L'objectif est Mars, et une culture résistante est indispensable à l'agriculture spatiale du futur. Des scientifiques testent la patate douce en utilisant un « stimulant de régolithe martien » (MRS), un substrat de croissance terrestre spécialement conçu pour imiter les propriétés chimiques, minérales et physiques du sol martien.

« Comprendre comment les organismes s’adaptent aux environnements extraterrestres est essentiel pour permettre la vie humaine au-delà de la Terre », écrivent Chinreddy et ses collègues dans leur étude. papier publié dans le Journal of Advanced Research. « Patate douce (Ipomoea batatas) se distingue parmi les cultures potentielles pour l'agriculture spatiale en raison de son rendement élevé, de sa tolérance à la sécheresse, de sa haute valeur nutritive et de sa capacité à se régénérer à partir de boutures de vigne. »

Le sol martien représente un défi de taille pour l'agriculture. Il est riche en sel (perchlorates et sulfates), en fer et en manganèse, et sa faible capacité de rétention d'eau est due à l'absence de matière organique. Les scientifiques utilisent donc le spectrographe MRS pour tester la croissance de plantes comme la patate douce sur Mars et étudier leur réaction au stress.

« Explorer la capacité d’adaptation des plantes aux sols extraterrestres est crucial pour les missions martiennes visant à cultiver de la nourriture pour les astronautes », écrivent Chinreddy et ses collègues.

Pour déterminer comment la patate douce pourrait tolérer le sol martien, des scientifiques l'ont cultivée en pots contenant soit un mélange témoin de terreau, soit un mélange simulant le sol martien, au sein de l'installation Bioplex de l'Université d'État de Virginie-Occidentale, aux États-Unis. Chinreddy et ses collègues ont isolé le matériel génétique des plantes (ARN total) à partir des feuilles, des tiges et des racines adventives, puis ont comparé l'expression des gènes entre les plantes cultivées en sol terrestre et celles cultivées en milieu martien. Un séquençage de nouvelle génération a ensuite été réalisé sur les feuilles, les tiges et les racines adventives.

Les scientifiques ont constaté que les gènes de réponse au stress essentiels étaient systématiquement plus fortement exprimés chez les plantes cultivées dans le sol martien.

Alors que des recherches antérieures avaient démontré que la patate douce pouvait pousser dans le régolithe martien enrichi en nutriments, cette étude de Chinreddy et ses collègues va plus loin en identifiant des gènes potentiellement impliqués dans la façon dont la patate douce réagit au stress du sol martien. Ils montrent que les gènes impliqués dans la modification de la paroi cellulaire, les métabolites secondaires, la gestion des espèces réactives de l'oxygène et la détoxification métabolique sont affectés, de manière spécifique aux tissus (par exemple, dans les feuilles ou les racines).

Un groupe de gènes de défense de la famille du cytochrome P450 a également été activé par des plantes cultivées dans un sol martien. De plus, des modifications de l'expression génique ont été observées pour des gènes connus pour leur implication dans la réponse à la sécheresse et au stress lié aux métaux lourds.

Ces premières observations sur un sol de type martien mélangé à des nutriments terrestres constituent un premier pas important pour l'humanité vers la construction d'une agriculture spatiale résiliente.  

« Les travaux futurs porteront sur la validation fonctionnelle de systèmes de cultures modèles génétiquement manipulables », écrivent Chinreddy et ses collègues. « Les connaissances acquises grâce à ces modèles pourront ensuite éclairer les stratégies de sélection ciblée et d’amélioration génétique de la patate douce, contribuant ainsi au développement de cultures résistantes au stress pour l’agriculture spatiale. »

LIRE L'ARTICLE: Chinreddy, S., Chinnannan, K., Natarajan, P., Patel, V., Lee, G., Chakrabarti, M., Nimmakayala, P., et Reddy, U. (2026) Adaptation moléculaire de la patate douce au simulant de sol martien : aperçus tirés des analyses d'ARNm et d'ARN non codants longs. Journal de recherche avancée. Disponible à l'adresse: https://doi.org/10.1016/j.jare.2026.04.050.

Image de couverture : Couleurs réelles image image de Mars prise par l'instrument OSIRIS de l'ESA Rosetta Sonde spatiale lors de son survol de la planète en février 2007. L'image a été générée à l'aide des filtres orange (rouge), vert et bleu d'OSIRIS. ©ESA Avec l'aimable autorisation de l'ESA et du MPS pour l'équipe OSIRIS MPS/UPD/LAM/IAA/RSSD/INTA/UPM/DASP/IDA, CC BY-SA 3.0 IGO