Si un incendie de forêt détruit les plus grandes plantes, les graines de ceux que l’on appelle les suiveurs de feu voient leur chance : ceux-ci possèdent une protéine réceptrice capable de  » sentir  » certaines molécules générées dans la fumée des matières végétales brûlées, appelées karrikins. La protéine réceptrice appelée KAI2 déclenche une cascade de signaux provoquant la germination des graines.

Une équipe de chercheurs dirigée par Caroline Gutjahr, professeur de génétique végétale à la TUM School of Life Sciences Weihenstephan, a maintenant découvert qu’elle joue également un rôle important dans la régulation de la croissance des racines.

Les poils racinaires augmentent la surface des racines

Pour obtenir une grande surface à travers laquelle l’eau et les nutriments peuvent être absorbés, les racines des plantes poussent de fins poils racinaires. José Antonio Villaécija-Aguilar, doctorant dans l’équipe de Caroline Gutjahr, vient de faire la découverte que KAI2 est à la fois nécessaire à la croissance de ce cheveu racinaire et à la croissance descendante des racines.

« Il est probable que cela ne s’applique pas seulement au thale cress (Arabidopsis), que l’on trouve presque partout dans le monde et que nous utilisons comme plante modèle », déclare Caroline Gutjahr, « mais peut-être aussi à de nombreuses autres plantes, par exemple les cultures céréalières. »

Les molécules de la fumée provoquent la croissance des poils racinaires

Pour vérifier leur hypothèse, l’équipe de chercheurs a exposé de jeunes plants d’arabidopsis aux molécules de karrikin telles qu’elles se présentent dans la fumée. Cela a effectivement augmenté de manière significative la croissance des poils racinaires.

« Nos résultats sont également intéressants à la lumière de l’évolution », déclare Caroline Gutjahr. « Il est probable que KAI2 était initialement responsable du contrôle de certains processus de développement chez toutes les plantes, comme, par exemple, le développement des poils racinaires et des structures similaires, en réaction à une hormone végétale inconnue à ce jour. Au cours de l’évolution des graines activées par le feu, KAI2 thas a vraisemblablement développé la fonction supplémentaire de détection de la fumée. »

Utilisation dans la sélection végétale

Les résultats ne favorisent pas seulement une compréhension plus approfondie du fonctionnement des plantes, mais peuvent également être importants pour l’agriculture durable future.

« Avec cette nouvelle et meilleure compréhension, des mécanismes moléculaires qui jouent un rôle dans le développement des racines et des poils racinaires, nous pouvons sélectionner des plantes qui sont mieux à même d’absorber les nutriments et l’eau du sol », explique Caroline Gutjahr. « Cela peut par exemple aider les cultures à résister à de plus longues périodes de sécheresse, qui pourraient se produire plus fréquemment à l’avenir. »