Des scientifiques britanniques ont créé une molécule synthétique qui, lorsqu'elle est appliquée sur les cultures, augmente la taille et la teneur en amidon des grains de blé en laboratoire jusqu'à 20 %.
La nouvelle application végétale, développée par Rothamsted Research et l'Université d'Oxford, pourrait aider à résoudre le problème de l'augmentation de l'insécurité alimentaire dans le monde. Quelque 795 millions de personnes sont sous-alimentées, et El Nino de cette année a montré à quel point de nombreux pays sont vulnérables à la sécheresse induite par le climat.
Les résultats de l'étude, publiés dans Nature, détaillent la méthode basée sur l'utilisation de "précurseurs" synthétiques du sucre tréhalose 6-phosphate (T6P) - une stratégie unique en son genre qui a utilisé la chimie pour modifier comment les sucres sont utilisés par les plantes. Rothamsted Research, qui reçoit un financement stratégique du Conseil de recherche en biotechnologie et en sciences biologiques, a identifié ce sucre naturel comme étant crucial pour contrôler la façon dont le blé utilise le saccharose, le principal carburant généré par la photosynthèse. Le saccharose est la clé du développement des grains de blé. Ils ont identifié que plus il y a de T6P disponible pour les grains de blé au fur et à mesure de leur croissance, plus le rendement est élevé.
Utilisant l'expertise chimique du laboratoire de recherche en chimie de l'Université d'Oxford, une version modifiée du T6P pouvant être absorbée par la plante puis libérée dans la plante à la lumière du soleil a été développée. Ce «précurseur» de T6P a été ajouté à une solution puis pulvérisé sur les plantes, provoquant une «impulsion» de T6P, ce qui a entraîné l'aspiration de plus de saccharose dans le grain pour fabriquer de l'amidon. Testée en laboratoire, dans des conditions environnementales contrôlées, cette approche a entraîné une augmentation de la taille des grains de blé et du rendement jusqu'à 20 %.
L'étude a également démontré que l'application de la molécule précurseur pourrait améliorer la capacité des plantes à se remettre de la sécheresse, ce qui pourrait finalement aider les agriculteurs à surmonter plus facilement les saisons difficiles à l'avenir.
Le professeur Ben Davis, du département de chimie de l'université d'Oxford, a déclaré :"Les tests que nous avons menés en laboratoire sont très prometteurs pour une technique qui, à l'avenir, pourrait radicalement modifier la façon dont nous cultivons non seulement le blé, mais beaucoup de cultures différentes. La « révolution verte » du XXe siècle a été une période au cours de laquelle des variétés de blé plus résistantes et à haut rendement ont été créées, une innovation qui aurait contribué à sauver un milliard de vies. En développant de nouvelles méthodes chimiques basées sur une compréhension de la biologie, nous pouvons sécuriser nos sources de nourriture et ajouter à cet héritage. De cette façon, nous pouvons faire en sorte que le plus grand nombre de personnes ait accès à suffisamment de nourriture et que les moins fortunés puissent être sauvés de difficultés inattendues. »
La méthode a le potentiel d'augmenter les rendements d'un grand nombre de cultures, car le T6P est présent et remplit la même fonction dans toutes les plantes et cultures.
Dr Matthew Paul, chercheur principal (biologie végétale et science des cultures) chez Rothamsted Research, a déclaré :"Cette étude est une preuve de concept, nous montrant qu'il est possible d'influencer la façon dont les plantes utilisent le carburant qu'elles produisent pour l'agriculture. avantage, à la fois en termes de rendement et de résistance aux conditions plus sèches. La prochaine étape du travail consiste à reproduire autant que possible cette expérience sur le terrain dans différents environnements, pour lesquels nous devrons comprendre comment augmenter la production du précurseur T6P et déterminer l'effet que des conditions plus variables peuvent avoir sur les résultats. .'
Les plants de blé ont été cultivés jusqu'à ce que chaque plante fleurisse, après quoi différentes concentrations de solution de T6P (entre 0,1 et 10 mM) ont été ajoutées à différentes plantes pour évaluer l'effet de chaque concentration sur la croissance. Le blé a ensuite été pulvérisé avec les solutions soit sur les épis, soit sur la plante entière à des intervalles de cinq jours après la première floraison des plantes, avec une seule application suffisante pour augmenter le rendement. Les plantes ont ensuite été récoltées une fois mûres, les grains étant pesés et analysés pour la quantité d'amidon et de protéines présentes. Pour tester les réponses aux conditions de sécheresse, les plantes ont été cultivées jusqu'à ce que le plant de blé développe sa tige. Il a ensuite été privé d'eau pendant dix jours, des solutions de T6P étant ajoutées le neuvième de ces jours. Les plantes ont été récoltées après ré-arrosage pour évaluer la récupération de la biomasse après la période de sécheresse.
Source PHYS.org
