Les végétaux et le stress

Définition

Les scientifiques adoptèrent le terme de stress pour tout facteur environnemental potentiellement préjudiciable pour les organismes vivants. Au niveau cellulaire, un stress est causé par la variation d’un paramètre environnemental qui entraîne la mise en place des mécanismes de régulation de l’homéostasie.
Donc un stress désigne à la fois l’action d’un agent agresseur et les réactions qu’il entraîne dans l’organisme agressé, une force qui tend à inhiber les systèmes normaux (Jones et al. 1989) ou encore une condition non optimale causée par un facteur qui tend à altérer l’équilibre des fonctions d’un organisme (Orcutt et al).

Les stress abiotiques et les réponses des végétaux

Les stress environnementaux ou (abiotiques), comme la sécheresse, la salinité et les températures extrêmes positives et négatives sont des conditions de stress qui affectent la croissance et le rendement des plantes.
Contrairement aux animaux, qui peuvent se déplacer lorsque les conditions de vie ne leur sont plus favorables, les plantes ont développé des stratégies d’adaptation pour répondre aux changements environnementaux en contrôlant et en ajustant leurs systèmes métaboliques (Agronomie, 2006).
Leurs réponses face aux différents stress sont influencées par la nature et l’intensité du stress en cause mais aussi par l’historique des espèces, cultivars et génotypes représentés.
Chacun étant adapté à des conditions spécifiques par l’évolution et la sélection naturelle (Grime 1989).
Elles peuvent éviter les effets de stress en accomplissant leur croissance durant les périodes de moindre stress, ou sinon résister par des mécanismes de tolérance (Fig1).

Les mécanismes de réponse au stress peuvent être spécifiques ou communs à plusieurs stress. On parle de Cross-tolérance lorsque les mêmes voies de réponse sont employées pour répondre à des stress différents (Pastori and Foyer, 2002 in Touchard, 2006).
Les réponses cellulaires et moléculaires des plantes aux conditions de stress ont été très étudiées. Les mécanismes par lesquels elles perçoivent les signaux environnementaux et les transmettent à la machinerie cellulaire pour activer des mécanismes de réponses adaptées déterminent chaque jour leur survie (Agronomie, 2006).
La connaissance de ces réponses, basées sur la transmission (la transduction) de signaux de stress, est très importante afin d’améliorer la réponse des plantes cultivées aux différents stress environnementaux.
Ainsi, une voie de transduction d’un signal commence par la perception de ce signal au niveau de la membrane (par un senseur ou non), suivie par la production de seconds messagers et de facteurs de transcription (Fig2).
Ces facteurs de transcription contrôlent l’expression de gènes impliqués dans la réponse au stress incluant des changements morphologiques, biochimiques et physiologiques (Roeder, 2006).

Ainsi, lorsqu’une plante subit un stress, il y a une perte importante d’eau au niveau des cellules, provoquant une tension entre la membrane plasmique et la paroi végétale, un dysfonctionnement de la photosynthèse, et donc une baisse de rendement. Pour y remédier, la plante synthétise, entre autre :

• Des osmoprotectants, comme la proline ou la glycine bétaïne, qui permettent de maintenir l’équilibre en eau entre la cellule végétale et l’environnement extérieur;
• ™ Des protéines spécifiques ;
• ™ Accumulation de sucres, malate, alanine aspartate et glutamate;
• ™ Des acides gras afin de modifier la perméabilité de la membrane plasmique.