Physiologie des stress abiotiques chez les végétaux Aspects généraux, mécanismes fondamentaux et régulation génétique

À l’échelle du globe, les végétaux composent une formidable mosaïque. Ils regroupent environ 400 000 espèces. Dès les premières civilisations, l’homme a reconnu l’importance des plantes pour l’alimentation, la médecine et l’artisanat. Des traces archéologiques montrent que l’agriculture, apparue il y a environ 10 000 ans au Proche-Orient, a radicalement transformé les paysages et la relation des sociétés humaines avec le monde végétal. Les plantes, grâce à leur capacité d’autotrophie, sont capables de fabriquer des glucides à partir de l'énergie solaire, du CO2 de l'atmosphère (ou de l'eau) et de l’eau puisée dans le milieu, offrant ainsi les bases de la vie terrestre. Résultat de plus de 3 milliards d’années d’évolution, les végétaux présentent des modes de croissance, de reproduction et de distribution d’une surprenante diversité. En effet, des milieux terrestres aux océans, des déserts aux régions polaires en passant par les forêts, chaque milieu possède une flore particulière adaptée aux conditions climatiques, environnementales et aux reliefs. Cependant, les plantes sont souvent soumises à des conditions défavorables pendant leur durée de vie, dues à l’absence, l’insuffisance ou la prédominance d’un ou de plusieurs facteurs exogènes tels que l’eau, la lumière, les substances chimiques et la température (facteurs abiotiques) ou les attaques par les pathogènes (facteurs biotiques). Il est donc devenu courant de parler de stress, notion qui s’est progressivement imposée au XXᵉ siècle avec le développement de la physiologie végétale expérimentale, lorsqu’on évoque de telles situations nuisibles aux végétaux. Ces multiples stress réduisent considérablement la biodiversité, la productivité végétale et menacent la sécurité alimentaire mondiale. Ils affectent les plantes à différents niveaux de leur organisation, en entrainant une série de perturbations anatomiques, morphologiques, biochimiques et physiologiques. Le degré de sensibilité aux stress dépend du stade de développement de la plante mais aussi de la sévérité du stress. En fait, une plante soumise à un stress passe par plusieurs étapes selon sa réaction en relation avec l’intensification progressive ou la durée du stress. Contrairement aux animaux qui peuvent se déplacer lorsque les conditions de vie ne leur sont plus favorables, les plantes sont fixées au sol par leurs racines, par conséquent, les végétaux ont développé différents mécanismes de tolérance (ou résilience) aux stress biotiques et abiotiques. La tolérance des plantes aux stress fait intervenir des processus physiologiques, biochimiques et moléculaires impliquant l’expression de gènes et de 4 Physiologie des stress abiotiques chez les végétaux protéines spécifiques. En effet, la tolérance des espèces aux différentes contraintes est sans aucun doute l’un des phénomènes biologiques les plus complexes. Atténuer les effets du stress, il faut recourir à des génotypes tolérants par l’intermédiaire des biotechnologies ou appliquer des techniques culturales adaptées. A cet effet, il est primordial de bien définir le concept de stress, de comprendre et d’élucider les mécanismes régissant les réponses permettant aux plantes de tolérer ces contraintes environnement.