Anticiper le spectacle poétique des cerisiers en fleurs au Japon en prédisant l’éveil des bourgeons

SakuraCe mot japonais qui signifie « cerisier en fleurs » est synonyme de printemps dans l’archipel japonais. Chaque année, les cerisiers commencent à fleurir dans la région sud de Kyushu, puis s’étendent jusqu’à la région nord de Hokkaido.

L’explosion éphémère de fleurs blanches et roses qui attire les habitants et les touristes est due à la variété la plus abondante de cerisier, Somei Yoshinodont les arbres clonés fleurissent effectivement simultanément sur chaque site, précise un communiqué de l’Université de Kyushu.

Prévisions de floraison pour la Somei Yoshino Les fleurs sont ainsi étudiées plusieurs mois avant la date fatidique, les visiteurs planifiant leurs déplacements en fonction de cette date et les locaux organisant des fêtes et célébrations pour marquer l’occasion. Cependant, en raison du changement climatique, la période de floraison se décale et devient plus difficile à prévoir.

Besoin de températures fraîches en hiver

Des chercheurs de l’Université de Kyushu et de l’Institut japonais de recherche sur la foresterie et les produits forestiers ont donc développé un modèle basé sur l’activité des gènes pour prédire le moment où les bourgeons des arbres s’ouvriront. Somei Yoshino Les plantes sortiront de leur « dormance », c’est-à-dire de la période où leur croissance s’arrête. Leurs résultats ont été publiés le 19 septembre dans la revue Plants, People, Planet.

Avant la floraison des cerisiers, les bourgeons doivent passer par deux phases de dormance, appelées « endodormancie » et « écodormancie ». Une période de températures suffisamment fraîches pendant l’hiver est nécessaire pour rompre l’endodormancie, tandis que la sortie de l’écodormancie nécessite un printemps chaud.

« Ce besoin de refroidissement et de réchauffement signifie que les périodes de floraison peuvent être très imprévisibles. »explique Atsuko Miyawaki-Kuwakado, chercheuse à la Faculté des sciences de l’Université de Kyushu et première auteure de l’étude (communiqué de presse).

Selon les températures en automne, en hiver et au printemps, la floraison peut être précoce, retardée ou complètement interrompue.

Lorsque l’écodormance se brise, les bourgeons commencent rapidement à pousser et à s’ouvrir. Cependant, il est plus difficile de savoir quand le stade de pré-endodormance s’est brisé, car les bourgeons ne présentent aucun changement notable. Les auteurs de l’étude émettent toutefois l’hypothèse que l’étude du fonctionnement interne du bourgeon pourrait apporter un éclairage sur ce moment clé.

5 modèles d’activité génétique

Chaque mois, les chercheurs ont prélevé des échantillons de feuilles et de bourgeons de cerisiers Yoshino à trois endroits différents (Fukuoka au sud, Tsukuba au centre et Hokkaido au nord) pour obtenir un aperçu des gènes les plus actifs. Ils ont découvert que les bourgeons suivaient généralement cinq cycles d’activité tout au long de l’année, étroitement liés à la température.

L’équipe de recherche s’est ensuite concentrée sur l’activité, ou les niveaux d’expression, d’un sous-ensemble de gènes appelés « DAM », qui sont associés à la dormance des bourgeons. Parmi six gènes, les chercheurs ont découvert que l’activité DAM4 jouait un rôle clé dans le maintien de la dormance.

En utilisant un modèle basé sur l’activité de ce gène DAM4, les chercheurs ont conclu que les cerisiers avaient besoin d’environ 61 jours avec des températures inférieures à 10,1°C pour que la phase de dormance soit rompue.

Changement climatique : un retard de 2,3 jours par décennie

En utilisant les données de température historiques de l’Agence météorologique japonaise, l’équipe a ensuite estimé qu’entre 1990 et 2020, le réveil de l’endodormancie avait été retardé de 2,3 jours par décennie.

À l’avenir, les prévisionnistes pourraient utiliser l’estimation du réveil de la dormance pour améliorer leurs prévisions sur la période de floraison des bourgeons de cerisiers Yoshino. Les chercheurs prévoient également d’affiner leur modèle pour prédire l’impact du changement climatique sur la floraison.

« Sans un nombre suffisant de jours frais pendant l’hiver, l’endodormance ne peut pas être interrompue et les bourgeons de Yoshino ne peuvent pas fleurir »souligne Atsuko Miyawaki-Kuwakado. « Il est donc important de prévoir l’impact du réchauffement climatique, notamment dans la région sud du Japon, afin de tenter de développer des stratégies pour l’atténuer. »