La sève élaborée à la loupe

Spécialiste des métabolismes végétaux à l’Institut de recherche en horticulture et semences (IRHS), Guillaume Tcherkez a décroché un financement de l’Agence nationale de la recherche pour son projet Phloemics. Le but : préciser la composition de la sève élaborée et comprendre comment elle est contrôlée.

Guillaume Tcherkez va s'intéresser aux veines mineures du tournesol pour comprendre la composition précise de la sève élaborée.Chez les êtres humains et les animaux, le sang transporte les nutriments nécessaires à la croissance. Pour les plantes, c’est la sève élaborée qui distribue sucres, acides aminés et diverses molécules signalétiques (comme les hormones) depuis les feuilles jusqu’aux racines. Elle circule dans des cellules spéciales qui font partie intégrante d’un tissu appelé phloème, ce dernier jouant un rôle essentiel pour le développement des fruits et des grains.

Malgré cela, la composition précise de la sève élaborée n’est pas bien connue et une incertitude demeure quant à sa régulation, en particulier par l’activité photosynthétique. « La première analyse de sève date des années 1920, retrace Guillaume Tcherkez, qui a déjà planché sur le potentiel de développement d’une semence de blé. La sève élaborée est difficile à échantillonner : à l’époque, on coupait la tête de pucerons après qu’ils ont piqué la plante mais les quantités récoltées étaient faibles. Et puis, dans les années 1970, on n’avait pas toujours à disposition les outils analytiques sophistiqués que nous avons maintenant, comme la spectrométrie de masse ou la résonance magnétique nucléaire. En outre, on a maintenant pris conscience que la plante doit être vue comme un système intégré et dynamique, avec des échanges de substances entre organes, comme chez l’homme. Ce projet est une opportunité historique d’en savoir plus. »

Des premiers résultats déjà publiés

Ce projet de recherche compte plusieurs partenaires (voir encadré) et se situe à la frontière entre la physiologie végétale, la chimie analytique, et la biochimie. À Angers, les chercheur∙es vont se pencher sur le tournesol et le lupin. Ils vont utiliser des technologies modernes de haute résolution pour accéder au métabolome de la sève élaborée - sa « carte d’identité chimique » - dans le but de mieux comprendre sa composition : l’imagerie par résonance magnétique pour faire un spectre localisé sur la plante in vivo ; l’azote liquide pour figer et lyophiliser la plante, avant de microdisséquer le phloème et analyser par spectrométrie de masse ; ou alors pratiquer une incision sur le phloème - on parle alors d’exudation - pour extraire la sève.

Ils vont aussi travailler sur l’identification de biomarqueurs de la sève élaborée pour surveiller son état physiologique et évaluer l'impact des apports d'eau et de fertilisants. Ces biomarqueurs (par exemple des polyamines comme la putrescine, marqueur d’une carence en potassium) sont des molécules qui vont, comme des petites alarmes, permettre de détecter des « signaux chimiques » concernant l’état de la plante : manque d’eau, trop d’engrais, pas assez de lumière, etc.

Des premiers résultats préliminaires ont déjà fait l’objet d’une publication dans la revue Plant, Cell & Environment. « Ils pourraient intéresser les arboriculteurs car des biomarqueurs précoces permettent d’agir avant que les premiers symptômes de déficience nutritionnelle apparaissent sur les arbres », conclut Guillaume Tcherkez.

Ce projet est financé à hauteur de 589 000 euros par l’Agence nationale de la recherche et sera lancé en mars 2026.