Culture de la tomate: Importance de la gestion du stress

Culture de la tomate: Importance de la gestion du stress

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 cultivés 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 trouvent pas dans les OGM, mais dans la nature elle-meme. 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 :

– Amélioration génétique des cultures : il s’agit d’introduire chez les plantes cultivées les gènes qui confèrent la capacité de perception du stress et du déclanchement des mécanismes d’osmo-régulation et de détoxification. Faisant appel aux techniques de transformations génétiques, l’amélioration génétique est encore en phase de recherche.

– Apport exogène des osmorégulateurs et des anti-oxydants : il s’agit d’apporter à la plante par voie foliaire ou racinaires 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-oxydant (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.