur secondaire de l'IAA, et le rôle de l'IAA dérivé de l'IBA dans le mouvement gravitationnel était jusqu'alors inconnu. Cependant, il semble que d'autres plantes (y compris des espèces cultivées) possèdent des mécanismes de régulation similaires, ce qui pourrait conduire à des applications agricoles et horticoles.
Seo a déclaré : « Nous pourrons modifier la structure du système racinaire en régulant la transmission de l'IBA. » « Cela améliorera l'absorption de l'eau et des nutriments par le système racinaire, favorisant ainsi la production agricole. »
Les protéines NPF ont été initialement identifiées comme des transporteurs de nitrates ou de peptides, mais il est clair qu'elles sont plus adaptables qu'on ne le pensait. Seo explique : « Des études récentes, dont celle-ci, ont montré que cette famille de transporteurs peut transporter divers composés, notamment des hormones végétales et des métabolites secondaires. » « La prochaine grande question est de savoir comment la protéine NPF reconnaît cela. De multiples substrats. »
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Date de publication : 09/03/2021
