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Les rythmes circadiens des plantes peuvent changer tout comme les nôtres – Actualités et avis sur les docteurs en naturopathie

NODE SMITH, ND

Les plantes ont la même variation d'horloge corporelle que celle trouvée chez l'homme, selon une nouvelle recherche qui explore les gènes régissant les rythmes circadiens chez les plantes.

La recherche montre qu'un changement d'une seule lettre dans leur code ADN peut potentiellement décider si une plante est une alouette ou un oiseau de nuit. Les résultats peuvent aider les agriculteurs et les sélectionneurs de cultures à sélectionner les plantes dont les horloges sont les mieux adaptées à leur emplacement, contribuant à augmenter le rendement et même la capacité de résister au changement climatique.

L'horloge circadienne est le métronome moléculaire qui guide les organismes à travers le jour et la nuit – coq-un-doodle-doo-ing l'arrivée du matin et tirant les rideaux fermés la nuit. Chez les plantes, il régule un large éventail de processus, de l'amorçage de la photosynthèse à l'aube à la régulation de la floraison.

Ces schémas rythmiques peuvent varier en fonction de la géographie, de la latitude, du climat et des saisons – les horloges des plantes devant s'adapter pour mieux s'adapter aux conditions locales.

Des chercheurs de l'Earlham Institute et du John Innes Center de Norwich voulaient mieux comprendre à quel point la variation circadienne existe naturellement, dans le but ultime de sélectionner des cultures plus résistantes aux changements locaux de l'environnement – une menace pressante avec le changement climatique.

Pour étudier la base génétique de ces différences locales, l'équipe a examiné les rythmes circadiens variables chez les plantes d'Arabidopsis suédois afin d'identifier et de valider les gènes liés au changement de rythme de l'horloge.

Le Dr Hannah Rees, chercheuse postdoctorale à l'Earlham Institute et auteur de l'article, a déclaré: «La santé globale d'une plante est fortement influencée par la synchronisation de son horloge circadienne avec la durée de chaque jour et le passage des saisons. Une horloge biologique précise peut lui donner un avantage sur les concurrents, les prédateurs et les agents pathogènes.

«Nous étions intéressés de voir comment les horloges circadiennes des plantes seraient affectées en Suède; un pays qui connaît des variations extrêmes d'heures de jour et de climat. Comprendre la génétique derrière la variation et l'adaptation de l'horloge biologique pourrait nous aider à produire des cultures plus résistantes au climat dans d'autres régions.

L'équipe a étudié les gènes de 191 variétés différentes d'Arabidopsis obtenues dans toute la Suède. Ils recherchaient de minuscules différences dans les gènes entre ces plantes qui pourraient expliquer les différences de fonction circadienne.

Leur analyse a révélé qu'un seul changement de paire de bases d'ADN dans un gène spécifique – COR28 – était plus susceptible d'être trouvé dans les plantes qui fleurissaient tard et avaient une période plus longue. COR28 est un coordinateur connu de la période de floraison, de la tolérance au gel et de l'horloge circadienne; tout cela peut influencer l'adaptation locale en Suède.

«Il est étonnant qu'un seul changement de paire de bases dans la séquence d'un seul gène puisse influencer la vitesse à laquelle l'horloge tourne», a expliqué le Dr Rees.

Les scientifiques ont également utilisé une méthode innovante d'imagerie par fluorescence retardée pour cribler les plantes avec des horloges circadiennes réglées différemment. Ils ont montré qu'il y avait plus de 10 heures de différence entre les horloges des premières colonnes montantes et des dernières usines en phase – semblable aux usines fonctionnant en sens inverse. La géographie et l'ascendance génétique de la plante semblaient avoir une influence.

«Arabidopsis thaliana est un système végétal modèle», a déclaré le Dr Rees. «C’était la première plante à avoir son génome séquencé et elle a été largement étudiée en biologie circadienne, mais c’est la première fois que quiconque réalise ce type d’étude d’association pour trouver les gènes responsables de différents types d’horloge.

«Nos résultats mettent en évidence certains gènes intéressants qui pourraient présenter des cibles pour les sélectionneurs et fournir une plate-forme pour de futures recherches. Notre système d'imagerie à fluorescence retardée peut être utilisé sur n'importe quel matériau photosynthétique vert, ce qui le rend applicable à une large gamme de plantes. La prochaine étape consistera à appliquer ces résultats aux principales cultures agricoles, notamment les brassicacées et le blé. »

Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue Plante, cellule et environnement.

1. Hannah Rees, Ryan Joynson, James K.M. Brown, Anthony Hall. Variation naturelle du rythme circadien associée aux locus du gène de l'horloge dans les accessions d'Arabidopsis suédois. Plante, cellule et environnement, 2020; DOI: 10.1111 / pce.13941

Node Smith, ND, est médecin naturopathe à Humboldt, Saskatchewan et rédacteur en chef adjoint et directeur de la formation continue pour NDNR. Sa mission est de servir des relations qui soutiennent le processus de transformation et qui mènent finalement à des personnes, des entreprises et des collectivités en meilleure santé. Ses principaux outils thérapeutiques comprennent le conseil, l'homéopathie, l'alimentation et l'utilisation d'eau froide combinée à l'exercice. Node considère que la santé est le reflet des relations qu'une personne ou une entreprise entretient avec elle-même, avec Dieu et avec son entourage. Afin de guérir la maladie et de guérir, ces relations doivent être spécifiquement prises en compte. Node a travaillé en étroite collaboration avec de nombreux groupes et organisations au sein de la profession naturopathique et a aidé à fonder l'association à but non lucratif, Association for Naturopathic Revitalization (ANR), qui travaille à promouvoir et à faciliter l'éducation expérientielle au vitalisme.

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