La résistance au froid, l'acclimatation et la désacclimatation aux températures froides peuvent aider les plantes à prévenir ou à réduire les dommages causés par le gel à leurs tissus. Grâce à des réseaux moléculaires complexes, les plantes peuvent améliorer leurs réponses aux stress répétés (« se souvenir ») et augmenter leur résistance au froid.

Docteurs Kensuke Kimura, Masaharu Kitano et des collègues de l'Organisation nationale de recherche agricole et alimentaire (NARO), de l'Université de Kyushu et de l'Université de Kochi, ont collecté les bourgeons de deux cultivars de thé pendant une décennie et ont comparé les dommages causés par le gel. Le les chercheurs ont créé un modèle mathématique pour comparer la mémoire de stress au froid des deux cultivars et suggèrent que le cultivar à germination tardive est relativement plus sensible au stress dû au froid récent. Les Drs Kensuke Kimura et Masaharu Kitano ont récemment ont révélé que la température de l'air et le taux de photosynthèse des feuilles des fraises varient considérablement à l'intérieur d'une grande serre.

Pendant une décennie, les chercheurs ont collecté 15 bourgeons de thé de deux cultivars de thé qui poussent à différents moments de l'année. Les bourgeons du cultivar à germination précoce (Yutakamidori) ont été congelés de 0°C à -1, -2 et -3°C en diminuant la température de 1°C par heure. Les bourgeons du cultivar à germination tardive (Yabukita) ont été congelés à la même vitesse jusqu'à -14, -15 et -16°C. Après trois heures à la température cible, les bourgeons ont été réchauffés et les scientifiques ont évalué la quantité de tissus endommagés (par exemple, décolorés).

Fleur du théier, Camellia sinensis. La source: canva

Sur la base du pourcentage de tissus morts, des températures létales de 10% des échantillons, les chercheurs ont estimé la résistance au froid, la mémoire au stress froid et le taux de désacclimatation en réponse aux températures chaudes pour les deux cultivars. Les scientifiques ont modélisé la résistance au froid en se basant sur les températures quotidiennes des champs de thé expérimentaux.

Modélisation de la mémoire du stress dû au froid dans les bourgeons de thé. Après que les bourgeons aient subi le premier stress froid (t = 1) inférieur à un seuil de température, la mémoire dépend de la durée et de la sévérité du stress froid représentées par les courbes d'oubli. Source: Kimura et coll. 2020

La modélisation a montré que Yabukita, le cultivar à germination tardive, est relativement plus sensible au stress froid récent et se désacclimate plus lentement que Yutakamidori. Le modèle était globalement très précis pour les deux cultivars, mais il est relativement moins précis après la période d'acclimatation (de l'hiver au printemps) car les températures quotidiennes variaient considérablement.

"[N] ous pensons que cette première tentative de développement d'un modèle de résistance au froid, utilisant le concept de mémoire de stress des plantes, contribuera à des prédictions plus précises de l'acclimatation et de la désacclimatation au froid dans les futurs climats de réchauffement", ont écrit Kimura, Kitano et leurs collègues.

"Pour développer un modèle basé sur un processus plus fiable qui prend en compte les souvenirs de stress, nous devons comprendre expérimentalement comment les plantes mémorisent de longues expositions à la température et à quel moment de la mémoire il est plus efficace pour l'acclimatation et la désacclimatation au froid."

Les dommages causés par le gel aux théiers ont entraîné des pertes de plus de 300 millions de dollars pour les producteurs chinois et japonais rien qu'en 2010. Ce modèle basé sur des tests de congélation contrôlés a permis aux scientifiques de comparer la résistance au froid de deux théiers et pourrait informer les producteurs de thé sur le cultivar à cultiver à différents endroits.