De la mélatonine pour rallonger la durée de conservation des plantes

Sont appelés légumes-feuilles les légumes dont la partie consommée correspond aux feuilles de la plante. Une fois récoltés, les légumes-feuilles sont souvent réfrigérés afin de ralentir leur détérioration et la perte qui s’ensuit. Une perte qui représente près de 30 % du total de perte alimentaire, soit de quoi nourrir plus d’un milliard de personnes ! Mais la réfrigération n’est pas parfaite et requiert de l’énergie et des infrastructures inaccessibles dans certaines régions du monde. Qu’à cela ne tienne, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de la Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART) ont pensé à une solution : la mélatonine. En plus de nous aider à nous endormir, cette hormone présente naturellement chez de nombreuses plantes les aide à réguler leur croissance et leur vieillissement. Et pour l’injecter aux légumes-feuilles, les chercheurs ont même pensé aux aiguilles ! L’ensemble de leur invention est présenté dans le journal Nano Letters du 21 mai 2025.

Des choux de Chine à la durée de conservation étendue

L’équipe de recherche a d’abord mis au point de petits patchs de micro-aiguilles faites de fibroïnes de soie (des protéines) longues de 700 micromètres. Celles-ci peuvent traverser la peau dure et cireuse des plantes sans déclencher de stress en réponse, et ainsi délivrer des quantités précises de mélatonine au sein des tissus internes. Pour leurs tests, les scientifiques se sont penchés sur le cas du chou de Chine (Brassica rapa sous-espèce chinensis), qui est récolté en le coupant de son système racinaire. Reste alors sa base, d’où partent les faisceaux vasculaires distribuant eau et nutriments à l’ensemble de la plante. Pour vérifier la faisabilité de leur projet, les scientifiques ont injecté à l’aide des micro-aiguilles un colorant fluorescent afin de suivre son trajet dans les feuilles du légume. Une fois cette étape validée, ils ont comparé la durée de conservation des choux de Chine habituels avec des cas aspergés de mélatonine ou plongés dedans. Résultat : aucune différence notable. Ils pouvaient donc passer à l’application des patchs…

Les choux se sont vus appliquer des patchs à la main au niveau de leur base, avant d’être stockés dans des boîtes en plastique. L’équipe de recherche a ensuite surveillé l’évolution de leur masse, de leur apparence visuelle et de leur concentration en chlorophylle. Dans une pièce à température ambiante (25°C), les légumes sont restés comestibles 4 jours de plus que les versions non traitées (soit 8 jours). Sous réfrigération (4°C), la durée de conservation a été augmentée de 5 à 10 jours (soit plus de 25 jours). Pour expliquer ce résultat, l’équipe a réalisé une analyse transcriptomique (sur l’ensemble des ARN issus de la transcription du génome), qui a montré le rôle de régulateur de la sénescence de la mélatonine en modulant la synthèse de l’auxine (une phytohormone de croissance), du système antioxydant et de la dégradation de la chlorophylle. De plus, la dose administrée par les patchs ne semblait pas altérer la concentration naturelle de mélatonine dans les plantes récoltées. Dans le futur, le travail à la main pourrait être fait directement par des tracteurs, des drones autonomes, voire d’autres équipements de ferme.