L’optimisation des cultures sans utilisation de pesticides, d’engrais supplémentaires ou d’arrosage est une priorité pour les secteurs de l’agriculture et de l’horticulture. Un groupe de scientifiques de trois universités néerlandaises et belges affirme maintenant avoir fait une petite percée. Cela implique un modèle informatique capable de clarifier la croissance des racines des plantes.

Les chercheurs ne sont pas partis de zéro. Il existe depuis un certain temps des modèles informatiques et des hypothèses expliquant comment se forment une racine principale et des racines latérales. Mais tous ces modèles ont tous manqué la cible d’une manière ou d’une autre, explique Kirsten ten Tusscher, biologiste théorique à l’Université d’Utrecht dans un communiqué de presse.

L’écart entre ces modèles et les expériences avec de vraies plantes est assez large, selon Tuscher. Le modèle d’elle et de ses collègues de Gand et de Wageningen offre une image beaucoup plus complète et réaliste.

Hormones végétales

Grâce au nouveau modèle, il devient clair comment les racines latérales émergent de la racine principale sous l’impulsion du groupe de plantes hormonales connues sous le nom d’auxines. Lorsqu’une racine principale d’une plante pousse, la quantité de cette hormone change régulièrement à l’extrémité de la racine. Les cellules des racines se forment lorsque la concentration de l’hormone est élevée.

Voici une vidéo en anglais parlant de ces hormones :

Si les conditions sont favorables, ces cellules peuvent ensuite se développer en une racine latérale. Les cellules qui ont des concentrations plus faibles de l’hormone ne développent pas cette capacité.

Motifs de vagues

Dans le nouveau modèle, ces étapes, et tout ce qui les accompagne, sont simulées dans les moindres détails. Comme le dit Ten Tusscher : « Dans leur modèle, ils ont calculé en détail à quoi ressemble la racine et comment l’hormone auxine est transportée. Le modèle détaille également le processus de croissance, où se trouvent les cellules souches, ainsi que les cellules qui se divisent rapidement, les cellules qui cessent de se diviser ou s’étirent. Le modèle montre les conséquences de l’interaction de tous ces processus.

Dans le modèle, un motif ondulé de l’hormone végétale et des racines latérales s’est développé. Après avoir compris comment les motifs ondulés se formaient, les chercheurs se sont mis au travail pour vérifier si les prédictions du modèle étaient correctes. Ils l’ont fait en réalisant de nombreuses expériences et cela s’est avéré être le cas après plusieurs mois d’essais répétés.

De meilleures méthodes d’élevage

Selon les chercheurs, une meilleure compréhension de la croissance racinaire permettra à l’avenir de cultiver des cultures plus ciblées avec des systèmes racinaires mieux adaptés aux conditions et aux exigences d’un producteur. Par exemple, un type de sol contient plus de nitrate et de phosphate qu’un autre.

Dans certains sols, les racines doivent s’enfoncer profondément dans la terre pour trouver de l’eau. Alors que dans d’autres sols, la plupart des nutriments se trouvent à la surface. Le modèle informatique peut également aider à perfectionner cette interaction entre les plantes, les racines, les conditions du sol et d’autres facteurs environnementaux.

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