Depuis longtemps, les organismes photo-autotrophes (plantes, cyanobactéries, etc.) intéressent les chercheurs car ils sont les points d'entrée du carbone dans le cycle de la vie, via le CO2 atmosphérique, et le principal puits de carbone dans le monde vivant.
Or, dans un organisme, certaines cellules sont plus « enfouies » que d'autres et ne reçoivent qu'une fraction (non absorbée) de la lumière solaire incidente en surface. De plus, les cellules d'un même tissu peuvent réagir de manière différente en fonction de leur stade de développement ou de leur physiologie propre.
C'est pourquoi des chercheurs de l'Irig ont élaboré une approche innovante utilisant un microscope confocal, afin d'étudier la photo-physiologie à l'échelle unicellulaire et subcellulaire.
- Ils ont pu examiner la spécialisation des activités photosynthétiques au sein de tissus en développement de plantes non vasculaires. Par exemple, chez la mousse Physcomitrium patens, les capacités photosynthétiques à l'échelle du chloroplaste sont similaires dans les différents tissus végétatifs, les différences observables au niveau macroscopique n'étant dues qu'aux variations de densité de chloroplastes.
- Ils ont pu identifier une sous-population de cellules phytoplanctoniques impliquées dans une photosymbiose marine. Juste après l'installation de la symbiose, les algues symbiotiques sont inactives photosynthétiquement, dans un état de quiescence. Après un temps d'adaptation, elles atteignent une efficacité photosynthétique meilleure que les algues libres.
- Ils ont pu étudier les réponses de photo-protection à l'intérieur des différents tissus composant une feuille de plante en fonction de la pénétration de la lumière.
Cette méthode peut être adaptée à différents types d'échantillons, pour étudier l'acclimatation photosynthétique des plantes et des micro-algues, et en particulier, pour la capture du CO2.
Ces travaux ont été réalisés dans le cadre de l'ERC Chloro-mito et du projet européen GAIN4CROPS.