Mémoire de stress due à la sécheresse au niveau du cycle végétal : une revue, partie 2

2.1. Photosynthèse et mécanismes liés à l’énergie

Des modifications des mécanismes de photosynthèse et du bilan énergétique ont été mises en évidence dans plusieurs études portant sur la mémoire du stress hydrique.

La mémoire coercitive fait référence à l'impact des influences négatives sur la mémoire au cours de la vie d'une personne. Les souvenirs coercitifs proviennent souvent du stress et de l’anxiété, qui peuvent entraîner une perte de mémoire, entraînant une capacité de mémoire insuffisante et un impact négatif sur vous-même et sur votre entourage.

Cependant, il existe encore des moyens d’améliorer notre mémoire, même lorsque nous sommes contraints. La recherche scientifique montre que la plasticité du cerveau est très forte et que nous pouvons améliorer notre intelligence grâce à quelques bonnes habitudes.

Par exemple, garder votre corps en bonne santé grâce à un bon sommeil, à une activité physique adéquate et à une alimentation saine améliorera votre mémoire. De plus, l’apprentissage et la réflexion continus peuvent maintenir le cerveau actif et aider à développer la mémoire.

Nous pouvons également exercer notre mémoire sociale en communiquant avec notre famille et nos amis et en participant à des activités sociales, ce qui contribue à améliorer notre adaptabilité sociale et nos compétences en communication.

En bref, la coercition de la mémoire peut nuire à la mémoire, mais nous pouvons améliorer notre intelligence grâce à des modes de vie actifs et des méthodes d'apprentissage, nous rendant ainsi plus actifs, positifs et heureux. On peut voir que nous devons améliorer la mémoire, et Cistanche deserticola peut améliorer considérablement la mémoire, car Cistanche deserticola a des effets antioxydants, anti-inflammatoires et anti-âge, qui peuvent aider à réduire l'oxydation et les réactions inflammatoires dans le cerveau, protégeant ainsi le santé du système nerveux. De plus, Cistanche deserticola peut également favoriser la croissance et la réparation des cellules nerveuses, améliorant ainsi la connectivité et le fonctionnement des réseaux neuronaux. Ces effets peuvent contribuer à améliorer la mémoire, l’apprentissage et la vitesse de réflexion, et peuvent également prévenir le développement de dysfonctionnements cognitifs et de maladies neurodégénératives.

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Les réponses diffèrent selon que les plantes possèdent ou non des organes de stockage végétatifs (par exemple Beta vulgaris), ce qui implique qu'en fonction des relations puits-source pendant le stress, les paramètres physiologiques et biochimiques de la plante pourraient être impactés différemment [37].

Chez Triticum aestivum, l'amorçage de la plante (c'est-à-dire l'exposition au premier stress) a augmenté la teneur en chlorophylle et en ribulose 1,5 bisphosphate carboxylase ainsi que l'efficacité photosynthétique lors d'un deuxième stress.

Ainsi, l'amorçage induit un maintien plus élevé de l'appareil photosynthétique lors du stress ultérieur [28-30]. Ces réponses physiologiques contrastées après l'amorçage peuvent être liées à différentes réponses moléculaires via la mémoire transcriptionnelle [18,25,26,43]. En effet, chez Zea mays et Arabidopsis thaliana, parmi les 556 gènes mémoire communs aux deux espèces, 18 % étaient liés à l'activité photosynthétique et au bilan énergétique.

Dans le maïs, les gènes mémoire [=/−] et [=/+] (Figure 1c) codent pour des protéines impliquées dans la récupération de la lumière, le transport d'énergie, la trempe non photochimique et la photosynthèse globale, y compris les enzymes du groupe CalvinBenson- Cycle de Bassham [18].

De plus, la régulation négative d'un gène mémoire codant pour une ATP synthase chloroplastique pendant le deuxième stress suggère le rôle d'un composant transcriptionnel dans la modification de la sensibilité à la trempe dépendante de l'énergie, conduisant finalement à la protection de l'appareil photosynthétique contre la sécheresse (18).
Des résultats similaires ont été observés chez Glycine max, pour laquelle certains gènes de mémoire réprimés par la sécheresse étaient également liés à l'activité de la photosynthèse (35).

En fonction de la répartition de la biomasse des cultures entre les différents organes, les paramètres physiologiques et biochimiques des plantes peuvent être impactés différemment en cas de stress (37).

