Si les plantes pouvaient parler

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Imaginez si les plantes pouvaient communiquer aux agriculteurs comment elles se sentent.

M. Bernie Zebarth, Ph. D., et Mme Helen Tai, Ph. D., scientifiques d’Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) au Centre de recherches sur la pomme de terre, à Fredericton, au Nouveau-Brunswick, recueillent des renseignements des plantes de presque la même manière dont un mécanicien évalue le moteur de votre voiture.

« Nous aimerions prélever de petites rondelles de tissus foliaires, effectuer un test simple et établir l’état de la plante en ce qui concerne les nutriments. Nous pourrions aussi être en mesure de constater s’il existe d’autres facteurs de stress auxquels la plante est soumise, comme des maladies, tout cela grâce à une seule analyse. »

– M. Bernie Zebarth, Ph. D., scientifique en science du sol, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Fredericton (Nouveau-Brunswick)

Les scientifiques cherchent à utiliser « l’expression génique des plantes » comme indicateur du comportement des plantes et de leur état dans l’environnement. Comme les êtres humains, les plantes possèdent de l’acide désoxyribonucléique (ADN), qui constitue la bibliothèque de leur matériel génétique. Toutefois, tous les gènes ne sont pas activés en tout temps. Les gènes du stress sont activés uniquement lorsque la plante est soumise à une carence en nutriments, une maladie, l’exposition au froid ou la sécheresse, par exemple.

Les gènes actifs sont copiés dans l’acide ribonucléique (ARN), selon un processus connu sous le nom d’expression génique. Au niveau moléculaire, l’ARN joue un rôle central de transmission de l’information entre l’ADN et les protéines, lesquelles constituent en quelque sorte la main-d’œuvre responsable de l’exécution des fonctions biologiques essentielles de la cellule végétale.

« Quels sont les gènes copiés dans l’ARN et quel est le nombre de copies d’ARN? Voilà deux éléments qui, ensemble, peuvent servir d’indicateur du type de stress auquel la plante est soumise. Et c’est justement cette information que nous voulons obtenir », a souligné Mme Tai.

La recherche met l’accent sur les besoins en azote du plant de pommes de terre.

« Nous avons découvert des gènes qui sont étroitement liés à l’état azoté de la plante, et nous les avons analysés. Jusqu’ici, l’expression génique est un indicateur aussi bon ou encore meilleur que les analyses chimiques et optiques utilisées à l’heure actuelle. Nous élargissons maintenant notre recherche pour y intégrer l’état du phosphore et du potassium », a mentionné M. Zebarth.

Mme Tai travaille aussi à un indicateur de l’expression génique pour les tubercules, qui pourrait orienter l’utilisation des températures froides durant l’entreposage.

« Il est possible que les feuilles du plant puissent nous renseigner, durant la saison de croissance, sur les amidons et les sucres contenus dans les tubercules de pomme de terre, qui jouent un rôle important dans le contrôle de la qualité des tubercules et les caractéristiques d’entreposage », a ajouté M. Zebarth.

Ce type d’analyse des plantes doit être effectué en laboratoire, mais les chercheurs estiment qu’il est possible de faire évoluer la technologie davantage et de créer des appareils portatifs utilisés sur le terrain.

« Ce serait un bon outil pour les agriculteurs, qui leur permettrait de régler des problèmes, a fait remarquer M. Zebarth. Ils pourraient modifier leurs pratiques de gestion agricole durant la saison de culture et améliorer le rendement ou sauver leur récolte. »

Selon Mme Tai, il y aurait également des avantages sur le plan de l’environnement.

« Grâce à une meilleure concordance des intrants agricoles et des besoins des plantes, les producteurs pourraient optimiser leurs investissements et atténuer les pertes qui exacerbent les préoccupations relatives à l’environnement, comme le lessivage des engrais dans les sources d’alimentation en eau. »

Avantages

  • Des scientifiques d’Agriculture et Agroalimentaire Canada mènent des recherches pour savoir comment utiliser l’expression génique des plantes comme indicateur de la santé des cultures selon les teneurs en trois éléments nutritifs essentiels, l’azote, le phosphore et le potassium, dans une plante.
  • Il est possible de perfectionner cette technologie pour créer un appareil portatif destiné à être utilisé par les agriculteurs sur le terrain.
  • La nouvelle technologie pourrait donner aux producteurs un autre outil d’appui aux décisions pour les aider à réduire les risques tant sur le plan environnemental qu’économique.

Galerie de photos

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Analyse d’échantillons de feuilles en laboratoire pour détecter les facteurs de stress, comme une carence en nutriments
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Champ de pommes de terre.
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Diagnostiquer l’état de santé des plantes directement sur le terrain pourrait bientôt devenir une réalité

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