Des scientifiques ont modifié le microbiome des plantes pour la première fois, renforçant ainsi la prévalence du « bon » bactéries qui protègent la plante des maladies.

Rizières en terrasses – photo d’illustration. Crédit image : Pixabay (licence Free Pixabay)

Les résultats Publié dans Communications naturelles par des chercheurs de l’Université de Southampton, en Chine et en Autriche, pourrait réduire considérablement le besoin de pesticides destructeurs pour l’environnement.

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

Les plantes hébergent également une grande variété de bactéries, champignons, virus et autres micro-organismes qui vivent dans leurs racines, tiges et feuilles. Au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont mené des recherches intensives sur les microbiotes végétaux pour comprendre comment ils affectent la santé des plantes et leur vulnérabilité aux maladies.

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

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

L’équipe de recherche internationale a découvert qu’un gène spécifique présent dans le groupe de biosynthèse de la lignine du plant 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.

Premièrement, les chercheurs ont observé que lorsque ce gène était désactivé, il y avait une diminution de la population de certaines bactéries bénéfiques, confirmant ainsi son importance dans la composition de la communauté du microbiome.

Les chercheurs ont ensuite fait le contraire, en surexprimant le gène afin 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 augmenté la proportion de bactéries bénéfiques dans le microbiome végétal.

Lorsque ces usines artificielles ont été exposées à Xanthomonas oryzae – un agent pathogène qui provoque la brûlure bactérienne des cultures de riz, ils y étaient nettement plus résistants que le riz sauvage.

La brûlure bactérienne est courante en Asie et peut entraîner une perte substantielle des rendements du riz. Elle est généralement contrôlée par l’utilisation de pesticides polluants. Ainsi, produire une culture dotée d’un microbiome protecteur pourrait contribuer à renforcer la sécurité alimentaire et à protéger l’environnement.

L’équipe de recherche explore actuellement comment influencer la présence d’autres microbes bénéfiques pour débloquer divers avantages pour la santé des plantes.

L’homéostasie du microbiome sur les feuilles de riz est régulée par une molécule précurseur de la biosynthèse de la lignine est publié dans Communications naturelles et est disponible en ligne.

Source: Université de Southampton