Des microbes du sol pourraient sauver les cultures des terres salines
Des chercheurs, dont une équipe de l’Université d’East Anglia (UEA) dirigée par la chercheuse chinoise Dr. Yanfen Zheng, ont découvert que des bactéries naturellement présentes dans le sol peuvent améliorer de manière significative la capacité des plantes à survivre dans des conditions salines. Cette étude a également mis en lumière un moyen jusqu’alors inconnu par lequel ces microbes protègent des cultures telles que le maïs, la tomate et le colza du stress salin. Cette découverte pourrait permettre aux agriculteurs de cultiver des aliments sur des terres devenues trop salées pour l’agriculture conventionnelle.
La salinité des sols menace l’agriculture mondiale
L’accumulation de sel dans les terres agricoles devient un problème de plus en plus sérieux en raison du changement climatique, des pratiques d’irrigation et de la montée du niveau de la mer. La salinité du sol entrave la croissance des plantes, endommage les racines et peut réduire considérablement les rendements des récoltes. Selon le Professeur Jonathan Todd, de l’École des sciences biologiques de l’UEA, « la montée de la salinité dans les terres agricoles est un problème majeur et croissant, entraînant des risques pour la sécurité alimentaire mondiale. »
Les chercheurs ont observé que les plantes semblent recruter des bactéries bénéfiques dans des conditions de sol salin, déclenchant des changements internes qui renforcent leur structure physique et leur résilience. Si cette dynamique peut être exploitée, cela pourrait marquer le début d’une nouvelle ère pour l’agriculture résiliente au climat.
Microbes racinaires attirés par les plantes stressées par le sel
Pour mieux comprendre ces partenariats entre plantes et microbes, l’équipe a examiné les microbiomes racinaires de plusieurs espèces cultivées dans différents types de sol. Ils ont découvert que des bactéries naturellement présentes, appelées pseudomonades, se regroupaient systématiquement autour des racines des plantes exposées au stress salin. Ce modèle a été observé à travers plusieurs cultures, ce qui suggère une réponse biologique répandue plutôt qu’une spécificité à une seule plante.
Des analyses génétiques ont révélé que ces bactéries possèdent des gènes spécialisés leur permettant de tolérer des niveaux élevés de sel, y compris des systèmes de transport du sodium et d’autres mécanismes de résistance au stress.
Racines plus fortes et rendements accrus
L’équipe a ensuite introduit des souches de pseudomonades sélectionnées dans des plants de soja. Dans des études en serre et des essais sur le terrain, les bactéries ont réussi à coloniser les racines et à améliorer considérablement la croissance des plantes dans des conditions salines. Les résultats ont montré que les plantes traitées avec ces microbes avaient des systèmes racinaires plus robustes et des rendements supérieurs par rapport aux plantes non traitées.
Les chercheurs ont été surpris de constater que les bactéries n’aidaient pas les plantes en réduisant les niveaux de sel dans leurs tissus. Au lieu de cela, elles stimulaient la production d’une substance appelée lignine, qui renforce les tissus végétaux et les aide à résister au stress environnemental.
Lignine : un renfort naturel pour les plantes
La lignine, un matériau robuste et ligneux, constitue une partie des parois cellulaires des plantes. Les chercheurs ont identifié les gènes clés responsables de l’augmentation de la production de lignine. Lorsque ces gènes sont xprimés, les plantes montrent une amélioration significative dans des sols salins. À l’inverse, les plantes incapables de produire de la lignine ne bénéficient pas des effets protecteurs des bactéries.
Les chercheurs espèrent que cette découverte ouvrira de nouvelles possibilités pour l’agriculture. En exploitant des microbes naturellement présents comme les pseudomonades, des traitements biologiques pourraient être développés pour aider les cultures à croître dans des sols salins sans recourir à des intrants chimiques lourds. Avec de vastes zones de terres agricoles déjà affectées par la salinité, les solutions microbiennes pourraient devenir un outil essentiel pour maintenir les rendements des cultures et garantir la sécurité alimentaire.
Les résultats de cette recherche ont été publiés dans le journal Science Advances dans l’article intitulé « Pseudomonads associated to salt-stressed plants facilitate stress adaption of soybean through enhanced lignin biosynthesis. »
Source : Science Advances
