Tournesol : un nouvel outil pour mesurer le manque d’eau

Le manque d’eau est sans nul doute l’une des causes majeures de la perte de rendement des espèces de grande culture. Espèce largement représentée, le tournesol est l’oléagineux le plus cultivé dans le sud de la France. Bien qu’il y soit relativement résistant, l’étude de sa tolérance à la sécheresse ainsi que des moyens de prévenir cette carence avant même l’apparition des premiers symptômes visibles représente un objectif majeur.  Pourquoi prévenir plutôt que guérir ? Car, lorsqu’un plant montre de manière ostensible des signes de stress hydrique (croissance amoindrie, feuilles flétries voire mortes), les dégâts sont tels qu’il est déjà trop tard pour prévenir une perte de rendement… D’où l’utilité de réagir le plus en amont possible.

Plusieurs méthodes environnementales et physiologiques jusqu’alors utilisées ne sont pas adaptées aux études de génétique actuelles. Test le plus communément employé, le prélèvement puis la mesure de l’eau contenue dans les feuilles. Outre le fait de ne pouvoir être utilisé que durant la brève période « d’équilibre » de la plante (entre 4h et 6h du matin), celui-ci est à la fois trop long (5 min par échantillon) et contraignant. De plus, face aux mêmes conditions en eau du sol, deux espèces de tournesol réagiront de manière différente, développant par exemple plus ou moins de racines. C’est la différence entre le manque d’eau réel et le stress ressenti : certaines variétés de tournesols s’accommodent ainsi très bien de conditions semi-désertiques…

Les chercheurs se sont donc basés sur le stress « ressenti » par la plante. Lorsqu’elle doit faire face à une carence en eau, la plante active certains mécanismes tels que la fermeture des stomates, les « pores » de ses feuilles… Chacun de ces mécanismes fait appel à l’activation d’un ou plusieurs gènes et, c’est en conséquence sur l’activation ou non de ces derniers que se sont basés les chercheurs du LIPM.

 Comme la variation du niveau d’expression de ces gènes reflète le stress subi par la plante, la mesure de leurs variations peut servir à la construction d’un nouveau type d’outil : un biomarqueur. En utilisant les résultats d’expérimentations menées à la fois en conditions contrôlées et au champ, sur des variétés de tournesol différentes et à des stades de culture différents, les chercheurs sont parvenus à discriminer des gènes « rapporteurs », gènes dont l’activité est étroitement liée au niveau de stress ressenti.  Parmi plus de 30 000 gènes, cette approche a abouti à en sélectionner seulement 3, pour concevoir ce biomarqueur, utilisable entre 10h et 17h et sur des centaines de variétés par jour.

L’outil développé dans le cadre d’une collaboration de longue haleine entre agronomes et généticiens trouve immédiatement une application dans le cadre de l’élaboration de nouvelles variétés culturales. Prochainement, grâce aux partenariats tissés dans le périmètre des projets Oléosol et Sunrise, ces derniers espèrent pouvoir également porter cet outil à l’usage du plus grand nombre, et l'intégrer au suivi  de cultures expérimentales.

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