« hacker » la photosynthèse  par Elisabeth et Clément

En corrigeant un « défaut » majeur de la photosynthèse, des chercheurs sont parvenus à faire pousser des plants de tabac 40 % plus grands. Ils espèrent étendre cette technique aux principales cultures alimentaires (riz, soja…). Cette dernière pourrait répondre aux défis des besoins croissants en nourriture. Utopie ou révolution agricole ?

« Nous avons réussi à « hacker » la photosynthèse », se félicite Amanda Cavanagh, biologiste à l’université de l’Illinois. Cette post-doctorante et ses collègues ont annoncé, ce 4 janvier dernier dans le magazine Science avoir réussi une percée majeure dans la productivité des plantes.

Au coeur de la photosynthèse se trouve une enzyme permettant aux cellules de produire du dioxyde de carbone et de l’eau en présence de lumière. Mais cette enzyme date de plusieurs milliards d’années: une époque ou  le niveau d’oxygène de l’atmosphère était plus bas. Résultat aujourd’hui elle confond les molécules d’oxygène avec celles de CO2.  20% du temps. Une erreur qui aboutit à la formation de deux composés toxiques qui doivent être dégradés rapidement avant qu’ils ne causent trop de dégâts. Pour cela, la plante met en oeuvre un processus concurrent de la photosynthèse, appelé photorespiration, qui lui permet de se débarrasser de ces poisons. « Le problème est que cela coûte à la plante une énergie et des ressources précieuses qu’elle aurait pu investir dans la photosynthèse pour produire plus de croissance et de rendement », explique Paul South, le chef du projet, dans le Financial Times.

« la Rubisco commet encore plus d’erreurs quand il fait chaud, ce qui aboutit à plus de photorespiration », explique Amanda Cavanagh. Le réchauffement climatique risque donc de faire baisser les rendements dans les années à venir. Éliminer la photorespiration apparaît alors comme la solution miracle (amélioration des rendements de soja de 36 % et de blé de 20 %). Paul South et ses collègues ont modifié leurs plants pour produire une enzyme bloquant le transport de réactifs à l’intérieur de la cellule et emprisonner le glycolate dans le chloroplaste. Libéré, le carbone perdu peut alors être utilisé par la plante pour la photosynthèse. Les essais sur des plants de tabac cultivés en champ ont montré des plantes poussant plus rapidement et 40 % plus grandes.

Mais ce progrès rencontre encore de nombreux obstacles scientifiques et règlementaire.

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