Pour la première fois, des scientifiques modifient le microbiome des plantes pour protéger les cultures contre les maladies

Pour la première fois, des scientifiques modifient le microbiome des plantes pour protéger les cultures contre les maladies

Southampton University*

Crédit : Houxiang Kang

Pour la première fois, des scientifiques ont modifié le microbiome des plantes, augmentant ainsi la prévalence des « bonnes » bactéries qui protègent les plantes contre les maladies.

Les résultats publiés dans Nature Communications par des chercheurs de l'Université de Southampton, de Chine et d'Autriche pourraient réduire considérablement la nécessité d'utiliser des pesticides destructeurs pour l'environnement.

Le public est de plus en plus conscient de l'importance de notre microbiome, c'est-à-dire de la myriade de micro-organismes qui vivent à l'intérieur et autour de notre corps, et plus particulièrement dans nos intestins. Nos microbiomes intestinaux influencent notre métabolisme, notre probabilité de tomber malade, notre système immunitaire et même notre humeur.

Les plantes abritent elles aussi une grande variété de bactéries, de champignons, de virus et d'autres micro-organismes qui vivent dans leurs racines, leurs tiges et leurs feuilles. Au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont mené des recherches intensives sur les microbiomes végétaux afin de comprendre comment ils affectent la santé d'une plante et sa vulnérabilité aux maladies.

« Pour la première fois, nous avons pu modifier la composition du microbiome d'une plante de manière ciblée, en augmentant le nombre de bactéries bénéfiques qui peuvent protéger la plante contre d'autres bactéries nocives », explique le Dr Tomislav Cernava, coauteur de l'article et professeur associé en interactions plantes-microbes à l'Université de Southampton.

« Cette avancée pourrait réduire la dépendance à l'égard des pesticides, qui sont nocifs pour l'environnement. Nous y sommes parvenus dans des cultures de riz, mais le cadre que nous avons créé pourrait être appliqué à d'autres plantes et ouvrir d'autres possibilités d'amélioration de leur microbiome. Par exemple, les microbes qui augmentent l'apport de nutriments aux cultures pourraient réduire le besoin d'engrais de synthèse. »

L'équipe de recherche internationale a découvert qu'un gène spécifique du groupe de biosynthèse de la lignine de la plante de riz est impliqué dans la formation de son microbiome. La lignine est un polymère complexe présent dans les parois cellulaires des plantes – la biomasse de certaines espèces végétales est constituée de plus de 30 % de lignine.

Les chercheurs ont d'abord observé que la désactivation de ce gène entraînait une diminution de la population de certaines bactéries bénéfiques, ce qui confirme son importance dans la composition de la communauté microbiologique.

Les chercheurs ont ensuite procédé à l'inverse, en surexprimant le gène de manière à ce qu'il produise davantage d'un type spécifique de métabolite – une petite molécule produite par la plante hôte au cours de ses processus métaboliques. Cela a permis d'augmenter la proportion de bactéries bénéfiques dans le microbiome de la plante.

Lorsque ces plantes modifiées ont été exposées à Xanthomonas oryzae, un agent pathogène responsable du flétrissement bactérien dans les cultures de riz, elles ont été nettement plus résistantes que le riz de type sauvage.

Le flétrissement bactérien est courant en Asie et peut entraîner une diminution substantielle des rendements du riz. La lutte contre cette maladie passe généralement par le déploiement de pesticides polluants. La production d'une culture dotée d'un microbiome protecteur pourrait donc contribuer à renforcer la sécurité alimentaire et à préserver l'environnement.

L'équipe de recherche étudie à présent comment elle peut influencer la présence d'autres microbes bénéfiques afin d'obtenir divers avantages pour la santé des plantes.

Microbiome homeostasis on rice leaves is regulated by a precursor molecule of lignin biosynthesis (l'homéostasie du microbiome sur les feuilles de riz est régulée par une molécule précurseur de la biosynthèse de la lignine) est publié dans Nature Communications et est disponible en ligne.

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* Source : Scientists Engineer Plant Microbiome For The First Time To Protect Crops Against Disease | University of Southampton

Ma note : Je suis toujours surpris de voir des assertions comme : « ... les microbes qui augmentent l'apport de nutriments aux cultures pourraient réduire le besoin d'engrais de synthèse ». Sauf s'il s'agit de fixateurs d'azote, les microbes ne font que mobiliser les nutriments existants, lesquels doivent être réapprovisionnés en fonction des exportations.

Et « des pesticides destructeurs pour l'environnement »... les communicants ne font pas dans la sobriété !

Et, enfin, ce communiqué ne précise pas qu'on entreprendra des recherches pour vérifier que cette percée scientifique représente aussi une percée agronomique en conditions réelles – c'est-à-dire si les plantes transformées sont suffisamment protégées pour qu'on puisse se passer d'antibiotiques.