Une équipe de recherche de l'Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), un centre mixte du Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) et de la Universitat Politècnica de València (UPV), a identifié des mécanismes cellulaires, génétiques et moléculaires clés qui coordonnent deux programmes de croissance simultanés dans les tiges des plantes : longitudinal (hauteur) et radial (épaisseur). Les résultats ont été publiés dans la revue Current Biology.
Javier Agustí, chercheur à l'IBMCP et coordinateur de l'étude, a déclaré : "Cette coordination est cruciale pour que les tiges des plantes se développent dans des proportions appropriées pour assurer une stabilité suffisante grâce à la croissance radiale, ce qui facilite l'expansion longitudinale. Nos résultats suggèrent que le mécanisme que nous avons identifié se produit probablement dans la grande majorité des espèces végétales."
L'étude a également impliqué des experts du Plant Science Center (UPSC) de l'Université d'Umeå en Suède, qui ont travaillé avec deux espèces distinctes : la plante modèle Arabidopsis thaliana, une espèce herbacée, et le peuplier.
Cette recherche sert de modèle pour comprendre comment divers programmes de croissance se coordonnent lors du développement des organes chez les organismes multicellulaires. Agustí a expliqué qu'une analogie chez les humains pourrait être faite avec le développement d'un membre, où la croissance des os, des tendons, des muscles et de la peau doit être coordonnée pour éviter des formes aberrantes.
Étudier ces mécanismes dans les tiges de plantes est avantageux car seuls deux programmes de croissance coexistent : longitudinal et radial, ce qui facilite l'identification de principes de coordination de base qui pourraient être communs à d'autres systèmes biologiques.
La tige de la plante, en particulier chez les arbres, est composée de tissus qui accumulent le plus de biomasse dans le sol, formant du bois. Comprendre la coordination des programmes de croissance pendant le développement des tiges pourrait aider à maximiser la production de biomasse. Agustí a souligné : "La biomasse végétale est composée de polymères de carbone, et la source de ce carbone est le CO2 atmosphérique. De plus, le bois est un matériau renouvelable qui favorise la production écologique dans certaines industries, comme la construction. En maximisant la production de bois par arbre—par exemple, en intervenant dans la coordination des programmes de croissance pendant son développement—nous améliorerions non seulement nos options de production plus écologique, mais nous contribuerions également à réduire les niveaux de CO2 atmosphérique."