Chez Beta vulgaris exposé à trois événements de stress hydrique, tous les stress ont réduit la teneur en chlorophylle des plantes, mais l'ampleur de l'effet était plus faible lors du deuxième stress et encore plus faible lors du troisième stress (37).

Parallèlement, les trois stress ont réduit dans la même mesure la photosynthèse nette et la transpiration. Ainsi, bien que ce processus ne puisse pas être généralisé à toutes les situations, le premier stress hydrique peut améliorer la réponse des plantes aux stress ultérieurs en atténuant l'impact du deuxième stress sur la photosynthèse et les mécanismes énergétiques des plantes, maintenant ainsi un meilleur statut carbone.

2.2. Ajustement osmotique et état de l'eau des plantes

En cas de déficit hydrique, la synthèse d'ABA végétale induit la fermeture des stomates grâce à la régulation du Ca2+ dans les cellules de garde, empêchant ainsi la perte d'eau. La régulation de l'ouverture stomatique dans les cellules de garde dépend également largement de l'expression des membres de la famille des gènes SnRK2 qui médient les réponses à la fois dépendantes et indépendantes de l'ABA (43, 46).

En parallèle, l’accumulation de solutés fréquemment impliqués lors du stress hydrique, comme la proline [47], compense la baisse de potentiel hydrique associée à la diminution de la teneur en eau des tissus végétaux. L’ajustement osmotique pour le maintien de l’état hydrique est impliqué dans la mémoire des plantes en cas de stress hydrique.

Chez les plantes Arabidopsis thaliana amorcées, une augmentation de l'ampleur de la réponse du Ca cytosolique libre 2+ au stress osmotique ultérieur a été observée et pourrait être impliquée dans une meilleure tolérance au stress abiotique ultérieur (36).

Virvoulet et Fromm [43] ont montré que des mémoires physiologiques et transcriptionnelles se produisaient dans les cellules de garde d'Arabidopsisthaliana en réponse à des stress de déshydratation répétés. De plus, des analyses du transcriptome lors d'expositions répétitives à un stress chez Zea mays ont révélé qu'une grande proportion des gènes mémoire [−/−] et [+/+] codaient pour des protéines ayant des fonctions associées à la membrane telles que les déshydrines [+/+], des transporteurs transmembranaires pour le phosphate inorganique et le saccharose. [−/−], et des régulateurs de l'absorption et du transport de l'eau et du potassium [26].

De même, les enzymes impliquées dans la synthèse des osmolytes et la biosynthèse de la proline étaient codées par les gènes mémoire [+/+], [−/+] et [+/−] chez Arabidopsis thaliana et Zea mays (25,26).

Chez les plantes Oryza sativa amorcées, l'accumulation de proline était augmentée par rapport aux plantes naïves [31], ce qui pourrait contribuer à l'amélioration du potentiel hydrique des feuilles et au maintien de l'état hydrique des plantes pendant la sécheresse qui a suivi.

2.3. Fonctions de protection cellulaire : systèmes détoxifiants et chaperons

Les fonctions protectrices et détoxifiantes sont cruciales pour la mémoire du stress des plantes car elles minimisent l'impact du stress oxydatif induit par la sécheresse en maintenant le métabolisme cellulaire.

Des études menées par Abid et ses collaborateurs [28-30] ont montré chez les plantes Triticum aestivum que l'amorçage améliorait la photoprotection lors du deuxième stress via un meilleur système de détoxification. Cela comprenait une accumulation plus faible d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) et une peroxydation lipidique, ainsi qu’une activité plus élevée des enzymes antioxydantes telles que la catalase, l’ascorbate peroxydase, la glutathion réductase et la superoxyde dismutase.

De plus, chez les plantes Silene dioica amorcées, le rapport chlorophylle a/b est plus élevé après un stress répété qu'après un stress unique, suggérant une diminution de la production de ROS et un stress photo-oxydatif si un stress ultérieur survient (48).

Chez Arabidopsis thaliana, Zea mays et Glycine max, [+/+] des gènes mémoire codaient pour des protéines liées aux fonctions de protection (déhydrines, HSP, chaperons impliqués dans le repliement des protéines) et des enzymes métaboliques pour la synthèse de molécules protectrices (c'est-à-dire les osmolytes) [25,26 ].

La mémoire du stress hydrique des plantes implique ainsi d’améliorer le système détoxifiant grâce à des activités enzymatiques antioxydantes renforcées et de meilleures fonctions de protection via les protéines chaperons, permettant aux plantes d’améliorer leurs réponses au stress oxydatif et de maintenir l’activité protéique.

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