Une étude, dont les résultats intitulés «A Potassium-Dependent Oxygen Sensing Pathway Regulates Plant Root Hydraulics» ont été publiés dans la revue Cell, a permis de découvrir un mécanisme permettant à la plante d'ajuster son statut hydrique et sa croissance en fonction des conditions d'inondation des sols.

 Alors qu'on «savait déjà les racines des plantes capables de percevoir séparément de nombreuses propriétés du sol (disponibilité en eau, en nutriments et en oxygène), sans comprendre comment elles intègrent les variations simultanées de ces différents signaux pour y réagir de manière adaptée», l'étude ici présentée décrit «comment les racines perçoivent de manière conjointe la teneur en potassium et en oxygène du sol afin de moduler leur capacité à absorber l'eau».

Notons tout d'abord que «la croissance et la survie des plantes reposent largement sur leurs racines, dont les ramifications dans le sol permettent d'y prélever l'eau et les nutriments nécessaires». Comme ces activités souterraines requièrent de l'énergie, ce processus impose «une respiration intense des racines, qui utilisent l'oxygène présent dans les cavités du sol».

Cependant, en cas d'inondation, «l'oxygène, qui diffuse mal dans l'eau, vient à manquer, générant un stress sévère pour les racines et la plante» dont la conséquence est la réduction de la perméabilité à l'eau des racines de nombreuses plantes. Ainsi, paradoxalement, «les plantes poussant dans un sol inondé voient parfois leur teneur en eau réduite, et leurs feuilles flétrir».

 
Pour sa part, l'étude ici présentée a identifié , grâce à l'emploi de différentes lignées de la plante modèle Arabidopsis thaliana, «un gène qui contrôle la perméabilité à l'eau des racines, sous l'influence conjointe des teneurs en oxygène et en potassium du sol». Ce gène, nommé HCR1, «réduit l'entrée d'eau dans les racines quand l'oxygène fait défaut» à condition que le sol soit «aussi riche en potassium, un sel minéral indispensable à la croissance des plantes».

Ce mécanisme est favorable «à une meilleure récupération une fois l'inondation passée», car «le gène HCR1 déclenche toute une série de réactions métaboliques de 'survie' qui contribuent à la résilience de la plante»: ainsi, «lorsqu'elle retrouve un sol oxygéné, la plante réhydrate ses feuilles et croît davantage que si elle avait été précédemment privée de potassium».

L'identification par cette étude «d'un mécanisme reliant disponibilité en oxygène, teneur en minéraux et perméabilité à l'eau des racines» ouvre désormais «des perspectives importantes en agronomie» car on peut envisager «une optimisation de la tolérance des plantes cultivées aux inondations».