Des chercheurs de l'Université de l'Illinois Urbana-Champaign ont développé un nouveau système appelé Stomata In-Sight qui permet aux scientifiques d'observer les mouvements des stomates des plantes tout en mesurant l'échange de gaz dans des conditions contrôlées. Cette avancée, publiée dans Plant Physiology, pourrait mener à des cultures utilisant l'eau plus efficacement et résistant mieux à la sécheresse. L'outil combine imagerie avancée et contrôles environnementaux pour fournir des insights en temps réel sur la physiologie végétale.
Les plantes absorbent le dioxyde de carbone par de minuscules pores foliaires appelés stomates pour la photosynthèse, mais ce processus entraîne aussi une perte d'eau. Équilibrer cet arbitrage est crucial pour l'agriculture, surtout face aux défis croissants de sécheresse. Jusqu'à récemment, les scientifiques peinaient à surveiller le comportement des stomates et l'échange de gaz simultanément chez des plantes vivantes. Le nouveau système Stomata In-Sight comble cette lacune. Développé par une équipe du Département de biologie végétale et de l'Institute for Genomic Biology de l'Université de l'Illinois Urbana-Champaign, il intègre trois technologies clés. La microscopie confocale en direct fournit des images nettes en trois dimensions des stomates sans endommager les tissus. Des instruments sensibles mesurent précisément l'absorption de dioxyde de carbone et la libération de vapeur d'eau. Une chambre spécialisée contrôle la lumière, la température, l'humidité et les niveaux de dioxyde de carbone pour imiter les conditions réelles. Comme l'a noté un chercheur : « Traditionnellement, nous devions choisir entre voir les stomates ou mesurer leur fonction. » Les méthodes antérieures, comme les empreintes foliaires, ne capturaient que des instantanés statiques, tandis que les microscopes standards manquaient de contrôle environnemental. Les stomates réagissent rapidement aux changements de leur environnement, rendant l'observation dynamique essentielle. Cette innovation permet d'étudier directement comment les stomates s'ouvrent et se ferment en réponse à des signaux environnementaux, révélant des liens entre la densité stomatique et l'efficacité d'utilisation de l'eau. De tels insights pourraient guider la sélection de cultures produisant plus d'aliments, de biocarburants et de bioproduits avec moins d'eau, en abordant la rareté de l'eau comme principale limite à l'agriculture. L'étude, intitulée « Stomata In-Sight : Integrating Live Confocal Microscopy with Leaf Gas Exchange and Environmental Control », est parue dans Plant Physiology en 2025 (volume 199, numéro 4). Elle a été soutenue par le Center for Advanced Bioenergy and Bioproducts Innovation du Département de l'Énergie des États-Unis, la National Science Foundation et un don philanthropique. L'équipe comprend Joseph D. Crawford, Dustin Mayfield-Jones, Glenn A. Fried, Nicolas Hernandez et Andrew D.B. Leakey.
