Les racines des plantes terrestres assurent dans l’ombre deux des fonctions-clés de la vie des végétaux : d’une part les ancrer au sol, et d’autre part explorer ce dernier pour y puiser eau et minéraux. Tandis que certains ions comme les nitrates, les phosphates ou le potassium sont nécessaires au développement des plantes, d’autres sont dispensables, voire toxiques lorsqu’ils sont en excès.
C’est le cas du sodium, qui, associé au chlorure, forme notre sel de table. S’il s’accumule dans les cellules de plantes, il se substitue au potassium et entrave alors les fonctions cellulaires. En conséquence, l’acclimatation de végétaux comme les salicornes aux terrains très salins des prés-salés nécessite des mécanismes de résistance spécialisés.
Les plantes habituées à des sols moins extrêmes disposent également de mécanismes de réponse au stress salin auquel elles peuvent être exposées. Dans de nombreuses régions, la tendance mondiale à la salinisation, induite par les pratiques d’irrigation ou par l’évaporation et la montée des eaux sous l’effet du réchauffement climatique, implique une sollicitation accrue de ces défenses.
Lors de l’exploration du sol, les premières cellules à rencontrer des hausses locales de concentration en sel sont souvent celles, situées au front, qui se multiplient et assurent la croissance racinaire. Elles se débarrassent du sodium au moyen de pompes moléculaires, parmi lesquelles une protéine nommée SOS1, capable d’échanger activement le sodium contre des protons au travers des membranes. Mais où déversent-elles ce déchet ? L’expulsent-elles, ou le séquestrent-elles dans des compartiments étanches pour éviter sa toxicité ?
Pompe et stockage
Répondre à cette question nécessitait de cartographier l’abondance du sodium dans les tissus racinaires, à une échelle qui permette de distinguer les détails de la paroi externe des cellules et de leurs compartiments internes, sans que le sel ne s’échappe par diffusion pendant la procédure. C’est ce à quoi sont parvenus Priya Ramakrishna, Niko Geldner, Anders Meibom et leurs collaborateurs dans une étude hispano-suisse dont les résultats ont été publiés en janvier dans la revue Nature, en exploitant le potentiel de la spectrométrie de masse des ions secondaires à nanoéchelle (nanoSIMS).
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