Les plantes ont des mécanismes moléculaires de perception de la lumière dédiés spécialement à la croissance.

Les plantes ont des mécanismes moléculaires de perception de la lumière dédiés spécialement à la croissance.

1 Chez certaines plantes, la floraison est déclenchée lorsque la durée du jour (la photopériode) devient assez longue. Mais même si les nuits d’hiver sont encore longues, un flash de lumière peu intense émis au bon moment suffit à faire fleurir la plante. Il faut que celui-ci arrive à un moment du cycle circadien où la plante peut être très sensible, comme la fin d’après-midi. Les mécanismes génétiques mis en jeu sont très bien connus. Mais il existe d’autres processus en dehors de la floraison qui sont contrôlés par la photopériode et pour lesquels les mécanismes sont incompris. C’est le cas du contrôle de la croissance. Qingqing Wang, de l’université Yale, aux États-Unis, et ses collègues ont mis en évidence un mécanisme insoupçonné de perception de la photopériode, qui contrôle spécifiquement ce processus.

2 Les chercheurs sont partis du constat que l’arabette des dames (Arabidopsis thaliana) croît plus vite lorsque les jours sont longs. Contrairement à la floraison, il faut une lumière assez intense pour qu’elle ait un effet, car la photosynthèse doit fonctionner de façon efficace. En outre, cette lumière forte ne doit pas arriver n’importe quand. Si elle est présente le matin, la croissance n’est pas stimulée. Si elle arrive en fin d’après-midi comme dans les longues journées d’été, alors la plante pousse plus vite.

3 Les chercheurs ont étudié, entre autres, le gène MIPS1 (Myoinositol phosphate synthase 1), impliqué dans la croissance et dont l’expression change lorsque les jours sont longs. Lorsque l’expression du gène MIPS1 est altérée, peu importe quand arrive la lumière, la plante croît peu, comme si les jours étaient courts. Ce gène s’avère donc essentiel pour la perception de la photopériode guidant la croissance de la plante. Cette découverte est surprenante, car ce gène n’a rien à voir avec ceux impliqués dans la floraison, il fonctionne en parallèle et indépendamment : les mutants ne présentent pas de défauts de floraison (et inversement, des mutants de floraison n’ont pas de défaut de croissance). Il reste néanmoins à découvrir tout le mécanisme de régulation.

4 « En comprenant mieux ces mécanismes, nous serons en mesure de sélectionner les plantes pour favoriser leur floraison ou leur croissance selon que nous les cultivons pour leur production de graines, de fruits ou de biomasse, avance François Parcy, généticien au Laboratoire de physiologie cellulaire et végétale, à Grenoble. En supposant que cela soit pratiqué de façon vertueuse, sans accroître les intrants. » Les chercheurs proposent effectivement l’idée de développer des plantes dont la croissance serait insensible à la photopériode pour favoriser une production rapide de biomasse dans des pays en développement où la saison de croissance est courte. C’est dans la lignée d’une nouvelle voie de transformation des cultures apparue il y a quelques années : la chronoculture qui vise à exploiter la base génétique de l’horloge biologique des plantes pour améliorer productivité et durabilité de leur exploitation.