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Regulation and Metabolic Engineering of Saponins for use as bio-pesticides.

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Étude du rôle des saponines dans la protection des plantes

Les plantes produisent un étonnant éventail de composés chimiques pour dissuader les insectes herbivores de les attaquer. Mais, malgré leur potentiel en matière de lutte contre les nuisibles, ces composés demeurent largement méconnus et leurs possibles avantages ne sont pas encore exploités.

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Alimentation et Ressources naturelles

Les insectes nuisibles et les agents pathogènes infligent d’importants dégâts aux cultures vivrières, ce qui se traduit par un recours accru aux pesticides dont les effets sont potentiellement nocifs pour l’environnement et les agriculteurs. Il y a donc un besoin impérieux de mettre au point des moyens nouveaux et durables de réduire ces pertes et de garantir la sécurité alimentaire. Les composés dérivés des plantes, comme les saponines, constituent une solution de substitution plus durable et plus respectueuse de l’environnement que les pesticides de synthèse. Cela dit, afin d’exploiter pleinement leur potentiel, il nous faut comprendre le mécanisme du déclenchement et du contrôle de la production de saponines chez les plantes. Le projet REMES, entrepris avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie, a mené des recherches sur les bases génétiques et moléculaires de la biosynthèse et de la régulation des saponines triterpénoïdes. «Le projet REMES a pris comme système modèle la plante résistante aux insectes Barbarea vulgaris pour gagner une meilleure compréhension de ce mécanisme et développer des saponines qui présentent des structures chimiques adaptées à des besoins bien précis et qui ciblent les nuisibles de manière spécifique», déclare Søren Bak, coordinateur du projet.

Une meilleure solution pour la lutte contre les nuisibles

Barbarea vulgaris, cette herbe qui porte les noms vernaculaires de barbarée vulgaire ou d’herbe de Sainte-Barbe (entre autres), accumule naturellement des niveaux élevés de saponines. Ainsi, REMES a mis en place un protocole de culture et de transformation des tissus pour B. vulgaris ainsi que des expériences de culture et d’alimentation qui faisaient intervenir la Teigne des crucifères, Plutella xylostella, un insecte nuisible que l’on retrouve communément sur les feuilles des cultures crucifères. «Ces expériences nous ont permis d’étudier les mécanismes de production et d’accumulation de saponines par les plantes ainsi que l’effet d’une seule petite modification de la structure chimique d’une saponine sur son rôle biologique», explique Søren Bak. Le fonctionnement des saponines semble être différent de celui des pesticides chimiques traditionnels. Les saponines pourraient dès lors être utilisées contre les nuisibles qui résistent aux pesticides traditionnels. De plus, elles ne sont pas aussi toxiques pour l’environnement que les pesticides chimiques de synthèse. «Le recours à une méthode de lutte contre les nuisibles plus diversifiée réduit les risques d’engendrer une résistance chez les insectes nuisibles et les agents pathogènes», souligne Pablo Cárdenas, chercheur principal du projet. «Par conséquent, on peut s’attendre à une diminution générale de la quantité de pesticides utilisée dans l’agriculture.»

Des solutions personnalisées

Selon Søren Bak, il existe une kyrielle de composés végétaux dont le rôle chez les plantes nous est absolument inconnu ou presque. «Au moins en ce qui concerne les saponines, il semble que leur diversité soit le résultat d’un nombre limité de gènes codant pour les enzymes du substrat et de promiscuité. Nombre de ces composés contribuent probablement aux mécanismes d’attraction d’organismes utiles ou de défense des plantes contre les herbivores et pourraient trouver un usage dans la biotechnologie.» Les connaissances acquises dans le cadre de REMES pourront servir de plateforme modèle au développement futur de biopesticides. «La mise en place d’un protocole de culture et de transformation des tissus pour B. vulgaris nous permettra de créer une production personnalisée de métabolites spécialisés chez les plantes et de proposer une approche plus diversifiée de la lutte contre les insectes nuisibles et les agents pathogènes. L’utilisation de biopesticides est susceptible d’apporter des avantages à la fois aux agriculteurs, aux consommateurs et à notre environnement. De plus, elle contribuera à faire de l’UE un leader mondial dans le développement et l’utilisation de biopesticides durables pour l’agriculture», conclut Pablo Cárdenas.

Mots‑clés

REMES, saponine, pesticide, Barbarea vulgaris, lutte contre les nuisibles, Plutella xylostella

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28 Septembre 2022