Chez les plantes, des conditions environnementales fluctuantes déclenchent diverses réponses à de nombreux niveaux, incluant l’expression des gènes, la régulation et le métabolisme des protéines. La conséquence quantitative de ces réponses est le résultat de l’activité de réseaux complexes multigéniques. Ainsi, les réponses des plantes à l’environnement sont considérées comme des traits multigéniques résultant de la variabilité  et de la sélection au cours de l’évolution. De plus, il est important de comprendre comment la variabilité génétique au sein d’une espèce et entre espèces contribue à la créer de la robustesse dans les réponses aux stress environnementaux. Parmi ces réponses, la plasticité phénotypique joue un rôle essentiel. Cette plasticité couvre tous les changements développementaux et morphogénétiques qui modifient la croissance, la forme ou le nombre de certains organes (ex. feuilles, racines, graines) en réponse à des signaux environnementaux. Il est intéressant de noter que les réponses des plantes à des stress de diverses origines, biotiques (ex. pathogènes, insectes ravageurs ou microbes bénéfiques) ou abiotiques (ex. sècheresse, sel, température et lumière), partagent de nombreux points communs, dans les mécanismes de perception et de signalisation. De plus, il est établi que le statut nutritionnel d’une plante peut avoir un effet considérable sur sa sensibilité aux attaques pathogènes (pour le fer et l’azote par exemple). Quand elle est soumise à des stress simultanés, la plante développe d’autres réponses émergentes, différentes de celles obtenues dans un modèle simplifié dans lequel seule une variable est fluctuante. Le développement de projets intégrés sur le thème « stress biotiques et abiotiques, convergences et divergences » présente donc un intérêt capital. La disponibilité en modèles validés de réseaux de régulation permettra une ingénierie végétale rationnelle, via la sélection génétique ou des techniques de biologie de synthèse, pour produire des plantes cultivées capables de produire des rendements plus durables dans un environnement fluctuant.

Exemple de questions scientifiques importantes dans ce domaine

• Tolérance à des stress abiotiques (ex. sécheresse, sel, température)
• Résistance à des stress biotiques (ex. pathogènes bactériens, viraux ou fongiques)
• Croissance avec un apport réduit en nutriments (engrais azotés réduits) et interactions avec les symbiontes