Mécanisme moléculaire d’action de l’acide abscissique en réponse à la sécheresse chez les végétaux

La consommation d’eau douce dans les pays les plus développés est aux alentours de 200 à 700 litres par habitant et par jour, dont environ 70 % seraient destinés aux besoins agricoles. Contrairement à d’autres ressources naturelles (comme les différentes formes d’énergie), l’eau n’a pas de produit de substitution. Au cours des dernières années, un énorme chemin a été parcouru concernant notre compréhension de la perception de l’acide abscissique (ABA), une phytohormone qui régule la majorité des réponses adaptatives au déficit hydrique. Face à des conditions environnementales toujours plus contraignantes, notre état de connaissance actuel sur la signalisation de l’ABA est-il suffisant pour assurer le maintien de la productivité des plantes de grande culture tout en consommant moins d’eau ? Cette question suscite des réflexions autant scientifiques que politiques. Bien que l’ABA soit historiquement considéré comme une phytohormone depuis 1960, elle a été redécouverte dans les années 1980 chez de nombreux organismes (éponges de mer, certains parasites, hydres, etc.), dont l’Homme. De manière étonnante, l’ABA présente des propriétés anti-inflammatoires et antivirales. De plus, les gènes homologues codant les récepteurs et les principaux intermédiaires de la signalisation sont conservés, ce qui suggère que les connaissances issues des études utilisant la plante comme modèle seraient applicables à d’autres organismes. La teneur en ABA pourrait atteindre un niveau 10 à 30 fois supérieur à la normale chez des plantes soumises à un stress hydrique; l’ABA agit alors comme un déclencheur de diverses voies d’adaptation permettant à la plante de mieux résister au stress hydrique. Un modèle expérimental qui se prête particulièrement bien à l’étude de la complexité de l’action de l’ABA est la fermeture des stomates, une réponse physiologique mise en place par les végétaux supérieurs pour limiter la perte d’eau par transpiration. Les stomates sont de petits pores à la surface des feuilles. Chaque pore est entouré par une paire de cellules oblongues et légèrement courbées (en forme de rein), appelées cellules de garde, dont les mouvements contrôlent son degré d’ouverture. L’essor de la recherche sur les rôles physiologiques joués par l’ABA au cours du développement de la plante (notamment sur l’abscission des fruits et la dormance des bourgeons) a débuté dans les années 1960, et a abouti en 2009 à l’identification d’une famille de récepteurs cytosoliques de l’hormone. Cette découverte a été suivie très rapidement par la reconstitution de plusieurs cascades de transduction signalétiques ABA-dépendantes in vitro. De nombreuses études ont été réalisées sur les structures cristallines des protéines appartenant au complexe cœur de la signalisation par l’ABA (un récepteur, une phosphatase et une kinase), prises individuellement ou en combinaison, en complexe ou non avec l’ABA. Ces études laissent entrevoir la possibilité de concevoir des agonistes et antagonistes de l’hormone afin de permettre aux végétaux de mieux s’adapter au stress hydrique. Cette revue retracera le progrès extraordinaire qui a permis d’éclairer la façon dont l’ABA agit sur les transports à travers la membrane plasmique, aboutissant à la fermeture des stomates pour limiter la transpiration