Les nuits chaudes perturbent l'horloge interne du riz

lumière vive sous un petit bâtiment de rizières en terrasses lumineuses sous un ciel étoilé

De nouvelles recherches clarifient comment les nuits chaudes réduisent les rendements des cultures de riz.

"Essentiellement, nous avons constaté que les nuits plus chaudes dérèglent l'horloge interne de la plante de riz", explique Colleen Doherty, professeure agrégée de biochimie à la North Carolina State University et auteure correspondante d'un article sur les travaux dans la revue. PNAS.

« La plupart des gens pensent que les plantes ne sont pas dynamiques, mais elles le sont. Les plantes régulent constamment leurs processus biologiques - se préparant à la photosynthèse juste avant l'aube, l'arrêtant en fin d'après-midi, déterminant précisément comment et où brûler leurs ressources énergétiques. Les usines sont occupées, il est juste difficile d'observer toute cette activité de l'extérieur.

Et ce que les chercheurs ont appris, c'est que l'horloge responsable de la régulation de toute cette activité se dérègle lorsque les nuits deviennent plus chaudes que les jours.

"Ce n'est pas seulement une question scientifique intéressante, c'est un problème de sécurité alimentaire mondiale."

"Nous savions déjà que le changement climatique entraîne une augmentation des températures à l'échelle mondiale et que les températures nocturnes augmentent plus rapidement que les températures diurnes", a déclaré Doherty. « Nous savions aussi que les nuits plus chaudes faisaient mal production de riz. Mais jusqu'à présent, nous avions très peu d'idées sur les raisons pour lesquelles les nuits plus chaudes sont mauvaises pour le riz.

« Nous ne connaissons toujours pas tous les détails, mais nous affinons notre recherche. »

La recherche qui traite des pertes de rendement du riz est importante parce que le riz est une culture essentielle pour nourrir des centaines de millions de personnes chaque année et parce qu'un changement de climat pose des défis pour la sécurité alimentaire mondiale.

Pour mieux comprendre comment les nuits chaudes affectent le riz, Doherty a travaillé avec des collègues, dont Krishna Jagadish de l'Université d'État du Kansas et Lovely Lawas de l'Institut international de recherche sur le riz, pour étudier le problème sur le terrain. Les chercheurs ont établi deux sites d'étude aux Philippines. Ils ont utilisé des radiateurs en céramique ou la chaleur a tendance à manipuler les températures dans différentes zones de chaque site d'étude.

Une équipe de recherche dirigée par Jagadish a utilisé les radiateurs en céramique pour maintenir les parcelles expérimentales à 2 degrés Celsius (3.6 degrés Fahrenheit) au-dessus de la température ambiante et a prélevé des échantillons sur les plants de riz toutes les trois heures pendant 24 heures. Les parcelles témoins n'ont pas été chauffées, mais ont également été échantillonnées toutes les trois heures au cours de la même période de 24 heures. L'équipe a répété ces tests quatre fois. Ils ont ensuite utilisé les tentes chauffantes pour valider les résultats des tests de chauffage en céramique.


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Pendant ce temps, une équipe dirigée par Doherty a découvert que plus d'un millier de gènes étaient exprimés au « mauvais » moment lorsque les températures nocturnes étaient plus élevées. Plus précisément, les nuits plus chaudes ont permis à des centaines de gènes, dont de nombreux associés à la photosynthèse, de devenir actifs plus tard dans la journée. Pendant ce temps, des centaines d'autres gènes devenaient actifs beaucoup plus tôt dans la soirée que la normale, perturbant le timing finement réglé nécessaire pour un rendement optimal.

« On ne sait pas exactement ce que font tous ces gènes, mais il est clair que ces changements d'horaire conflictuels ne sont pas bons pour la plante », déclare Doherty.

Les chercheurs ont découvert que de nombreux gènes affectés sont régulés par 24 autres gènes, appelés facteurs de transcription. Sur ces 24, quatre des facteurs de transcription ont été jugés les plus prometteurs pour une étude future.

"Nous devons faire un travail supplémentaire pour comprendre exactement ce qui se passe ici, afin que nous puissions commencer à produire du riz résistant aux nuits plus chaudes", a déclaré Doherty. « Le riz est une culture vivrière importante. Et d'autres cultures de base sont également affectées par les nuits plus chaudes, notamment le blé. Ce n'est pas seulement une question scientifique intéressante, c'est un problème de sécurité alimentaire mondiale.

Le travail a été réalisé avec le soutien du département américain de l'Agriculture dans le cadre d'une subvention de l'Institut national de l'alimentation et de l'agriculture.

La source: Etat NC

A propos de l'auteur

Matt Shipman, État de Caroline du Nord

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Cet article a été initialement publié sur Futurity

 

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