L'objectif de l’étude parue récemment dans la revue Environmental Chemistry était de décrire les mécanismes à l'origine d'une augmentation de l'absorption du zinc (Zn) par les racines du blé due à la présence de citrate et d'histidine.
Les différents mécanismes hypothétiques d'absorption du Zn en présence de ligands métalliques ont été formalisés dans des modèles numériques. Les absorptions simulées de Zn et de ligands (citrate ou histidine) ont été comparées à celles mesurées dans trois expériences hydroponiques avec deux cultivars de blé panifiable.
Le flux apoplasmique induit par la transpiration et la dissociation des complexes résultant d'une diffusion limitée du Zn2+ ne peuvent expliquer la forte augmentation de l'absorption de Zn par les racines de blé en présence de citrate ou d'histidine. Le flux induit par la transpiration est également insuffisant pour expliquer la forte absorption d'histidine, alors qu'il s'avère être une explication adéquate pour la faible absorption de citrate.
Les auteurs déduisent des modèles que les racines de blé absorbent probablement l'histidine et le complexe Zn-histidine non dissocié par le biais de transporteurs membranaires, selon un gradient de potentiel chimique généré par la conversion d'énergie de la plante. L'histidine et le Zn-histidine pourraient utiliser des systèmes de transport différents, ou un système commun avec une affinité plus faible pour le complexe.
Fait original, les complexes Zn-citrate ne semblent pas être absorbés directement, mais se dissocient rapidement après la formation d'un complexe ternaire Zn-citrate avec un ligand biotique au niveau de la membrane cellulaire racinaire. L'ion métallique libéré est internalisé et le ligand recyclé dans la solution rhizosphérique. Selon les paramètres de Michaelis-Menten de la cinétique d'absorption racinaire, l'affinité des systèmes de transport a été classée dans l'ordre suivant : histidine > Zn2+ > Zn-histidine > Zn-citrate.
Ces résultats encouragent la recherche visant à identifier les transporteurs d'histidine et des complexes de Zn avec l'histidine et le citrate. Rappelons que la carence en zinc touche un tiers de la population mondiale, principalement en raison d'une teneur insuffisante en zinc dans les cultures, et en particulier dans les céréales. Ces résultats peuvent aider à la mise au point de variétés de blé et de pratiques culturales augmentant la teneur en zinc dans les récoltes.
Contact : Thibault Sterckeman, Ingénieur de recherche, UMR LSE
Référence :
Citrate and histidine increase root zinc uptake by different mechanisms in wheat. Sterckeman et al, Environmental chemistry 23 (2026), EN25092.doi:10.1071/EN25092
Partenaires :
Laboratoire Énergies & Mécanique Théorique et Appliquée (LEMTA)
Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux (LIEC)
