Des souches bactériennes modifiées par l'édition génomique pourraient fertiliser les cultures et réduire la pollution des cours d'eau

«Des souches bactériennes modifiées pourraient fertiliser les cultures et réduire la pollution des cours d'eau», source ASM News.

Des chercheurs de l'Université de l'État de Washington ont conçu des souches de la bactérie du sol omniprésente et fixatrice d'azote Azotobacter vinelandii pour produire de l'ammoniac et l'excréter à des concentrations élevées, en le transférant dans des plantes cultivées au lieu d'engrais chimiques conventionnels.

«Nous avons présenté des preuves concluantes que l'ammoniac libéré est transféré aux plants de riz», a dit Florence Mus de l'Institut de chimie biologique de l'Université de l'État de Washington. «Notre approche unique vise à fournir de nouvelles solutions au défi de remplacer les engrais industriels par des bactéries sur mesure.»

En d'autres termes, cette approche pourrait réduire une source majeure de pollution environnementale. L’étude est publiée dans Applied and Environmental Microbiology, une revue de l'American Society for Microbiology.

Les chercheurs ont utilisé des techniques d'édition génomique pour concevoir A. vinlandii afin de produire de l'ammoniac à un niveau constant, quelles que soient les conditions environnementales entourant la bactérie, et de l'excréter à des concentrations suffisamment élevées pour fertiliser efficacement les cultures.

L'utilisation de techniques d'édition génomique au lieu d'insérer des transgènes dans le génome de A. vinlandii a permis d'éviter les exigences réglementaires qui auraient rendu le processus de développement plus lent, plus difficile et plus coûteux.

La motivation scientifique de la recherche était un intérêt à mieux comprendre la fixation de l'azote, c'est-à-dire les processus chimiques par lesquels l'azote atmosphérique est assimilé en composés organiques dans le cadre du cycle de l'azote. «Notre travail aide à fournir une compréhension plus complète et fondamentale des facteurs qui sous-tendent l'expression des gènes dans un micro-organisme modèle fixateur d'azote et définit la biochimie qui entraîne l'excrétion d'ammoniac chez A. vinelandii», a dit Mus.

La motivation pratique de la recherche était de réduire les principaux problèmes de pollution de l'eau qui surviennent lorsque l'excès d'engrais azoté est emporté dans les cours d'eau. Cela provoque des proliférations d'algues qui appauvrissent l'oxygène et tuent les poissons et autres formes de vie aquatique, créant des «zones mortes» dans les lacs, les rivières et les étendues océaniques. La zone morte dans le nord du golfe du Mexique couvre près de 6 400 milles carrés.

À cette fin, les chercheurs conçoivent des bactéries pour produire de l'ammoniac à un rythme régulier. Mais ils s'attendent à pouvoir concevoir différents groupes de A. vinlandii pour produire de l'ammoniac à des taux différents pour répondre aux besoins des différentes espèces de plantes cultivées. Cela permettrait à tout l'ammoniac produit d'être utilisé par les plantes, plutôt que d'être emporté dans les cours d'eau.

«L'adoption généralisée réussie de ces biofertilisants pour l'agriculture réduirait la pollution, fournirait des moyens durables de gérer le cycle de l'azote dans le sol, réduirait les coûts de production et augmenterait les marges bénéficiaires des agriculteurs et améliorerait la production alimentaire durable en améliorant la fertilité des sols», a dit Mus.

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