Les scientifiques ont découvert le gène qui permet aux algues marines de produire un type unique de chlorophylle. Ils ont réussi à implanter ce gène dans une plante terrestre, ouvrant ainsi la voie à de meilleurs rendements agricoles sur moins de terres.
La découverte du gène résout un mystère de longue date parmi les scientifiques concernant les voies moléculaires qui permettent aux algues de fabriquer cette chlorophylle et de survivre.
« Les algues marines produisent la moitié de tout l’oxygène que nous respirons, encore plus que les plantes terrestres. Et elles nourrissent d’énormes réseaux alimentaires, des poissons qui sont mangés par les mammifères et les humains », a déclaré Tingting Xiang, professeur adjoint de bio-ingénierie à l’UC Riverside et auteur principal de l’étude. « Malgré leur importance mondiale, nous ne comprenions pas jusqu’à présent la base génétique de la survie de ces algues. »
L’étude, publiée dans Biologie actuelle, documente également une autre réalisation unique en son genre : démontrer qu’une plante terrestre pouvait produire de la chlorophylle marine. Des plants de tabac ont été utilisés pour cette expérience, mais en théorie, n’importe quelle plante terrestre peut être capable d’incorporer le gène des algues marines, leur permettant d’absorber un spectre de lumière plus complet et d’obtenir une meilleure croissance.
La chlorophylle est un pigment qui permet la photosynthèse, le processus de conversion de la lumière en « nourriture » ou énergie chimique. Les plantes produisent de la chlorophylle un et balors que la plupart des algues marines et du varech produisent cce qui leur permet d’absorber la lumière bleu-vert qui atteint l’eau.
« Chlorophylles b et c « L’océan absorbe la lumière à différentes longueurs d’onde », a déclaré Xiang. « L’océan absorbe la lumière rouge, c’est pourquoi il semble bleu. Chlorophylle c évolué pour capter la lumière bleu-vert qui pénètre plus profondément dans l’eau. »
Une application supplémentaire de ces recherches pourrait concerner la production de biocarburants à base d’algues. Il existe quelques espèces d’algues qui produisent des chlorophylles un ou b comme les plantes terrestres, au lieu de c. Imprégner ces algues du gène nécessaire à la production de chlorophylle c pourrait également améliorer leur capacité à utiliser plus de lumière et à augmenter leur croissance, créant ainsi davantage de matière première pour les carburants.
Les chercheurs ont d’abord cherché à mieux comprendre une espèce d’algue qui vit dans les coraux. Ces algues fabriquent des sucres et les partagent avec leurs hôtes coralliens. « Chaque colonie de corail possède des milliers de polypes, et leur couleur brune provient des algues. Chaque fois que vous voyez un blanchissement de corail, cela est dû à la perte des algues », a expliqué Xiang.
Intéressés par la façon dont la capacité des algues à effectuer la photosynthèse affecterait le corail, les chercheurs ont travaillé avec des algues mutantes à titre expérimental. Ces mutants rares étaient de couleur plus jaune que leurs parents bruns et étaient incapables d’effectuer la photosynthèse. Ils ont découvert, de manière inattendue, que dans le corail, ces algues mutantes étaient toujours capables de vivre et de croître parce que le corail donne aux algues la nourriture nécessaire à leur croissance.
Par chance, grâce au séquençage de l’ADN de nouvelle génération et à de nombreuses analyses de données, les chercheurs ont également pu utiliser les mutants pour découvrir le gène responsable de la chlorophylle. c production. « À la découverte de la chlorophylle c le gène n’était pas l’objectif initial de notre travail. Nous avons créé les mutants pour une autre raison, mais je suppose que nous avons simplement eu de la chance », a déclaré Xiang.
Avec de nouvelles connaissances sur la base génétique de la production de chlorophylle c, les chercheurs espèrent que leurs travaux pourraient éventuellement contribuer à endiguer la vague de blanchissement des coraux observée dans le monde entier. En outre, il existe des applications terrestres qui pourraient aider les populations à s’adapter au changement climatique.
« L’identification de la voie de biosynthèse de la chlorophylle c est plus qu’une curiosité scientifique ; cela pourrait changer la donne en matière d’énergie durable et de sécurité alimentaire », a déclaré Robert Jinkerson, professeur de génie chimique à l’UCR et co-auteur de l’étude.
« En révélant les secrets de ce pigment clé, nous obtenons non seulement un aperçu de l’élément vital des écosystèmes marins, mais nous ouvrons également la voie au développement de cultures plus robustes et de biocarburants efficaces », a déclaré Jinkerson.