Le langage secret du sol | Farmtario
Des chercheurs de l’Université de Toronto ont déchiffré le code de communication entre les plantes et les champignons et ont publié leurs résultats dans la revue Cellule moléculaire.
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En utilisant de la levure de boulanger, les chercheurs ont découvert que la strigolactone, une hormone végétale, active les gènes fongiques et les protéines associées au métabolisme du phosphate, un système essentiel à la croissance.
« À mesure que nous commencerons à comprendre comment les plantes et les champignons communiquent, nous comprendrons mieux les complexités de l’écosystème du sol, conduisant à des cultures plus saines et améliorant notre approche de la biodiversité », a déclaré Shelley Lumba, auteur principal et professeur adjoint au département de cellules et biologie des systèmes à l’Université de Toronto.
Dans le sol, les racines des plantes interagissent avec les champignons dans un « langage » moléculaire silencieux pour diriger leur structure. Lorsque les plantes libèrent des strigolactones, elles signalent aux champignons de s’attacher à leurs racines, fournissant des phosphates – les plantes combustibles ont besoin de pousser et constituent un composant majeur de la plupart des engrais – en échange de carbone.
Pour l’étude, Lumba et ses collègues chercheurs ont étudié pourquoi et comment les champignons réagissent aux strigolactones. Quatre-vingt pour cent des plantes dépendent de cette relation symbiotique, et l’amélioration de cette interaction avec des champignons bénéfiques pourrait produire des cultures plus résistantes, réduire l’utilisation d’engrais et minimiser le ruissellement de phosphate dans les cours d’eau.
Dans d’autres cas, des champignons pathogènes peuvent exploiter des signaux chimiques pour infecter les cultures, anéantissant parfois des récoltes entières. Comprendre ce langage chimique pourrait aider à bloquer ces agents pathogènes.
En raison de la complexité de l’écosystème du sol, les scientifiques n’ont pas pu identifier jusqu’à présent les produits chimiques spécifiques qui favorisent les champignons bénéfiques, ni les effets de ces signaux. Lumba et son équipe ont déchiffré le code avec de la levure de boulanger, un champignon plus silencieux domestiqué par les humains depuis des millénaires.
Les chercheurs ont traité la levure avec des strigolactones et ont observé quels gènes étaient activés et désactivés en réponse. Ils ont découvert que ce signal chimique augmentait l’expression de gènes appelés « PHO » liés au métabolisme du phosphate. Une analyse plus approfondie a montré que les strigolactones fonctionnent via Pho84, une protéine à la surface de la levure qui surveille les niveaux de phosphate, activant une cascade d’autres protéines dans la voie du phosphate.
Les chercheurs ont déterminé que les plantes libèrent des strigolactones lorsqu’elles sont privées de phosphate, signalant à la levure de modifier son absorption de phosphate.
Ils ont découvert que le signal de réponse au phosphate est vrai non seulement pour les champignons domestiqués comme la levure de boulanger, mais également pour les champignons sauvages, en particulier la brûlure nuisible du blé, fusarium graminearum, et le champignon symbiotique bénéfique serendipita indica.
Les scientifiques peuvent utiliser cette méthode simple pour identifier systématiquement les petites molécules d’origine végétale qui communiquent avec les champignons. Améliorer l’interaction avec les champignons bénéfiques pourrait conduire à des progrès dans l’agriculture et atténuer la pollution et l’insécurité alimentaire.
