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Les stratégies des plantes pour optimiser l’utilisation des nitrates

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Une équipe de recherche regroupant des chercheurs de l'INRA, du CNRS et du CIRAD, vient de montrer le rôle crucial d'une protéine qui permet aux plantes de percevoir son environnement mais également de déclencher la bonne réponse adaptative en fonction des conditions du milieu.

L'agriculture moderne repose sur une forte consommation d'engrais azotés. Celle-ci permet d'optimiser la nutrition des cultures mais elle finit par poser de graves problèmes, à la fois sur le plan énergétique et en matière de nuisances à l'environnement (pollution des eaux par le nitrate, pollution de l'atmosphère par les oxydes d'azote). Il est donc capital de parvenir à comprendre les mécanismes fondamentaux qui permettent aux plantes d'extraire l'azote de l'air et du sol, de manière à pouvoir à terme réduire très sensiblement la consommation de ces engrais azotés.

Il y a quelques années, des chercheurs avaient identifié NRT1.1, une protéine de la membrane des cellules racinaires qui assure la perception du nitrate (principales sources d'azote dans le sol) ainsi que son transport dans les racines, et qui permet aux plantes de déclencher les réponses adaptatives au manque d'azote. Elle entraîne des modifications de l'architecture du système racinaire, de la régulation d'autres protéines du transport de nitrate et de l'expression de nombreux gènes.

Cette équipe de recherche a réussi à mieux comprendre le rôle capital de la protéine NTR1.1 dans le déclenchement de ces réponses adaptatives. Ces travaux ont notamment montré que cette protéine déclenche non pas un seul, mais plusieurs mécanismes de signalisation du nitrate qui activent sélectivement des réponses différentes.

Ces recherches montrent également que NRT1.1 existe sous plusieurs formes différentes, dont chacune possède une action spécifique de signalisation. Ainsi, en fonction des conditions du milieu, la plante modifie cette protéine de manière à pouvoir mettre en œuvre le bon mécanisme pour activer la bonne réponse adaptative.

Les nouvelles pistes ouvertes par ces travaux de recherche fondamentale sont considérables et pourraient déboucher, à terme, sur la compréhension des liens entre la variabilité génétique et ses réponses adaptatives gouvernées par NRT1.1, ce qui permettrait notamment de concevoir des plantes et cultures pouvant se développer avec de très faibles doses d'engrais.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Nature

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• Publié dans : Agronomie & Botanique
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