Gestion du stress pour la tomate 24

Gestion du stress pour la tomate

Les tomates tolèrent mieux le stress hydrique que d’autres cultures comme les poivrons et les concombres. Elles peuvent modifier leurs processus physiologiques afin de conserver l’eau tout en poursuivant leur croissance. L’exposition au stress hydrique tôt dans la saison (durcissement) rend la plante plus tolérante à tout autre épisode de stress survenant plus tard dans la saison. Bien que cette adaptation permette à la tomate de survivre là où d’autres cultures auraient subi des torts irréparables, un stress hydrique prolongé affecte toutefois le rendement, car il en coûte à la culture beaucoup d’énergie.

Plus que tous les autres types de stress, le stress hydrique impacte en premier lieu et de façon grave la croissance et la productivité de la plante, ainsi que la qualité des fruits produits. En réaction au stress, cette dernière peut développer des stratégies de lutte, pour relancer sa croissance et rehausser son potentiel de productivité, par exemple en favorisant le développement de nouvelles racines, le plus souvent dans une zone proche de la surface, afin d’absorber plus d’eau. Des changements peuvent également intervenir au niveau des membranes cellulaires, des chloroplastes ou de l’activité enzymatique ; ces modifications sont cependant susceptibles d’accroître la sensibilité de la plante aux autres stress.

Le dénominateur commun de la plupart des conditions de stress est la limitation de la disponibilité de l’eau.

Les réponses au stress présentent de nombreuses similitudes, notamment

des mécanismes communs qui font intervenir l’acide abscissique, utilisé par les plantes comme un signal pour déclencher les réponses au stress hydrique. L’acide abscissique (un régulateur naturel de croissance également responsable de la rupture du pédoncule des fruits arrivés à maturité) est une phytohormone qui régule l’ouverture des stomates, des organes aériens le plus souvent disposés sur la face inférieure des feuilles, qui permettent les échanges entre la plante et l’air ambiant (O 2 , CO 2 et surtout vapeur d’eau). Lorsqu’il est perçu, au niveau de récepteurs spécifiques de la membrane plasmatique, l’acide abscissique induit – par le biais d’une modification de la teneur des cellules en calcium – une fermeture des stomates, réduisant par là-même la transpiration et les pertes en eau de la plante. Dans cette stratégie dite « d’évitement », la plante réagit en protégeant et en réduisant la surface transpirante - et donc ainsi l’exposition aux pertes en eau, afin de maintenir son potentiel hydrique au niveau le plus élevé possible. Un autre mécanisme, dit « de tolérance », permet à la plante de fonctionner en dépit de la raréfaction de l’eau : des ions et des solutés s’accumulent dans les vacuoles – un compartiment intracellulaire contenant de l’eau et diverses molécules organiques ou inorganiques dont la nature et la teneur varient en fonction des besoins de la cellule. L’augmentation de la concentration en ions dans les vacuoles entraîne une élévation de la pression osmotique : le potentiel hydrique baisse et, avec lui, la capacité de l’eau à sortir de la cellule.

La résistance génétique

Des phytobiologistes financés par l’UE ont identifié des caractères de résistance au stress dans les plants de tomates à l’aide de greffes et de tests génétiques, en se concentrant en particulier sur leur système racinaire. Leur but a été de développer un ensemble pluridisciplinaire d’outils qui peuvent améliorer les cultures dicotylédones face à des conditions multiples et combinées de stress abiotiques. La résistance aux facteurs de stress comme la sécheresse, une teneur en sel élevée et des carences en nutriments est l’une des caractéristiques les plus importantes d’une culture moderne. Une meilleure compréhension de la génétique sous-jacente de cette résistance au stress aidera les scientifiques à sélectionner des cultures plus résistantes et pourrait favoriser une agriculture durable. Le projet ROOTOPOWER (Empowering root-targeted strategies to minimize abiotic stress impacts on horticultural crops) a été mis sur pied pour mieux comprendre la génétique et la physiologie des cultures de tomates avec des systèmes racinaires

résistants au stress. Le projet a également étudié les interactions symbiotiques avec les micro-organismes bénéfiques du sol tels que les mycorhizes (champignons) et les rhizobactéries. Les chercheurs ont testé des lignes de tomates résultant du croisement entre deux espèces (Solanum lycopersicum var. cerasiforme et Solanum pimpinellifolium) pour la résistance à six différents facteurs de stress abiotiques (non vivants). Les résultats ont été analysés pour trouver les régions du génome qui contrôlent les traits spécifiques. Les partenaires du projet ont également évalué des milliers d’échantillons de sève de végétaux pour les concentrations d’hormones et d’ions afin de

