L'éthanol peut aider les plantes à survivre en période de sécheresse, selon une nouvelle étude menée au Riken Center for Sustainable Resource Science au Japon et publiée dans la revue Plant and Cell Physiology.

Dirigés par Motoaki Seki, les chercheurs ont montré que l'ajout d'éthanol au sol permet aux plantes, y compris le riz et le blé prospérer après deux semaines sans eau.

Parce que l'éthanol est sûr, bon marché et largement disponible, cette découverte offre un moyen pratique d'augmenter la production alimentaire dans le monde lorsque l'eau est rare, sans avoir besoin de produire des plantes génétiquement modifiées, qui sont coûteuses, chronophages et parfois controversées.

Une solution contre le changement climatique

L'avenir prévisible comprend une augmentation constante de la population et une augmentation de la rareté de l'eau induites par le changement climatique, deux conditions qui conduiront inévitablement à des pénuries alimentaires si aucune mesure n'est prise. Une option consiste à trouver un moyen d'empêcher les plantes de mourir lorsqu'elles n'ont pas accès à l'eau.

La modification génétique des plantes pour que leurs stomates - les pores de leurs feuilles - restent fermés a été quelque peu efficace car elle empêche l'eau de quitter les plantes. Cependant, fabriquer des plantes génétiquement modifiées coûte cher et prend du temps, et les pays qui en ont le plus besoin n'ont peut-être pas le même accès à ces cultures modifiées.

Seki et son équipe ont travaillé sur une autre approche. Sachant que les plantes produisent de l'éthanol lorsqu'elles sont privées d'eau, ils ont estimé que le donner aux plantes les protégerait des futures sécheresses. Pour tester cette hypothèse, ils ont fait pousser des plantes pendant environ deux semaines avec beaucoup d'eau.

Puis prétraité le sol avec de l'éthanol pendant trois jours, suivie d'une privation d'eau pendant deux semaines. Environ 75 % des plants de blé et de riz traités à l'éthanol ont survécu après réarrosage, tandis que moins de 5 % des plants non traités ont survécu.

Résultats dans la plante modèle Arabidopsis

Après avoir montré que l'éthanol peut protéger ces deux cultures importantes de la sécheresse, ils ont tenté d'expliquer pourquoi en se concentrant sur la plante modèle Arabidopsis.

Tout d'abord, ils ont examiné les feuilles et ont constaté que peu de temps après que les plantes d'Arabidopsis traitées à l'éthanol aient été privées d'eau, leurs stomates se sont fermés et la température des feuilles a augmenté. A 11 et 12 jours de privation d'eau, ces plantes avaient retenu plus d'eau dans leurs feuilles que les plantes non traitées.

Les chercheurs ont ensuite analysé l'expression des gènes avant et pendant la privation d'eau et radiomarqué l'éthanol avant le prétraitement. Cela leur a permis voir quels processus ont été activés pendant la sécheresse et ce qui est arrivé à l'éthanol après qu'il a été absorbé par les racines des plantes.

Avant même la privation d'eau, les plantes traitées à l'éthanol ont commencé à exprimer des gènes qui sont normalement exprimés pendant la privation d'eau. De plus, à peu près au même moment où la teneur en eau a diminué dans les feuilles non traitées, les plantes traitées à l'éthanol ont produit des sucres à partir de l'éthanol et ont effectué la photosynthèse.

Comment l'éthanol affecte-t-il les plantes?

Seki affirme que Le traitement des sols à l'éthanol atténue la sécheresse sur plusieurs fronts. Premièrement, les gènes liés à la sécheresse sont exprimés avant même que l'eau ne soit épuisée, ce qui donne aux plantes une longueur d'avance sur la préparation.

Ensuite, les stomates se ferment, permettant aux feuilles de retenir plus d'eau. Dans le même temps, une partie de l'éthanol est utilisée pour fabriquer un certain nombre de sucres, qui fournissent l'énergie indispensable qui est normalement difficile à obtenir avec des stomates fermés.

"Nous avons découvert que le traitement des cultures courantes telles que le blé et le riz avec de l'éthanol exogène peut augmenter la production agricole pendant la sécheresse. Comme chez Arabidopsis, cela est susceptible de se produire par des changements dans les profils métabolomique et transcriptomique qui régulent la réponse à la sécheresse. Cela nous donne un moyen facile et bon marché d'augmenter les rendements des cultures même lorsque l'eau est limitée, sans avoir besoin de modification génétique. »