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Vers l'amélioration de l'efficacité de la photosynthèse des plantes

Des chercheurs américains de l’Université de Berkeley ont réussi à modifier trois gènes clés dans la photosynthèse des plantes, ce qui a permis de doper jusqu’à 20 % le rendement de cultures expérimentales de tabac. Ces travaux s’inscrivent dans les efforts entrepris par les scientifiques pour augmenter les rendements des grandes récoltes comme celles du riz et du maïs, de manière à faire face à l’accroissement de la population mondiale qui, selon l’ONU, devrait passer de 7,2 milliards actuellement à 9,6 milliards de personnes en 2050. L’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) estime que la production alimentaire devra quasi doubler pour faire face à la demande.

« Nous avons utilisé des cultures de tabac comme modèle de recherche parce qu’elles sont plus simples pour faire des expériences, mais nous effectuons aussi les mêmes modifications génétiques sur des cultures de riz et d’autres récoltes », explique Krishna Niyogi, chercheur au laboratoire de biophysique moléculaire à l’Université de Berkeley en Californie, un des principaux coauteurs de ces travaux. « Les processus moléculaires que nous modifions sont fondamentaux pour que les plantes puissent effectuer la photosynthèse et nous espérons de ce fait obtenir des résultats similaires pour accroître les rendements des autres récoltes », souligne-t-il.

Avec la photosynthèse, les plantes utilisent l’énergie des rayons solaires pour extraire le dioxyde de carbone (CO2) de l’atmosphère et le convertir en biomasse, ce qui peut être utilisé comme aliment, carburant ou fibres. S’il y a trop de luminosité, les mécanismes de la photosynthèse peuvent être endommagés. Les plantes ont recours dans ce cas à un système de protection pour éliminer l’excès d’énergie emmagasiné. Mais ce mécanisme est lent à se désamorcer quand il n’est plus nécessaire, quand le ciel se couvre par exemple. Ces scientifiques ont découvert les gènes permettant de désactiver rapidement cette sorte de soupape de sécurité, permettant des gains de 14 à 20 % des rendements.

La moitié de la photosynthèse des récoltes se produit quand elles sont à l’ombre. Accélérer la désactivation du mécanisme d’élimination de l’excès d’énergie solaire peut fortement accroître la productivité des récoltes et répondre à l’accroissement du risque de pénurie alimentaire avec la croissance démographique mondiale, font valoir ces chercheurs. Selon eux, cette lenteur à désamorcer ce système de protection et à redémarrer la photosynthèse se traduit par des pertes de production de biomasse pouvant atteindre 30 %, selon le type de plante et la température ambiante.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Science Daily

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