Les chercheurs ont identifié la cuticule comme le sapin

image : Ils démontrent que cette partie des plantes – la partie la plus externe – peut absorber jusqu’à 90 % de la lumière solaire nocive qui est convertie en chaleur
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Crédit : Université de Malaga

La cuticule – la partie la plus externe d’une plante, qui agit comme une interface entre la plante et l’environnement – ​​prend de plus en plus d’importance dans l’agriculture. Il a déjà été montré que la cuticule possède des propriétés hydrologiques, pour prévenir la perte d’eau, ainsi que des propriétés mécaniques, contre la fissuration des fruits, et joue un rôle dans la défense contre les agents pathogènes.

Des scientifiques de l’IHSM La Mayora, membres de l’Université de Malaga (UMA) et du Conseil national de la recherche espagnol (CSIC), ont franchi une étape supplémentaire dans leurs recherches en identifiant la cuticule comme la première barrière de protection des plantes contre les ultraviolets (UV) ), notamment contre les UV-B (entre 280 et 310 nm), qui, bien qu’ils ne représentent que 2 % de la lumière solaire incidente, sont potentiellement nocifs pour les plantes, pouvant endommager les tissus et même altérer le matériel génétique.

Une recherche pluridisciplinaire

Cet article est le résultat d’une recherche multidisciplinaire qui combine la biologie végétale, la spectroscopie moléculaire et la chimie quantique, dont les résultats ont été publiés dans la prestigieuse revue scientifique Communication Nature.

“Jusqu’à présent, on pensait que les feuilles et les fruits se protégeaient contre les rayons UV grâce à un large éventail de structures moléculaires, généralement appelées composés phénoliques, qui sont présentes dans divers organes et compartiments cellulaires internes des plantes”, explique Antonio Heredia, professeur de biochimie. et de biologie moléculaire à l’UMA, et l’un des auteurs de cet article.

Protection supérieure à 90 %

Cette recherche a démontré que la protection est déjà supérieure à 90 % dans la plupart des plantes, grâce à la structure de la cuticule et au fait que cette défense provient principalement de certains composés phénoliques, appelés acides cinnamiques, qui ont été présents dans les cuticules des plantes à de faibles concentrations. depuis des millions d’années.

Un processus ultrarapide et cyclique

De même, cette recherche décrit le mécanisme photoprotecteur, mettant en évidence que le processus est rotationnel, par une double liaison fragilisée après absorption UV, « ultrarapide » –il faut un millionième de seconde–, et aussi cyclique, permettant de maintenir une protection continue au niveau de la cuticule. niveau.

Les acides cinnamiques présents dans les cuticules ont une structure moléculaire aromatique conjuguée à une double liaison qui absorbe les rayonnements, notamment du spectre UV-B. La molécule absorbe l’énergie et tourne instantanément “, explique Eva Domínguez, scientifique du CSIC, précisant que, finalement, le rayonnement absorbé est converti en chaleur, c’est-à-dire que l’énergie lumineuse se dissipe sous forme d’énergie thermique, et la molécule revient à sa structure d’origine pour relancer le processus.

L’expert affirme que ce mécanisme n’a jamais été prouvé dans un système biologique et ouvre la porte à de nouvelles études liées à d’autres propriétés potentielles de la cuticule, comme la conductivité électrique induite par la lumière.

Pour mener à bien ces recherches, les scientifiques ont analysé la cuticule de plus d’une dizaine de types de plantes de familles très différentes. Trois ans de travail, dont la phase expérimentale a été menée dans les laboratoires du nouveau bâtiment de l’IHSM sur le campus universitaire, où les scientifiques de l’IHSM Antonio Heredia (UMA) et Eva Domínguez (CSIC) ont travaillé avec la participation de la chercheuse Ana González –auteur de la thèse de doctorat sur laquelle cette recherche est basée–, le professeur Pilar Prieto et le chercheur Abel de Cózar, respectivement de l’Université de Castilla-La Mancha et de l’Université du Pays basque.

Bibliographie:

González Moreno, A., de Cózar, A., Prieto, P., Domínguez, E. et Heredia, A. (2022) Mécanisme sans rayonnement de la désactivation des UV par les phénoliques de la cuticule chez les plantes. Nat Commun 13, 1786. https://doi.org/10.1038/s41467-022-29460-9


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