La résilience est la principale stratégie de survie des plantes. De par leur nature sessile, elles ne peuvent échapper aux conditions de croissance hostiles et doivent donc s'appuyer sur des mécanismes de tolérance ou de récupération pour survivre aux événements stressants. Les périodes prolongées de sécheresse et de vagues de chaleur, ainsi que la dégradation des sols, s'intensifient à l'échelle mondiale et menacent les écosystèmes et la production agricole. Développer des stratégies pour accroître la résilience des plantes au stress est donc plus important que jamais pour garantir la sécurité alimentaire et protéger notre environnement. Outre les méthodes conventionnelles de sélection ou de modification génétique, qui sont longues, laborieuses et peuvent soulever des problèmes environnementaux et sanitaires, des solutions plus durables et abordables sont nécessaires pour améliorer la tolérance des plantes au stress.

Les jeunes plants sont particulièrement vulnérables au stress lors de la germination et de la levée. Traiter les semences avec des agents chimiques ou biologiques avant le semis afin de préparer les plants dès leur plus jeune âge à une exposition future au stress peut constituer une stratégie efficace pour améliorer leur croissance et leur résilience. L'idée de stimuler la croissance des semis et de les endurcir face au stress par le traitement des semences n'est pas nouvelle ; elle est en réalité pratiquée par les agriculteurs et les jardiniers depuis des millénaires. Le naturaliste romain… Pline l'Ancien (alias Gaius Plinius Secundus) et ses collègues agriculteurs ont expérimenté avec faire tremper les graines dans de l'eau sucrée au miel, du fumier dilué ou « le jus de la plante qui pousse sur les tuiles » pour améliorer leur germinationPline a également constaté que les plants de chou étaient immunisés contre les insectes lorsque les graines étaient trempées dans le jus de joubarbe avant le semis, ce qui fait de lui probablement le premier à avoir signalé une meilleure tolérance au stress grâce au traitement des semences.

Ce savoir ancestral a été préservé mais peu exploré jusqu'aux années 1970, période marquée par un regain d'intérêt scientifique pour la physiologie des semences et le développement de nouvelles techniques de traitement testées sur différentes espèces végétales. Dans son ouvrage fondamental « Germination d'une idée : l'amorçage des semences », le chercheur Walter Heydecker, basé à Nottingham, a popularisé le terme « amorçage » pour désigner la physiologie des semences. hydratation contrôlée des semences avant le semis, suivie d'un séchage pour initier l'activité métabolique sans déclencher la germination complète.Ce qui permet d'améliorer la vitesse de germination, l'homogénéité et la vigueur des plantules. Son ouvrage suivant, « La revigoration des semences ? », était encore posé avec prudence sous forme de question ; pourtant, cinq décennies de recherche sur les effets et la physiologie de l'amorçage des semences plus tard, nous pouvons affirmer sans hésiter que le point d'interrogation a été remplacé par un point.

Dans une revue récente publiée dans le Journal de botanique expérimentale, Dr Gholamreza Gohari et ses collègues Résumer et discuter des approches d'amorçage des semences pour une agriculture résiliente au climatLes auteurs présentent diverses techniques utilisant différents agents d'amorçage chimiques ou biologiques, ainsi que leurs modes d'action proposés. Un mécanisme clé expliquant les effets positifs de l'amorçage des semences est la réparation de l'ADN potentiellement endommagé lors du stockage, ce qui améliore la germination et la levée des plantules. L'amorçage active également les enzymes antioxydantes, composantes essentielles de la réponse au stress, afin de limiter l'accumulation excessive d'espèces réactives de l'oxygène. D'autres molécules protectrices, telles que les protéines de choc thermique et les osmolytes, sont également synthétisées en plus grande quantité en réponse à l'amorçage des semences et peuvent protéger et réparer les structures cellulaires soumises au stress. L'utilisation de nanoparticules de moins de 100 nm comme agents d'amorçage représente une avancée prometteuse. Grâce à leurs propriétés physico-chimiques particulières, elles pourraient être encore plus efficaces pour favoriser la croissance des plantules et renforcer leur résistance au stress. Toutefois, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour évaluer leurs effets à long terme sur les plantes en milieu agricole et dans les écosystèmes environnants avant toute commercialisation de la nano-amorçage.

Un exemple réussi d'amorçage des semences pour améliorer la tolérance au stress chez la tomate Une étude récente, menée par une équipe dirigée par le Dr Luca Giovannini, a testé deux composés naturels, le chitosane et l'acide salicylique (une hormone végétale), comme agents d'amorçage, seuls ou combinés à une inoculation du sol. champignons mycorhiziens arbusculairesDe jeunes plants de tomates ont été exposés à la sécheresse ou au stress salin, deux conditions pouvant gravement compromettre leur croissance. Leurs réponses physiologiques et métaboliques à ce stress ont ensuite été analysées. Les auteurs ont observé des effets synergiques : les plants prétraités, en combinaison avec une inoculation mycorhizienne, présentaient une meilleure tolérance aux deux types de stress que les plants non traités ou ceux traités uniquement avec des agents de prétraitement. Parmi les adaptations physiologiques observées, on note une activation des mécanismes antioxydants et osmoprotecteurs, permettant aux plants de mieux réagir respectivement au manque d’eau et à la salinité du sol. Fait important, cette meilleure tolérance au stress a été testée plusieurs semaines après le semis, soulignant ainsi les effets bénéfiques durables du prétraitement des semences.

La science a parcouru un long chemin depuis le mystérieux « jus de plante de tuile » utilisé dans la Rome antique jusqu'à notre compréhension actuelle des processus moléculaires sous-jacents aux effets positifs de l'amorçage des semences, qui prépare les plantes aux contraintes environnementales auxquelles elles peuvent être confrontées. Cependant, pour exploiter pleinement son potentiel, une meilleure compréhension des effets de l'amorçage des semences, notamment dans différents contextes, reste nécessaire. L'étude de Gohari et les travaux de Giovannini soulignent tous deux la grande variabilité des effets de l'amorçage des semences selon les espèces végétales, les environnements, les agents d'amorçage et les méthodes d'application. Les recherches futures devront se concentrer sur les effets de l'amorçage des semences dans différents contextes et sous des traitements de stress combinés simulant les conditions de croissance naturelles, afin d'établir des approches efficaces et durables pour atténuer les effets du stress sur le terrain et obtenir des cultures plus résilientes.

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Giovannini L, Pagliarani C, Cañizares E, et al.. 2024. La mycorhization et l'amorçage chimique des semences augmentent la tolérance au stress des tomates en modifiant les voies métaboliques primaires et de défense. Journal de botanique expérimentale 76: 6410-6433. https://doi.org/10.1093/jxb/erae457

Gohari G, Spanos A, Ioannou A, et al.. 2025. Méthodes d'amorçage des semences pour une agriculture résiliente au climat. Journal de botanique expérimentale 77: 2013-2026. https://doi.org/10.1093/jxb/eraf440

Image de couverture : Jeune plant de tomate par Jonathan Billinger (Wikimedia Commons).