La betterave à sucre est une culture annuelle importante cultivée dans les zones tempérées du monde entier, représentant environ 20 % de la production mondiale de sucre. Les plus grandes surfaces de betterave sucrière (Beta vulgaris ssp. vulgaris) sont produits en Europe, en Russie et en Amérique du Nord, où il est cultivé à la fois pour la production de sucre et de biocarburant. Bien que les rendements de la betterave à sucre augmentent au Royaume-Uni, des pertes allant jusqu'à 25 % peuvent encore se produire pendant les années les plus sèches.

Bien qu'assez tolérante à la salinité et aux températures froides, la betterave à sucre est étonnamment sujette au flétrissement réversible à court terme des feuilles. Ce flétrissement est provoqué par les pores microscopiques à la surface des feuilles (stomates) qui restent ouverts pour la photosynthèse alors qu'ils se fermeraient normalement en réponse à une diminution de la disponibilité en eau. C'est ce qu'on appelle un comportement anisohydrique. Épinard (Spinacia oleracea) appartient à la même famille Chénopodiacées ss. mais démontre une réponse de flétrissement isohydrique plus typique.

Betterave à sucre subissant un flétrissement anisohydrique sous le soleil et les températures élevées de l'air dans un champ en Angleterre, malgré la présence d'eau dans le sol. Les plantes anisohydriques ont un potentiel hydrique foliaire plus variable et maintiennent leurs stomates ouverts et des taux de photosynthèse élevés pendant de plus longues périodes, même en présence d'un potentiel hydrique foliaire décroissant. Crédit photo : Jake Richards.

Dans leur nouvelle étude publiée dans AoBP, Barratt et al. étudier les rôles des stomates dans les réactions de flétrissement de la betterave à sucre anisohydrique et de l'épinard isohydrique. Ils ont mesuré les réponses stomatiques dynamiques des deux espèces aux changements progressifs d'intensité lumineuse. Les avantages pour la plante ne sont pas encore clairs mais, dans leur étude, Barratt et al. montrent que la betterave à sucre a une adaptation qui aide à améliorer la fonction dans ces conditions.

Les auteurs ont découvert que la betterave à sucre possède de nombreux petits stomates qui réagissent rapidement aux changements d'intensité lumineuse, améliorant la productivité des feuilles par rapport aux épinards, mais provoquant également les taux de transpiration élevés associés au flétrissement. À mesure que le climat change et que les périodes sèches prolongées deviennent plus fréquentes, il peut être nécessaire d'utiliser les caractéristiques de sa betterave marine relative sauvage pour sélectionner des variétés commerciales de betteraves sucrières plus économes en eau.

Point culminant du chercheur

Georgina Barratt a entrepris un doctorat intitulé «Comprendre l'efficacité de l'utilisation de l'eau de la betterave à sucre» à l'Université de Nottingham sous la direction du professeur Debbie Sparkes et du professeur Erik Murchie. Georgina a maintenant obtenu un emploi auprès de la British Beet Research Organization en tant que scientifique appliquée aux cultures. Elle est impliquée dans la recherche appliquée et mène des activités d'échange de connaissances avec les producteurs.

Georgina utilise son expertise en physiologie de la betterave à sucre pour explorer comment la betterave à sucre peut être adaptée pour être plus résistante dans un climat changeant. La menace d'étés plus chauds et plus secs au Royaume-Uni signifie que la tolérance à la sécheresse est au premier plan de ce travail. Elle vise à convaincre les sélectionneurs de betteraves à sucre que le Royaume-Uni a besoin de variétés qui ont des caractéristiques de tolérance à la sécheresse, d'autant plus qu'une grande partie de la zone de culture de la betterave à sucre se compose de sols plus légers qui sont sujets à la sécheresse.