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| Vue rapprochée de cellules à l'intérieur d'une racine de sorgho, capturée par microscopie confocale. Crédit Devin Coleman-Derr |
Le stress dû à la sécheresse a été un obstacle majeur au succès des cultures, et cet obstacle ne disparaîtra pas de sitôt. Heureusement, un duo dynamique comme Batman et Robin, certains microbes associés aux racines et aux plantes qu'ils habitent, sont là pour aider.
Les plantes et les animaux ont un lien étroit avec les microbes, comme les bactéries qui y vivent. Les microbes, les créatures qu'ils habitent et l'environnement qu'ils créent jouent tous un rôle essentiel dans la vie sur Terre.
«Nous savons que les microbiomes, qui sont les communautés de micro-organismes dans un environnement donné, sont très importants pour la santé des plantes», a déclaré Devin Coleman-Derr.
Coleman-Derr, scientifique à l'Université de Californie Berkeley, étudie l'impact de la sécheresse sur le microbiome du sorgho. Il a récemment présenté ses recherches lors de la réunion annuelle virtuelle 2020 de l'ASA-CSSA-SSSA.
Les résultats montrent que certaines bactéries vivant dans les racines du sorgho, une culture couramment cultivée pour l'alimentation animale, travaillent avec la plante pour réduire le stress dû à la sécheresse. Cette association unique mène au succès global de l'usine.
«Les plantes ont des hormones qui aident les plantes à décider comment dépenser leur énergie», explique Coleman-Derr. "Les microbes peuvent manipuler le système et modifier le processus décisionnel de la plante.»
Certaines bactéries et champignons sont destinés à habiter certaines plantes. Et les bactéries veulent que les racines qu'elles habitent soient leurs maisons de rêve. Si une bactérie s'associe à une plante pour l'aider à se développer par temps sec, elle se construit essentiellement une meilleure maison.
Pratiquement tous les aspects de la vie de la plante sont liés aux microbes présents. Lorsqu'une plante a soif, elle peut envoyer tout le microbiome en action.
La sécheresse provoque des changements dramatiques dans la façon dont les bactéries et les partenaires végétaux interagissent. Des bactéries supplémentaires peuvent être recrutées pour aider la plante à survivre au temps sec. Ces microbes peuvent influencer les hormones de la plante pour favoriser la croissance des racines, ce qui aidera la plante à atteindre plus d'eau.
«Nous voulons savoir si nous pouvons contrôler cela» a déclaré Coleman-Derr. «Est-il possible de manipuler le microbiome présent pour aider le sorgho à faire face au stress de la sécheresse?»
La résistance des cultures au stress environnemental est une préoccupation croissante pour les chercheurs et les agriculteurs, en particulier avec les changements climatiques mondiaux. Les nouveaux résultats de recherche sont importants pour développer des cultures capables de maintenir la productivité, même dans des conditions plus difficiles.
«Nous reconnaissons que le microbiome est dynamique et évolue avec le temps», a déclaré Coleman-Derr. «Alors que le jury est toujours sur la question de savoir si nous pouvons contrôler les microbiomes du sorgho, plusieurs laboratoires ont montré que certaines bactéries présentes pendant le stress de sécheresse conduisent à des résultats positifs pour les plantes.»
Comprendre les microbiomes végétaux est une grande partie des facteurs déterminants de la productivité des cultures. Heureusement, les plantes sont d'excellents modèles pour étudier les microbiomes.
La prochaine étape de cette quête consiste à déterminer si les microbiomes peuvent être manipulés et utilisés comme solution à la sécheresse dans les systèmes de production végétale.
«En déterminant si nous pouvons modifier le microbiome, nous pouvons travailler à la réalisation de notre objectif de créer des cultures plus productives avec moins d'intrants», a déclaré Coleman-Derr.
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