Il ne fait aucun doute que la résistance aux herbicides constitue un problème. Cela nuit aux profits et à l’environnement, mais comment cela se produit-il ? Dans un article récent dans AoB PLANTS, Ghanizadeh et Harrington suggèrent que nous pourrions mieux comprendre la résistance aux herbicides chez les mauvaises herbes en étudiant la physiologie évolutive impliquée. Ils énumèrent trois façons dont ils pensent que la physiologie des plantes peut contribuer à comprendre la résistance aux herbicides.

1. Interactions entre allèles au cours de l'évolution

Les herbicides tuent les plantes, généralement. Que se passe-t-il quand ils ne le font pas ? Ghanizadeh et Harrington examinent les preuves de doses sublétales et constatent que, pour les plantes, ce qui ne les tue pas peut les rendre plus fortes. Tuer certaines des plantes en supprime allèles du pool génétique et permet «l'empilement d'allèles», où certaines variantes de gènes deviennent beaucoup plus fréquentes dans une population. Lorsque vous combinez certains allèles, ils interagissent mieux que d'autres avec les allèles d'autres gènes. Il est possible que ce soit alors une combinaison de gènes qui donne la résistance

L'exemple utilisé par Ghanizadeh et Harrington est le travail sur lolium rigide, où deux gènes contribuent à la résistance aux herbicides. Ils notent que nous devrions examiner comment ces gènes sont sélectionnés, lorsqu'ils ne se trouvent pas dans une plante avec l'allèle clé de l'autre gène.

Ils notent que les gènes «mineurs» peuvent jouer un rôle à cet égard. Ce ne sont pas seulement les ingrédients génétiques de la plante qui doivent être étudiés, mais aussi ces interactions.

2. Facteurs épigénétiques

L'application d'herbicides sur les mauvaises herbes peut sembler un cas d'école pour l'épigénétique, mais Ghanizadeh et Harrington affirment que nous n'avons pas vraiment d'idée sur la façon dont l'épigénétique affecte l'évolution de la résistance aux herbicides chez les mauvaises herbes.

Les mécanismes épigénétiques fonctionnent lorsqu'une plante est soumise à un stress, comme si on lui déversait du poison. Cela modifie l'expression des gènes. Les auteurs notent que les applications répétées d'herbicide sont des événements de sélection récurrents, il y a donc une pression continue sur la plante pour sélectionner certains facteurs.

Ghanizadeh et Harrington examinent comment Séquençage d'ARN met en évidence la variation de l'expression des gènes et également la manière dont les facteurs épigénétiques pourraient altérer les protéines des plantes. Cela peut à son tour modifier le fonctionnement d'une enzyme, modifiant la façon dont une plante réagit au stress.

L'épigénétique est un sujet important parce que c'est une situation où l'évolution peut être presque Lamarckian. Le stress de la plante mère peut affecter la constitution génétique de la progéniture. Les auteurs soutiennent que nous devrions examiner si c'est bien ce qui se passe et si les herbicides ont des effets transgénérationnels. Si tel est le cas, ces changements sont-ils irréversibles ?

3. Forme physique et physiologie évolutive

Cela peut sembler une cible évidente, l'évolution a été décrite comme 'survie du plus apte'. Il y a des coûts à être « apte » aux herbicides. Ghanizadeh et Harrington suggèrent que vous pourriez examiner les coûts de maintien de cette condition physique. Lorsqu'il n'y a pas de pressions environnementales, la résistance aux herbicides est-elle un coût sans aucun avantage ? Cependant, ils soutiennent également que s'il est possible d'examiner les plantes qui ont développé une résistance aux herbicides, il est également nécessaire d'examiner le processus évolutif en étudiant la résistance aux herbicides au fur et à mesure de son évolution. Quelles sont les étapes qui se produisent pour amener une plante à une forme résistante? Existe-t-il des étapes intermédiaires ?

Ici, Ghanizadeh et Harrington plaident pour examiner les corrélations et les connexions entre les phénotype et la condition physique. En particulier, ils sont intéressants dans la variation phénotypique. Les allèles qui agissent sur la physiologie pourraient interagir avec le phénotype, de sorte qu'une combinaison d'une certaine forme physique d'une plante et de sa physiologie pourrait interagir pour produire une forme physique accrue.

Pour comprendre ce type d'interaction, il sera nécessaire de comprendre la variation d'une population avant que la pression sélective de l'application d'herbicides n'agisse. Ghanizadeh et Harrington soulignent que la capacité des plantes à sélectionner des allèles pour la résistance aux herbicides dépendra de la fréquence de ces allèles dans la population avant le début de l'application d'herbicides.

Vous pouvez ramasser Perspectives sur les mécanismes de résistance aux herbicides des sites non ciblés chez les espèces végétales adventices à l'aide de la physiologie évolutive en tant que document en libre accès de AoB PLANTS.