mieux comprendre le rôle que joue la communication des hormones dans le stress de la plante. Les données physiologiques qui en résultent ont apporté des informations sur la perception du stress par la racine, les interactions de la racine avec les organismes de la rhizosphère et la communication de la racine à la pousse et son influence sur la physiologie de la pousse. Le projet ROOTOPOWER a donc obtenu des informations génétiques et une compréhension physiologique des mécanismes vitaux pour les systèmes de racines hautes performances. Cette connaissance accrue de la résistance au stress chez les plantes contribuera à développer de nouvelles stratégies de

sélection pour des cultures plus aptes à résister à des conditions stressantes.

Résistance à la sécheresse

Des chercheurs ont cultivé des tomates mises à rude épreuve puisqu’elles ont été irriguées seulement trois semaines au début de la saison puis n’ont reçu aucune goutte d’eau par la suite. Les experts en sélection des plantes ont ensuite cherché à savoir si ces plants de tomates étaient capables de donner une bonne production, un bon rendement, une bonne sélection sans irrigation …. Tout d’abord, ces recherches ont permis de trouver parmi 40 000 plants une ou plusieurs variétés de tomates résistantes à la sécheresse avec un bon rendement en se passant des OGM, mais ce pré-requis n’a pas été le seul critère car les chercheurs ont également cherché à obtenir aussi des tomates avec du goût, une bonne teneur en sucres et une belle couleur afin de satisfaire les standards d’une commercialisation à grande échelle. La réponse pour ces scientifiques ne se trouve pas dans les OGM, mais dans la nature elle-même. Des tomates qui

poussent avec 90% d’eau en moins, mais si en plus elles avaient bon gout, une belle couleur, une texture adéquate avec un rendement constant, alors ce serait un légume miracle. L’approche a consisté à utiliser la biodiversité naturelle, alors ils ont passé au crible des centaines d‘échantillons d’ADN pour établir quels sont les plants qui présentaient des résistances et donc qui permettraient d’obtenir des tomates qui soient bonnes et plus résistantes. Cette méthode dite « d’hybridation » permet en outre de ne pas modifier le génome des tomates.

Aider la culture à lutter contre les stress

Seules les plantes adaptées à vivre dans des conditions d’aridité et de salinité sont capables de mettre en œuvre de manière spontanée les mécanismes d’ajustement osmotique et de neutralisation des radicaux libres. En effet, ces plantes sont préparées génétiquement pour fabriquer les osmoprotectants et les anti-oxydants. Par contre, la plupart des plantes à intérêt agronomiques sont incapable de fabriquer ces molécules de manière spontanée en réponse à un stress hydrique ou salin. Pour prévenir les stress, les spécialistes recommandent d’adopter des modes de conduite qui permettent de baisser leur intensité, notamment par : choix de la variété, choix de la saison, travail et amendement des sols, fertilisation et irrigation adaptées… Parmi les solutions qui se proposent pour augmenter la tolérance des plantes au stress hydrique et salin, l’apport exogène des osmorégulateurs et des anti-oxydants. Il s’agit d’apporter à la plante par voie foliaire ou racinaire des molécules osmoprotectantes et anti-oxydantes ou d’autres molécules qui leur sont précurseurs. Pour les apports exogènes, des produits plus ou moins spécifique sont déjà d’usage sous la désignation de bio-stimulant ou anti-stress. On y trouve : - Les extraits d’algues : ils ont une action polyvalente. En plus des osmorégulateurs (glycine bétaine, proline, mannitol…), ils contiennent également des anti-oxydants (acide ascorbique, caroténoïde, …) ainsi qu’un

ensemble d’oligo-éléments, d’acides aminées, de sucres et de vitamines. - Les acides humiques et fulviques : Ils n’ont pas un rôle dans l’osmorégulation, mais peuvent jouer un rôle dans la neutralisation des radicaux libres. - Les acides aminés : les produits communément vendus sous la désignation d’acides aminés contiennent tous les acides aminés qu’on peut trouver chez les êtres vivants. Ils sont présents à des concentrations variables et seuls quelques-uns (proline par exemple) ont un rôle dans la tolérance aux stress hydrique et salin.