Les mauvaises herbes peuvent nuire aux cultures en modifiant leur mode de croissance et de développement, et pas seulement en prélevant des ressources, selon une nouvelle étude axée sur l'impact des signaux des mauvaises herbes sur les racines du maïs, qui a révélé que les mauvaises herbes ont un effet beaucoup plus précoce et négatif qu'on ne le pensait auparavant. L'étude, réalisée par David Horvath et ses collègues et publiée dans AoB PLANTS, a identifié gènes et protéines spécifiques qui aident à expliquer comment les mauvaises herbes affectent la croissance des cultures.
De nombreuses études ont montré que les cultures telles que le maïs sont particulièrement vulnérables à l'impact des mauvaises herbes pendant les premières semaines de croissance lorsque les voies de réponse au stress sont activées en réponse à la présence de mauvaises herbes. Cependant, ces études se sont principalement concentrées sur la réponse des parties aériennes des plantes, négligeant l'impact potentiel des mauvaises herbes sur les processus souterrains.
Pour combler ce manque de connaissances, les chercheurs ont conçu un système pour exposer le maïs aux signaux souterrains des mauvaises herbes, en étudiant l'impact sur le transcriptome des racines du maïs au cours de cette première période critique de croissance. Les résultats ont été frappants, avec des analyses d'enrichissement des ensembles de gènes révélant la surreprésentation des gènes associés à la signalisation du stress oxydatif, à l'utilisation et au transport de l'azote et aux réponses de défense.
L'étude a également révélé le rôle de protéines spécifiques impliquées dans la signalisation ABA comme étant importantes pour initier la réponse précoce du maïs aux mauvaises herbes. L'ABA est une hormone végétale qui joue un rôle dans les réponses au stress, donc cette découverte suggère que les mauvaises herbes peuvent déclencher une réponse au stress chez le maïs.
Fait intéressant, l'étude a également identifié la surreprésentation de séquences de promoteurs spécifiques qui peuvent être liées par des protéines impliquées dans la réponse au froid ou à la sécheresse, la défense biotique et abiotique et l'expression génique régulée par la lumière.
Dans l'ensemble, cette recherche indique que les mauvaises herbes ont un impact beaucoup plus précoce et plus complexe sur la croissance et le développement des cultures qu'on ne le pensait auparavant. En modifiant les processus de culture bien avant qu'elles ne se disputent directement les ressources, les mauvaises herbes peuvent créer un avantage concurrentiel qui persiste même après leur élimination. Comprendre comment les mauvaises herbes affectent la croissance et le développement des cultures est crucial pour développer des stratégies efficaces de gestion des mauvaises herbes qui peuvent protéger les rendements des cultures et assurer la sécurité alimentaire.
« Le déroulement serré de cette étude a permis d'identifier les processus de signalisation précoce impliqués dans la détection et la réponse du maïs aux mauvaises herbes. De plus… il s'agit de la première étude axée sur la réponse des tissus racinaires du maïs spécifiquement aux signaux souterrains générés par les mauvaises herbes.
Horvath et al2023.
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Horvath, DP Doherty CJ, Desai J., Clark N., Anderson JV, Chao WS (2023) "Les changements induits par les mauvaises herbes dans le transcriptome des racines du maïs révèlent des facteurs de transcription et des processus physiologiques impactés tôt dans les interactions cultures-mauvaises herbes » AoB PLANTS. Disponible à l'adresse: https://doi.org/10.1093/aobpla/plad013
