Dans la nature, quand il n'y a pas d'eau, les plantes cessent de croître. Les scientifiques ont profité de ce mécanisme de défense naturel au cours des dernières décennies pour concevoir des variétés de plantes résistantes à sécheresse. Le problème est que si la plante ralentit sa croissance, elle peut ruiner une culture. Maintenant, un groupe de chercheurs a obtenu des plantes qui continuent à pousser dans des situations extrêmes de sécheresse. Ils y sont parvenus avec une herbe, mais la prochaine chose à faire sera de l’essayer sur des céréales.

Au cours des dernières années 40, la partie de la planète touchée par la sécheresse a doublé. Selon les données du Organisation des Nations Unies pour l'alimentation, chaque année, 12 perd des millions d’hectares de terres l'avancée de la désertification. Le changement climatique menace d'accélérer le processus et des pays comme l'Espagne ou le Mexique sont en première ligne. Il est donc urgent de mieux gérer l’eau disponible et d’obtenir des variétés de plantes capables de supporter de longues périodes de sécheresse.

C’est ce que les scientifiques du Centre de recherche agrigénomique (CRAG) Ils ont génétiquement modifié des spécimens de Arabidopsis thaliana, la chose la plus proche d'une souris de laboratoire mais dans une version végétale et la première plante à laquelle le génome a été séquencé. Ce qu’ils ont fait a consisté à exprimer un récepteur cellulaire pour une hormone végétale (le BRL3, un brassinostéroïde) qui régule la croissance et joue un rôle clé dans les processus d'expansion, de division et de différenciation cellulaire des tissus plus jeunes de la plante.

"Avec la surexpression des gènes, nous multiplions par cinq le nombre de récepteurs stéroïdiens dans les cellules vasculaires", explique l'auteur principal de l'étude, professeur au CRAG et chercheur au CSIC, Ana Caño. En conditions sèches, ces BRL3 enrichis provoquent l'accumulation de sucres dans les tiges les plus tendres et, en particulier, dans les racines. "Les plantes ont besoin d'eau pour fabriquer des sucres, mais en les accumulant dans les racines, elles ne perçoivent pas qu'il y a un manque d'eau", ajoute Caño.

Dans des conditions normales, les racines bougent et se tordent à la recherche d'eau dans un processus appelé hydrotropisme. S'il n'y en a pas, c'est la plante et non le sol qui cède son humidité par osmose jusqu'à son séchage. Dans A. thaliana modifié, le glucose, le fructose et d’autres sucres sont des osmoprotecteurs, isolant les racines et les tiges. Après une période de sécheresse extrême, 12 jours sans goutte d’eau, 44% des plantes modifiées ont survécu, comparé à 20% des plantes utilisées comme témoins, selon l’étude publiée dans Communications Nature.

"Et sans cesser de grandir", précise Caño. Qu'il s'agisse de faire taire certains gènes ou d'en surexprimer d'autres, des études antérieures avaient permis d'obtenir des plantes résistantes à la sécheresse. Il existe même des variétés commerciales où les transgéniques sont autorisées. Mais ce que ces travaux font, c'est imiter le processus naturel : sans eau, la plante cesse de croître et, au fil du temps, commence un processus de mort cellulaire programmée. Dans cette recherche, dont les premiers auteurs sont Norma Fàbregas et Fidel Lozano, le gène manipulé protège contre le stress hydrique sans arrêter la croissance.

Caño, représentant espagnol dans le consortium de recherche international avec Arabidopsis rappelez-vous que c'est "une herbe". Il s'agit maintenant de répliquer ces résultats prometteurs sur des espèces d'intérêt pour l'agriculture. Depuis 2016, lorsque le European Research Council a sélectionné son projet pour une de leurs aides, l’équipe Caño étudie avec le sorgho et reproduit dans cette céréale sèche les résultats obtenus avec Arabidopsis thaliana. Puis le blé, le riz, le maïs pourraient venir ...