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Les scientifiques ont découvert comment contrôler les plantes avec un éclairage coloré

L'assortiment multicolore de lumières illuminant les boîtes de nuit, injectant de la vie dans les jumbotrons et surmontant les arbres de Noël pourrait potentiellement servir un objectif plus large dans le monde de l'agriculture.

Les biologistes européens ont montré pour la première fois que le comportement des plantes peut être contrôlé à l'aide de lumières colorées. Dans leur étude, publiée cette semaine dans le journal Méthodes de la nature, les chercheurs ont utilisé des lumières LED de différentes couleurs pour activer les gènes des plantes qui influencent le comportement. Lorsqu'un certain gène est activé, il code pour les protéines, ce qui dicte la fonction d'une cellule. Lorsque le gène est désactivé, il ne remplit plus cette fonction. Dans leur étude, les chercheurs ont pu montrer qu’ils pouvaient contrôler les gènes responsables de la réponse immunitaire d’une plante.

Ben Miller, biologiste moléculaire à l'Université d'East Anglia, qui est co-auteur de l'étude, affirme que cette méthode permettra aux chercheurs de mieux comprendre comment les plantes poussent, répondent et s'adaptent dans leur environnement. En ce qui concerne les cultures agricoles, il dit que la méthode pourrait être utilisée pour déterminer et contrôler les gènes qui améliorent les défenses des plantes contre les agents pathogènes et améliorent à leur tour les rendements pour les agriculteurs.

"Il y a de réelles opportunités pour l'avenir… Cela ouvre vraiment de nouvelles portes pour la recherche sur les plantes", dit-il. "C'est vraiment excitant pour nous, pour les sciences végétales et pour l'agriculture également."

Jusqu'à ce point, l'optogénétique – la méthode qui influence le comportement biologique par la lumière – a été testée principalement dans des cellules animales, des levures et des bactéries. Il a également commencé à être mis en œuvre progressivement dans des essais cliniques sur des humains. Avant cette étude, les phytologues avaient du mal à puiser dans l'optogénétique car les plantes utilisent déjà la lumière pour alimenter leur croissance. Tout changement de gène contrôlé par la lumière garderait ce processus actif.

Miller et son équipe a surmonté ce problème par la lumière colorée et a constaté que la lumière rouge dans leur système peut cibler un gène végétal d'intérêt, servant de «commutateur actif» pour remplir sa fonction. Une lumière blanche, une lumière bleue ou une lumière rouge lointaine fonctionne alors comme un "interrupteur d'arrêt" pour l'activité du gène.

Miller dit que cette méthode pèse moins sur les plantes que les voies habituelles, comme les médicaments ou les produits chimiques, qui gardent les gènes activés tout le temps pendant leur étude.

"Avoir un gène «allumé» tout le temps inutilement serait un gaspillage d'énergie et de ressources cellulaires », dit-il. "L'expression d'un gène au mauvais moment pourrait également interférer avec les processus végétaux, comme la croissance et le développement, il est donc très important de contrôler quand et où les gènes sont exprimés."

Miller ajoute que la prochaine étape de ses recherches consistera à étendre la méthode à d'autres gènes de plantes. Il dit que c'est une fondation efficace qui pourrait aider à répondre à de nombreuses questions fondamentales sur les plantes. Maintenant, il est temps d'explorer son potentiel.

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