Le maïs est l’une des cultures les plus cultivées au monde et est essentiel à la sécurité alimentaire mondiale. Mais comme d’autres plantes, sa croissance et sa productivité peuvent être limitées par la lente activité du Rubisco, l’enzyme responsable de l’assimilation du carbone lors de la photosynthèse. Dans une étude récente publiée dans le Journal de botanique expérimentaledes scientifiques du Boyce Thompson Institute (BTI) ont démontré une approche prometteuse pour améliorer la production de Rubisco, améliorant ainsi la photosynthèse et la croissance globale des plantes.
L’étude impliquait l’expression transgénique de trois protéines clés, le Rubisco Accumulation Factor 2 (Raf2) et les grandes et petites sous-unités Rubisco. En surexprimant ces protéines, les chercheurs ont augmenté la teneur en Rubisco, accéléré l’assimilation du carbone et augmenté la hauteur des plantes du maïs.
“Nos résultats démontrent le potentiel de la modification de l’assemblage Rubisco pour améliorer la productivité des cultures”, a déclaré Kathryn Eshenour, chercheuse chez BTI et première auteure de l’étude. “En modifiant l’expression de ces protéines, nous pouvons libérer la capacité du maïs à photosynthétiser plus efficacement et à croître de manière plus robuste, même dans des conditions environnementales difficiles.”
L’équipe de recherche a découvert que Raf1 et Raf2, bien qu’agissant à différentes étapes de l’assemblage de Rubisco, pourraient améliorer indépendamment l’abondance de Rubisco et les performances de l’usine. Cela ouvre des possibilités d’améliorations supplémentaires en empilant les traits ensemble, conduisant potentiellement à une capacité photosynthétique encore plus grande.
Il est intéressant de noter que les plantes transgéniques ont également montré une meilleure résilience au stress dû au froid, un défi environnemental courant qui peut avoir de graves conséquences sur les rendements des cultures. Les chercheurs ont observé que ces plantes maintenaient des taux de photosynthèse plus élevés pendant l’exposition au froid et récupéraient plus rapidement une fois le stress atténué.
L’approche innovante de l’équipe offre des possibilités intéressantes pour d’autres cultures. De nombreux aliments de base ayant des voies photosynthétiques similaires à celles du maïs, tels que le sorgho, le mil et la canne à sucre, pourraient potentiellement bénéficier de l’approche utilisée dans cette étude, conduisant à des améliorations de l’efficacité et du rendement photosynthétiques.
“Cette technologie prometteuse est l’une des nombreuses technologies utilisées pour améliorer la photosynthèse des plantes cultivées”, a déclaré David Stern, professeur au BTI et auteur principal de l’étude. “En continuant à explorer les subtilités de l’assemblage Rubisco et de sa régulation, nous pouvons améliorer cette partie d’une boîte à outils indispensable pour améliorer la photosynthèse dans un large éventail de cultures.”
Alors que la sécurité alimentaire reste un problème urgent et que les impacts du changement climatique s’intensifient, le besoin de cultures plus productives et plus adaptables n’a jamais été aussi grand. Cette recherche met en évidence le potentiel transformateur des solutions basées sur la science végétale pour relever les défis mondiaux, illustrant l’engagement de BTI à façonner un avenir où l’agriculture prospère, où la biodiversité est préservée et où l’humanité bénéficie d’un monde plus sain et plus durable.
Ce travail a été soutenu par le programme de recherche intra-muros du Département américain de l’Agriculture, Institut national de l’alimentation et de l’agriculture, Physiologie des plantes agricoles, numéro d’accès 1022304.
2024-05-28 21:15:19
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