La disponibilité du phosphore (P) est souvent limitée pour le riz (Oryza sativa) production. Il est utilisé pour de nombreux processus biologiques, notamment le contrôle génétique, la structure cellulaire et le transfert d'énergie. Si les scientifiques pouvaient améliorer l'utilisation du phosphore par une plante, cela aiderait à augmenter la productivité. Patrick Hayes et ses collègues ont enquêté où le phosphore des feuilles est investi dans différentes «fractions» chimiques (acide nucléique-P, lipide-P, inorganique-P, métabolite-P et résidu-P). Ils ont découvert que les plantes pouvaient améliorer leur efficacité d'utilisation du phosphore sans affecter la photosynthèse en modifiant l'endroit où elles mettaient leur phosphore.

Un riziculteur balinais s'occupe de sa récolte dans une rizière. Peut-être pas le choix d'image le plus imaginatif pour illustrer l'article, mais un rappel qu'une étude sur les molécules des feuilles pourrait avoir d'importants avantages pour l'homme.
Image: canva.

Le phosphore est l'un des nutriments limitant les plus courants pour la productivité des plantes. Il manque dans plus de la moitié des sols agricoles du monde et est donc fréquemment ajouté dans les engrais. Dans leur article, Hayes et ses collègues écrivent qu'il s'agit d'un problème urgent.

« La principale source d'engrais phosphatés est le phosphate naturel non renouvelable. Cependant, les réserves de phosphate naturel à faible coût devraient être épuisées au cours des 50 à 100 prochaines années, ce qui augmentera les coûts futurs de la production alimentaire et aura un impact sur la sécurité alimentaire mondiale… De plus, l'utilisation irresponsable d'engrais P entraîne une perte de P par hors site, causant des problèmes environnementaux hors site tels que l'eutrophisation des cours d'eau… »

Si l'on pouvait sélectionner des plantes qui utilisaient plus efficacement le phosphore, cette dépendance aux engrais pourrait être réduite. Hayes et ses collègues ont donc examiné l'efficacité d'utilisation interne du phosphore (PUE) en comparant trois génotypes de riz à PUE élevé et deux à faible PUE cultivés avec des apports de phosphore variables.

L'équipe a découvert qu'un faible investissement en lipide-P était fortement associé à une augmentation du PUE photosynthétique, obtenue en réduisant la concentration totale de phosphore dans les feuilles tout en maintenant des taux de photosynthèse rapides. Cela présente une nouvelle voie pour augmenter le PUE en ciblant les variétés avec un investissement réduit en lipides-P. Le croisement des gènes à faible teneur en lipides P dans des variétés populaires de riz profitera à la production de riz dans les sols à faible teneur en phosphore et dans les zones où l'utilisation d'engrais est limitée, améliorant ainsi la sécurité alimentaire mondiale en réduisant les demandes d'engrais phosphorés et les coûts de production alimentaire.

LIRE L'ARTICLE

Hayes, PE, Adem, GD, Pariasca-Tanaka, J. et Wissuwa, M. (2022) « Fractionnement du phosphore des feuilles dans le riz pour comprendre l'efficacité interne de l'utilisation du phosphore », Annals of Botany, https://doi.org/10.1093/aob/mcab138