D7 Surveillance de la croissance et du tropisme

Topique

La croissance et le mouvement des plantes se produisent à des rythmes très différents selon le processus observé, depuis les signaux instantanés jusqu'à l'épaississement du tronc qui ne devient perceptible qu'après plusieurs années. Un ensemble d'outils de mesure nous permet de suivre chacun de ces rythmes avec une résolution temporelle adaptée à l'échelle de temps à laquelle il se produit.

Le rythme le plus rapide est celui des signaux électriques circulant dans les tissus végétaux. L'électrophysiologie est l'outil qui enregistre ces signaux électriques avec une résolution temporelle de l'ordre de la fraction de seconde, capturant ainsi des changements qui précèdent souvent tout mouvement ou croissance visible chez la plante.

Légèrement plus lent que les signaux électriques, mais toujours rapide par rapport à la croissance, est le rythme des tropismes et des mouvements nastiques chez les plantes. La photographie en accéléré – une caméra qui capture des images à intervalles réguliers puis les restitue en séquence accélérée – nous permet de les suivre avec une résolution temporelle de quelques minutes à quelques heures, révélant à la fois les tropismes, qui orientent la croissance de la plante dans une direction définie par un signal physique, et les mouvements nastiques, que la plante exécute indépendamment de la direction du signal déclencheur. Encore plus lent est le taux d'élongation de l'axe de la plante, mesuré par des transducteurs de déplacement linéaire avec une résolution temporelle de quelques heures à quelques jours. Ces capteurs enregistrent l'allongement de la tige ou de la racine principale à mesure que ses cellules se divisent et s'allongent.

Le rythme le plus lent est l'épaississement du tronc, mesuré par des dendromètres à bande – des rubans qui entourent le tronc et enregistrent l'augmentation de sa circonférence – avec une résolution temporelle de plusieurs jours à plusieurs années. Ce phénomène permet de suivre une croissance qui ne devient perceptible que sur des saisons de croissance entières.

Outre le suivi de ces rythmes chez une seule plante, les plateformes de phénotypage à haut débit répètent les mêmes mesures de croissance et de mouvement sur des centaines de plantes simultanément. Ceci permet de comparer la variabilité de ces rythmes de croissance et de mouvement d'une plante à l'autre.

L'électrophysiologie, la photographie en accéléré, les transducteurs de déplacement linéaire, les dendromètres à courroie et les plateformes de phénotypage à haut débit permettent, ensemble, de suivre la croissance et les mouvements des plantes avec une résolution temporelle allant de quelques secondes à plusieurs années. C'est cette couverture temporelle qui permet de diagnostiquer les altérations de croissance et les perturbations du tropisme dès leur apparition, au lieu de ne les remarquer que lorsque la croissance ou les tropismes se sont déjà manifestement écartés de leur cours normal.

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