Impacts de la sécheresse sur la photosynthèse dans les principales cultures alimentaires et les mécanismes associés de réponses des plantes à la sécheresse

Le stress hydrique est l'une des menaces les plus critiques pour la productivité des cultures et la sécurité alimentaire mondiale. Cette revue aborde les multiples effets de la sécheresse sur le processus de photosynthèse dans les principales cultures alimentaires. Affectant à la fois les réactions dépendantes et indépendantes de la lumière, la sécheresse entraîne des dommages sévères aux photosystèmes et bloque la chaîne de transport des électrons. Les plantes sont confrontées à une pénurie de CO2 provoquée par la fermeture stomatique, ce qui déclenche la photorespiration ; cela réduit non seulement l'efficacité de la fixation du carbone, mais entraîne également une baisse de la production photosynthétique globale. Le stress oxydatif induit par la sécheresse génère des espèces réactives de l'oxygène (ERO) qui endommagent les structures cellulaires, y compris les chloroplastes, altérant davantage la productivité photosynthétique. Les plantes ont évolué une variété de stratégies d'adaptation pour atténuer ces effets. Les mécanismes de désactivation non photochimique (NPQ) aident à dissiper l'excès d'énergie lumineuse sous forme de chaleur, protégeant l'appareil photosynthétique dans des conditions de sécheresse. Des voies alternatives d'électrons, telles que la transmission d'électrons cyclique et la respiration des chloroplastes, maintiennent l'équilibre énergétique et empêchent la sur-réduction de la chaîne de transport des électrons. Les hormones, en particulier l'acide abscissique (ABA), l'éthylène et les cytokinines, modulent la conductance stomatique, la teneur en chlorophylle et l'ajustement osmotique, augmentant davantage la tolérance à la sécheresse. Des ajustements structurels, tels que le réarrangement des feuilles et l'architecture racinaire altérée, renforcent également la tolérance. Comprendre ces interactions complexes et ces stratégies d'adaptation est essentiel pour développer des variétés de cultures résistantes à la sécheresse et garantir la durabilité agricole.