La salinité du sol est un facteur environnemental important limitant la santé et la productivité des plantes cultivées. L'un des principaux effets métaboliques du stress salin est de limiter la photosynthèse. Des recherches antérieures utilisant des images bidimensionnelles de chloroplastes stressés par le sel ont suggéré que les organites gonflent en réponse au sel. Cependant, la nécessité de découper des échantillons en sections ultrafines pour la microscopie électronique à transmission a empêché la visualisation tridimensionnelle.

Dans une étude récente publiée dans Annals of Botany, auteur Takao Oi et collègues examiné les feuilles de plants de riz qui avaient été traités avec une solution saline. Les auteurs ont utilisé la microscopie électronique à balayage par faisceau ionique focalisé (FIB-SEM) et un logiciel de traitement d'image pour reconstruire l'ultrastructure 3D des cellules du mésophylle et de leurs organites.

Dans les cellules témoins, les chloroplastes étaient en forme de lentille et disposés étroitement le long de la paroi cellulaire. Dans les cellules traitées au sel, cependant, les chloroplastes sont devenus plus ovales, mais sans changement global de volume, bien que le rapport surface/volume ait diminué. Le positionnement des chloroplastes traités a également été affecté. Plutôt que d'être étalés comme des feuilles et en contact étroit les uns avec les autres le long de la paroi cellulaire comme les témoins, ils sont devenus plus séparés.

Bien que la raison de ces changements structurels ne soit pas claire, les auteurs pensent qu'ils pourraient être en réponse à une baisse de la concentration de dioxyde de carbone provoquée par la fermeture des stomates due au stress osmotique. Alternativement, le changement peut représenter une acclimatation à la salinité alors que la cellule tente de réduire l'intensité lumineuse qui peut causer des photodommages pendant les périodes de stress salin. Enfin, le changement peut simplement être le résultat de dommages causés par le traitement au sel. "La signification physiologique de ce changement morphologique reste incertaine", écrivent les auteurs, "et, par conséquent, la relation entre l'ultrastructure des chloroplastes et leur fonctionnalité sous contrainte de salinité devrait être étudiée plus avant à l'avenir."

Cette méthode de visualisation des composants cellulaires en 3D pourrait s'avérer utile pour éviter des erreurs similaires dans notre compréhension de ces structures à l'avenir. "Les vues précédentes du gonflement des chloroplastes étaient des interprétations erronées basées sur des observations 2D", notent les auteurs, "suggérant que l'utilisation de l'analyse 3D serait utile pour les études futures afin d'éviter des interprétations erronées similaires".