Dans un effort pour augmenter la productivité agricole et limiter les déchets, une équipe de chercheurs de la faculté d'agriculture, d'alimentation et d'environnement Robert H. Smith de l'Université hébraïque de Jérusalem (HU) a développé une méthode pour détecter les signes de stress avant que la plante ne soit endommagée. .
Les plantes sont exposées à tous les types de conditions météorologiques et à d'autres facteurs externes qui causent des dommages et affectent la capacité des plantes à subir la photosynthèse et à produire des fruits. Si les agriculteurs pouvaient recevoir un signe d'alerte précoce indiquant que leurs plantes ne se portent pas bien, cela les aiderait à prendre des mesures pour protéger leurs produits, éviter des pertes importantes et sauvegarder les sources alimentaires nationales.
Dans une nouvelle recherche publiée dans Plant Physiology par Matanel Hipsch sous la direction du Dr Shilo Rosenwaser du Département des sciences végétales de HU, les scientifiques ont introduit des bio-capteurs moléculaires dans les pommes de terre qui permettent de surveiller en temps réel les signaux de stress dans les plantes.
L'objectif de l'étude était de développer une technique innovante permettant une détection précoce du stress et de la sous-nutrition sans endommager la plante elle-même. Les chercheurs ont choisi de se concentrer sur l'humble pomme de terre, en tant que culture vivrière majeure qui représente 40% des exportations d'Israël et est cruciale pour la sécurité alimentaire mondiale. Connue sous son nom latin, Solanum tuberosum, la pomme de terre fournit des nutriments essentiels tels que des fibres alimentaires, des vitamines, des minéraux, des protéines et des antioxydants.
En utilisant le génie génétique, l'équipe a introduit un nouveau gène codé pour une protéine fluorescente qui rapporte le niveau d'espèces réactives de l'oxygène - des molécules hautement réactives dont l'accumulation signifie des réponses au stress. Le biocapteur a été ciblé dans le chloroplaste, l'organite dans la cellule responsable de la photosynthèse, le processus chimique qui transfère la lumière dans l'énergie pour alimenter la croissance de la centrale. Les chercheurs ont ensuite pu surveiller la lumière émise par les biocapteurs et déterminer la phase initiale des réponses au stress des plantes.
«En utilisant une caméra fluorescente avec une sensibilité extrêmement élevée, nous avons pu surveiller les signaux de fluorescence émis par les biocapteurs et avons remarqué l'accumulation d'espèces réactives de l'oxygène pendant les premières phases de réponses aux conditions de stress telles que la sécheresse, les températures extrêmes et la forte luminosité, »A expliqué Rosenwaser.
Les chercheurs pensent que l'application des biocapteurs peut être étendue à d'autres cultures clés - un effort qui aidera à endiguer la vague d'insécurité alimentaire et les mauvaises récoltes dues aux changements climatiques dans le monde.
