Les scientifiques conçoivent des plantes pour doubler leur capacité d'absorption du carbone et produire plus de graines et de lipides

Le 15 septembre 2025 rapport par Krystal Kasal, Phys.org auteur contribuant édité par Gaby Clark, revisé par Robert Egan rédacteur scientifique éditeur associé Cet article a été examiné selon le processus éditorial et les politiques éditoriales de Science X. Les éditeurs ont souligné les attributs suivants tout en garantissant la crédibilité du contenu : vérifié par des faits publication évaluée par des pairs source fiable corrigé Généralement, les plantes s'appuient sur le cycle Calvin-Benson-Bassham (CBB) pour convertir le dioxyde de carbone de l'atmosphère en matière organique utilisable pour leur croissance. Bien que ce cycle soit la voie principale de fixation du carbone chez toutes les plantes de la Terre, il est étonnamment inefficace, perdant un tiers du carbone dans le cycle lors de la synthèse de la molécule acétyl-coenzyme A (CoA) pour générer des lipides, des phytohormones et des métabolites. Les plantes perdent également du carbone lors de la photorespiration, ce qui limite leur croissance. Cela est en grande partie dû à l'inefficacité d'une enzyme appelée RuBisCO. Dans le but d'augmenter la capture du carbone et de réduire les pertes de carbone chez les plantes pour stimuler la production de biomasse et de lipides, les scientifiques ont expérimenté différentes façons d'augmenter l'efficacité de RuBisCO, de surexprimer les enzymes du cycle CBB, d'introduire des mécanismes de concentration de carbone et de réduire les pertes de photorespiration. Cependant, une nouvelle étude publiée dans Science se concentre sur une approche novatrice - la création d'une toute nouvelle voie d'absorption du carbone. Les chercheurs impliqués dans l'étude ont introduit un cycle de capture de CO2 synthétique dans la plante Arabidopsis thaliana. Ils désignent ce cycle modifié sous le nom de cycle malyl-CoA-glycérine (McG), qui fonctionne en conjonction avec le cycle CBB pour créer un système dual de fixation de CO2. Le nouveau cycle augmente l'efficacité en utilisant du carbone précédemment gaspillé. "Dans le cycle McG, un carbone supplémentaire est fixé lorsque le 3PG est l'entrée, ou aucun carbone n'est perdu lorsque la glycolate est l'entrée. Dans les deux cas, l'acétyl-CoA est produit de manière plus efficace, ce qui devrait renforcer la production de lipides et d'autres métabolites végétaux importants, y compris des phytohormones", écrivent les auteurs. Pour tester le cycle McG, l'équipe a exprimé six enzymes hétérologues dans les chloroplastes d'Arabidopsis pour établir le cycle McG. Les résultats ont été impressionnants. Les plantes dotées du cycle McG établi ont grandi plus grandes - jusqu'à trois fois en poids sec - augmenté en nombre de feuilles et de graines, et montré un contenu lipidique plus élevé que leurs parents sauvages. Les triglycérides dans les plantes McG étaient jusqu'à 100 fois la quantité normale. Le contenu lipidique était si élevé que les plantes formaient des poches à l'intérieur de leurs cellules pour contenir les graisses supplémentaires. Il a été constaté que le cycle McG augmente l'efficacité en réduisant à la fois les pertes de CO2 par photorespiration et en améliorant la production d'acétyl-CoA. Au total, les taux d'assimilation du CO2 étaient approximativement doublés. Bien que les résultats soient prometteurs, les impacts de ces changements restent incertains. Les chercheurs notent que les effets du cycle McG dans cette expérience ne sont pas nécessairement transférables aux plantes cultivées, et que la surexpression de gènes hétérologues peut être réprimée au fil des générations. Il est également possible que l'augmentation de la capture de carbone ne soit que temporaire, car le carbone pourrait éventuellement être libéré dès que les plantes meurent. La stabilité à long terme et l'impact écologique de la modification McG sont également inconnus. Pourtant, avec plus de recherche et de tests, les résultats ici ont le potentiel d'augmenter les rendements des cultures et la production d'huile pour l'alimentation et les biocarburants, en plus de contribuer à la séquestration du carbone et à l'atténuation des changements climatiques grâce à une croissance végétale améliorée. Rédigé pour vous par notre auteure Krystal Kasal, édité par Gaby Clark, vérifié par Robert Egan - cet article est le résultat d'un travail humain soigneux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour maintenir en vie un journalisme scientifique indépendant. Si ces informations vous sont utiles, veuillez envisager un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un compte sans publicité en guise de remerciement. Plus d'informations : Kuan-Jen Lu et al, La fixation du CO2 en double cycle améliore la croissance et la synthèse lipidique chez Arabidopsis thaliana, Science (2025). DOI : 10.1126/science.adp3528 Informations sur le journal : Science © 2025 Science X Network