14-02-2018

Comment augmenter la photosynthèse pour augmenter les rendements ?

La photosynthèse, c’est la capacité de synthétiser des sucres, et donc de produire de la biomasse à partir de l’énergie lumineuse. Accroitre la photosynthèse, c’est augmenter les rendements à surface égale avec des apports en engrais et en eau égaux ou réduits. Mais ce n’est pas si simple…
Après un demi-siècle de progrès génétiques sur les caractéristiques agronomiques (résistance aux maladies, désherbage simplifié…), avec à la clef des hausses de production pour toutes les grandes cultures, les rendements potentiels stagnent et diminuent même ponctuellement.  
Accroitre la photosynthèse est « le graal » pour les chercheurs mais c’est un problème génétique complexe car il concerne de nombreux gènes et de nombreuses protéines actives dans de nombreuses voies métaboliques qui s’autorégulent les unes les autres. Le centre de recherche Rothamsted s’est spécialisé sur cette question depuis 25 ans, d’abord sur le tabac et le soja et maintenant sur le blé. Partant du fait que des enzymes SBPases sont présentes dans toutes les cellules végétales et qu’elles agissent sur le cycle de Calvin, la principale chaine métabolique produisant des sucres à partir d’énergie lumineuse, les chercheurs ont incorporé dans le blé des cassettes de 2 et 6 copies de gènes produisant les SBPases. 
Au laboratoire, les résultats ont été probants mais les essais au champ sont indispensables pour valider cette piste génétique.  Les essais (à petite échelle) devraient avoir lieu en 2017 et 2018. Cette recherche est effectuée avec des financements publics, sous l’égide du Consortium international de recherche sur le blé. 
Une autre piste explicitée dans la revue Nature de septembre 2016 consiste à supprimer ou atténuer le processus naturel de régulation de la photosynthèse quand la lumière est trop importante. Normalement, la plante se protège d’une trop forte luminosité en émettant de la chaleur. Mais ce processus perdure quelques minutes quand le temps change. Sur des plants de tabac en laboratoire, des chercheurs ont agi sur des enzymes impliquées dans les cycles enzymatiques qui utilisent l’énergie solaire pour créer de la biomasse. En inhibant certaines voies régulatrices, les rendements de biomasse des plants de tabac ont augmenté de 15%, ce qui semble confirmer qu’une adaptation plus rapide à la lumière accroit les rendements.