Chez les plantes, la perception de la gravité terrestre conduit à un processus de croissance entraîné par la gravité appelé gravitropisme. Chez les plantes supérieures, cela se traduit par des pousses qui poussent vers le haut et des racines vers le bas. Le gravitropisme comprend la perception de la gravité, la transmission du signal au sein de la plante et la réponse de croissance qui en résulte. Un processus similaire, le phototropisme, est responsable de la croissance directionnelle en réponse aux signaux lumineux.

Dans un peuplement hétérogène d'arbres, un arbre individuel peut être soumis à un environnement lumineux anisotrope (en d'autres termes, la lumière peut être de nature fortement directionnelle) provoquant des réactions phototropes qui conduiront à des mouvements gravitropiques. La réorientation de l'arbre est due à la production de bois de réaction asymétrique qui affecte la forme du tronc et la qualité du bois. Les événements moléculaires conduisant à la formation du bois de réaction sont complexes et peu connus. L'une des principales raisons à cela est que les réponses phototropes et gravitropiques ainsi que la réponse autotrope, qui est essentiellement le redressement d'un organe courbe, sont des processus en interaction constante.

Dispositif expérimental permettant de distinguer les réponses gravitropiques et phototropiques des plantes. Crédit photo : Lopez et al.

Dans leur nouvelle étude publiée dans AoBP, Lopez et al. caractériser les réponses moléculaires précoces se produisant dans la tige du peuplier (Populus tremula × Populus alba) après gravistimulation en milieu isotrope. En inclinant les jeunes peupliers 30 min à 35° dans un dispositif innovant de lumière isotrope, ils sont capables de dissocier les réponses de croissance phototrope, gravitropique et autotrophe des arbres.

Dans leur étude, Lopez et al. mettre en évidence une liste de 668 gènes régulés par le xylème qui répondent spécifiquement au stimulus gravitropique. Les analyses d'ontologie génétique indiquent que la reprogrammation moléculaire de processus tels que "l'expansion des cellules du bois", la "réorganisation de la paroi cellulaire" et la "mort cellulaire programmée" se produit dès 30 minutes après la gravistimulation. Leurs travaux et leur nouvel outil expérimental ouvrent la voie vers une meilleure compréhension des événements déclenchant la formation du « bois de réaction ».