Une étude de Rutgers révèle que les bactéries symbiotiques qui colonisent les cellules racinaires peuvent être gérées pour produire des cultures plus résistantes qui nécessitent moins d'engrais.
L'étude est publiée dans la revue Microorganisms.
Les bactéries stimulent la croissance des poils racinaires ou poils absorbants dans toutes les plantes qui forment des poils racinaires, par conséquent des chercheurs ont examiné les interactions chimiques entre les bactéries à l'intérieur des cellules racinaires et la cellule racinaire.
Ils ont découvert que les bactéries sont transportées dans les graines et absorbées par les sols, puis introduites dans les cellules racinaires où les bactéries produisent de l'éthylène, une hormone de croissance végétale qui fait pousser les cellules racinaires des poils racinaires. Lorsque les poils racinaires croissent, ils éjectent une partie des bactéries dans le sol, puis les bactéries restantes dans les poils racinaires se répliquent et déclenchent une poussée de croissance toutes les 15 minutes jusqu'à ce que les poils soient complètement développés.
L'éthylène est également une hormone de stress qui amène les plantes à s'adapter et à devenir plus résistantes aux stress oxydatifs, notamment la chaleur, le sel du sol, les métaux lourds et les stress potentiellement causés par le changement climatique.
Les chercheurs ont découvert que l'éthylène incite les cellules racinaires à sécréter du superoxyde sur les bactéries des cellules des racines, ce qui amène les bactéries à produire de l'oxyde nitrique ou monoxyde d’azote qui détoxifie le superoxyde. Le monoxyde d’azote se combine avec le superoxyde pour former du nitrate qui est absorbé par les cellules racinaires. Dans ce processus, les bactéries présentes dans les cellules racinaires font pousser les poils racinaires et fournissent aux cellules racinaires de l'azote et d'autres nutriments.
«Cela est important car cela montre que le microbiome des plantes est important pour le développement des cellules végétales, en particulier le développement des cellules racinaires et l'approvisionnement en nutriments», a dit le co-auteur de l'étude James White, professeur au département de biologie végétale de la School of Environmental and Sciences biologiques à l'Université Rutgers-Nouveau-Brunswick.
«L'utilisation de bactéries dans les plantes peut nous permettre de cultiver des cultures mieux développées et résistantes au stress qui nécessitent moins d'engrais, et réduira ainsi les dommages environnementaux dus aux applications excessives d'engrais avec le ruissellement qui en résulte. De plus, avec les bonnes bactéries dans les plantes cultivées, nous pouvons produire des cultures résistantes aux stress oxydatifs dus aux perturbations climatiques, nous pouvons ainsi produire des cultures plus résistantes et plus résilientes.»
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