Nanisme (plantes)

En botanique, le nanisme caractérise les plantes dont la taille est anormalement petite pour une espèce ou un genre donné. Le nanisme peut être causé par des conditions environnementales particulières (altitude élevée, climat rude, etc.), par des carences nutritionnelles ou par des agents phytopathogènes qui entravent la croissance des plantes par différents mécanismes. Il peut aussi être dû à l'intervention humaine, sélection génétique, ou techniques culturales particulières (bonsaïs).

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Stress environnemental
Arabidopsis thaliana, l'absence de facteur de croissance des plantes (auxine) peut provoquer un nanisme (à droite).

Les plantes peuvent être « nanifiées » par des manipulations génétiques ou par la sélection variétale, mais elles peuvent également subir des changements morphologiques naturels et se transformer en plantes naines en réponse à des stress environnementaux tels que la qualité du sol[1], l'éclairement[1], la sécheresse[2], l'inondation[3], le froid[4], l'infection, notamment virale[5], et les agressions des herbivores[6]. Les plantes naines à cause du stress environnemental sont qualifiées de « rabougries ». Le plus souvent le nanisme chez les plantes ne résulte pas directement des dommages que le stress environnemental leur inflige, mais plutôt des hormones produites en réponse à ce stress[7]. Les hormones végétales agissent comme un signal adressé aux divers tissus des plantes induisant une ou plusieurs réponses. La classe des phytohormones responsables du nanisme chez les plantes en raison de blessures est celle des jasmonates. Ces réponses sont notamment, mais pas seulement, des divisions cellulaires moins fréquentes[7] et une réduction de l'élongation cellulaire[8].

Céréales naines

Les gènes du nanisme chez les céréales ont été utilisés pour créer des variétés plus productives. L'objectif était de lutter contre la « verse », phénomène qui se produit lorsque les épis chargés de grains presque mûrs font plier les tiges jusqu'au sol, exposant les grains à l'humidité, ce qui entraîne des pertes de récoltes. Pendant la Révolution verte, des recherches ont permis d'identifier des gènes (Rht) déterminant le raccourcissement des tiges du blé[9], et un gène (sd-1) de riz semi-nain[10], qui ont permis d'améliorer l'indice de récolte et par conséquent le rendement de ces céréales.

Spécimen d'érable palmé, nanifié par l'intervention humaine (bonsaï).

Bonsaïs

Dans la culture des arbres nains (bonsaï ou penjing), un plant d'arbre ou d'arbuste (normal) est miniaturisé et modelé par différentes techniques : coupe de la cime (bourgeons apicaux), régulation des apports nutritifs (eau, dosage des engrais minéraux et organiques), coupe régulière des racines et branches. Les feuilles (ou aiguilles des conifères) des arbres sont également nanifiées (miniaturisées) par différentes techniques : notamment des défoliations partielles ou complètes, le pinçage (coupe de bourgeons terminaux ou chandelles), un contrôle des conditions d'ensoleillement et un faible apport d'azote. Les fleurs et les fruits de ces arbres nains sont de taille relativement normale[11].

Nanisme et infections
Bananiers nanifiés à la suite d'une infection virale (Banana bunchy top virus).

De nombreuses infections par des virus végétaux créent chez les plantes infectées des symptômes, entre autres, de rabougrissement et de nanisme, par la réduction de la longueur des entre-nœuds. C'est le cas par exemple de la jaunisse nanisante de l'orge[12] ou du sommet touffu du bananier dû au Banana bunchy top novirus (BBTV).

Notes et références
  1. (en) Hutchings, M. J.; de Kroon, H., « Foraging in Plants: The Role of Morphological Plasticity in Resource Acquisition », Adv. Ecol. Res., vol. 25,‎ , p. 159–238.
  2. (en) « Drought resistance explained », sur Science X Network.
  3. (en) Else, M.A. et al., « Stomatal Closure in Flooded Tomato Plants Involves Abscisic Acid and a Chemically Unidentified Anti-Transpirant in Xylem Sap », Plant Physiol, vol. 112,‎ , p. 239-247.
  4. (en) Okamoto, T.; Tsurumi, S.; Shibasaki, K.; Obana, Y.; Takaji, H.; Oono Y.; Rahman, A., « Genetic Dissection of Hormonal Responses in the Roots of Arabidopsis Grown Under Continuous Mechanical Impedance », Plant Physiol., vol. 146,‎ , p. 1651–1662.
  5. (en) Scholthof, H.B.; Scholthof, K.B.G.; Jackson, A.O., « Identification of Tomato Bushy Stunt Virus Host-Specific Symptom Determinants by Expression of Individual Genes from a Potato Virus X Vector », Plant Cell, vol. 7,‎ , p. 1157-1172.
  6. (en) Chouinard, A.; Filion, L., « Impact of Introduced White-Tailed Deer and Native Insect Defoliators on the Density and Growth of Conifer Saplings on Anticosti Island, Quebec », Ecoscience, vol. 12,‎ , p. 506-518.
  7. (en) Zhang, Y.; Turner, J.G., « Wound-Induced Endogenous Jasmonates Stunt Plant Growth by Inhibiting Mitosis », PLoS ONE, vol. 3,‎ , e3699.
  8. (en) Swarup, R.; Perry, P.; Hagenbeek, D.; Van Der Straeten, D.; Beemster, G.T.S. et al., « Ethylene Upregulates Auxin Biosynthesis in Arabidopsis Seedlings to Enhance Inhibition of Root Cell Elongation », Plant Cell, vol. 19,‎ , p. 2186–2196.
  9. (en) Appleford NE, Wilkinson MD, Ma Q, D. J. Evans, M. C. Stone, S. P. Pearce et S. J. Powers, « Decreased shoot stature and grain alpha-amylase activity following ectopic expression of a gibberellin 2-oxidase gene in transgenic wheat », J. Exp. Bot., vol. 58, no 12,‎ , p. 3213–26 (DOI 10.1093/jxb/erm166, lire en ligne).
  10. (en) Monna L, Kitazawa N, Yoshino R, J Suzuki, H Masuda, Y Maehara et M Tanji, « Positional cloning of rice semidwarfing gene, sd-1: rice "green revolution gene" encodes a mutant enzyme involved in gibberellin synthesis », DNA Res., vol. 9, no 1,‎ , p. 11–7 (DOI 10.1093/dnares/9.1.11, lire en ligne).
  11. « Qu’est-ce que le Bonsaï? », sur Bonsai Empire (consulté le ).
  12. (en) Cleora J. D’Arcy, Leslie L. Domier,, « Barley yellow dwarf », sur The American Phytopathological Society (APS), (consulté le ).

Voir aussi

Articles connexes


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