L'espèce sauvage 'Brassica fruticulosa' et la salinité des sols

Le La salinité élevée des sols est la conséquence de plusieurs facteurs parmi lesquels figurent le changement climatique, la variation de l'utilisation des terres, la contamination des substrats, le manque ou l'excès de précipitations et même l'influence des espèces sur l'environnement. écosystèmesqui fournit des lignes directrices importantes pour améliorer la résilience des espèces similaires à ce phénomène.

Les chercheurs de l'UAB ont identifié deux réponses adaptatives divergentes à la salinité élevée du sol dans les populations de la même espèce sauvage présente sur la côte catalane, Brassica fruticulosa, et ont déterminé les gènes impliqués.

Combattre la salinité « naturellement »

L'étude aidera à déterminer comment améliorer la résilience des espèces agricoles d’une même famille végétalecomme le colza ou la moutarde, face à un facteur de stress d'importance mondiale comme la salinisation des sols.

L'étude a été publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) et est signée par les chercheurs de l'unité de physiologie végétale de l'UAB, Sílvia Busoms, Glòria Escolà et Charlotte Poschenrieder, ainsi que par des chercheurs de l'Université de Nottingham (Royaume-Uni). , l'Institut Max Planck de biologie (Allemagne) et l'Université Charles de Prague (République tchèque).

Au cours des dernières années, les chercheurs de l'UAB, en étroite collaboration avec des membres de l'Université de Nottingham, ont développé un modèle d'étude le long de la côte catalane pour comprendre l'interaction entre les facteurs environnementaux tels que la salinité et adaptation des populations sauvages de la famille des brassicacées.

Ils ont développé plusieurs études axées sur les populations d'Arabidopsis thaliana, un organisme modèle pour la recherche biologiquemais dans ce cas, ils se sont concentrés sur Brassica fruticulosa, une espèce génétiquement et morphologiquement plus proche des brassicas cultivables comme le colza (Brassica napus) et la moutarde (Sinapis alba).

Les recherches qu'ils viennent de publier ont permis de démontrer qu'en Catalogne les populations côtières de B. fruticulosa utilisent deux stratégies différentes pour tolérer la salinité du sol : celles du nord (région du Cap de Creus) sont capables d'exclure le sodium par les racines et évitant ainsi qu'il ne s'accumule dans la partie aérienne et provoque des dommages.; Ceux du centre, en revanche, transportent le sodium vers les feuilles, mais utilisent des mécanismes efficaces d’ajustement osmotique et de compartimentation qui leur permettent de tolérer des concentrations élevées de ce composé.

Le fait que deux populations d’une même espèce végétale, si proches géographiquement, aient évolué différemment sous le même stress environnemental a surpris les chercheurs. «En général, dans toutes les organisations, on s'attend à ce que les espèces qui se sont adaptées à des conditions environnementales similaires évoluent de la même manière.

Dans notre cas, cependant, même si dans les habitats côtiers de la côte catalane la salinité du sol peut être considérée comme le principal agent sélectif, il doit y avoir d'autres facteurs qui ont altéré le processus évolutif récent de cette brassicacée », explique Sílvia. Busoms. Cette divergence entre des populations végétales si étroitement liées a été décrite très rarement, non pas tant parce qu'elle constitue une exception que parce que, dans dans de nombreux cas, les études ont été réalisées à une échelle macro.

La Tramuntana peut expliquer la divergence

Dans leurs travaux, les chercheurs ont étudié en détail les caractéristiques des sols et la climatologie de l'ensemble des populations de chaque région, et le seul paramètre présentant des différences significatives était évapotranspiration, plus élevée au nord à cause du vent du nord ça souffle régulièrement.

«Lorsque l'évapotranspiration est élevée, les plantes absorbent plus d'eau et en même temps plus de sodium, si elles ne disposent pas de mécanismes pour l'exclure. Par conséquent, le stratégies utilisées par les plantes du centre peut être insuffisant dans les conditions de la côte nord.

Dans l'étude, nous avons émis l'hypothèse que, bien qu'étant des populations voisines, les B. fruticulosa du nord ont évolué différemment pour pouvoir tolérer des niveaux élevés de salinité dans des environnements à forte évapotranspiration», explique Charlotte Poschenrieder.

Pour caractériser la base génomique des deux stratégies adaptatives identifiées, les chercheurs ont d'abord créé le génome de référence de B. fruticulosa, ce qui contribuera à l'élargissement du catalogue de génomes de référence des espèces eucaryotes qui vivent dans les territoires de langue catalane (dans le cadre du projet Earth Biogenome) et permettront de nouvelles recherches sur cette espèce.

Ensuite, le séquençage de 18 populations et les analyses génomiques et transcriptomiques ultérieures ont permis de valider et de valider les deux stratégies. proposer des gènes candidats impliqués dans les mécanismes de tolérance à la salinité.

La salinité constitue une menace croissante pour les sols agricoles de la planète et ses conséquences sont plus grandes lorsqu'elle affecte des sols appauvris comme ceux du bassin méditerranéen. Une meilleure compréhension du mécanismes de tolérance à la salinité qui utilisent des plantes vivant dans le bassin et adaptées à ces conditions est essentiel pour améliorer la résilience des cultivars qui doivent s'adapter aux nouvelles intempéries environnementales.

«Ce travail établit donc B. fruticulosa comme une source prometteuse d'allèles désirables, et la diversité de la population présente en Catalogne comme un modèle puissant pour l'étude de la adaptations aux sols à forte salinité», concluent les chercheurs.

Les différentes réponses que peuvent avoir des plantes d’espèces similaires adaptation ou moyens pour mieux tolérer certains événements, comme la salinité en l'occurrenceest quelque chose qui intéresse et inspire les scientifiques.