Identifier les microbes capables de stimuler la croissance des plantes dans les sols salins
Les rhizobactéries favorisant la croissance des plantes (RFCP) sont des micro-organismes bénéfiques qui vivent dans le sol adjacent aux racines des plantes, ainsi qu’à la surface des racines et à l’intérieur des tissus racinaires. Il est de plus en plus reconnu que ces organismes peuvent contribuer à apporter aux plantes les éléments dont elles ont besoin pour croître, comme le font les engrais minéraux. «Par exemple, les RFCP peuvent fixer l’azote de l’air et décomposer les protéines», explique Agnieszka Kalwasińska, coordinatrice du projet NitroFixSal (N fixing bacteria from extreme environments as a remedy for nitrogen deficiency in saline soils), de l’université Nicolas-Copernic, en Pologne. «Ce processus fournit une source d’ammonium au sol.» Les RFCP produisent également des phytohormones qui stimulent le développement des plantes ainsi que des enzymes capables de décomposer les parois cellulaires des champignons, protégeant ainsi les plantes des agents pathogènes.
Réduire l’utilisation des engrais minéraux et des pesticides
Cette situation offre une excellente occasion de réduire l’utilisation des engrais minéraux et des pesticides en exploitant le potentiel de ces bactéries naturelles. Pour connaître le succès à l’échelle commerciale, les scientifiques doivent toutefois parvenir à identifier et à isoler des espèces de bactéries affichant des taux de survie suffisants et utiliser des quantités adaptées au type de sol et à l’espèce végétale. Cette démarche pourrait revêtir une grande importance pour des raisons économiques et environnementales. Le prix des engrais chimiques, notamment du nitrate d’ammonium, du phosphore et du potassium, est monté en flèche sous l’effet de la hausse des coûts du gaz naturel. De son côté, l’UE est obligée de restreindre l’utilisation de ces engrais afin d’atteindre ses objectifs en matière d’écologie. «Dans le cadre du projet NitroFixSal, nous avons choisi des bactéries aux propriétés RFCP provenant d’environnements salins extrêmes», explique Sweta Binod Kumar, une biotechnologiste également associée au projet. «Les micro-organismes naturellement adaptés à des conditions de salinité élevée sont effectivement plus efficaces à l’heure de favoriser la croissance des plantes soumises à un stress salin et de contribuer à accroître la biomasse végétale et renforcer la protection contre les agents pathogènes.» Les souches RFCP extraites par l’équipe du projet ont fait l’objet d’études poussées afin de caractériser leurs propriétés RFCP. Ces souches ont été appliquées comme biostimulants afin d’améliorer la germination du blé dans des conditions de laboratoire. L’étape suivante a pris la forme d’une étude de terrain, dans le cadre de laquelle les souches sélectionnées ont été appliquées à un sol non stérile», ajoute Agnieszka Kalwasińska. «Enfin, les interactions entre les bactéries et les plants de blé ont été examinées à l’aide de méthodes moléculaires avancées. Cette démarche nous a permis de mieux comprendre les mécanismes de leur action.»
Identification des candidats potentiels d’engrais biologiques
Le projet NitroFixSal a démontré avec succès que les environnements salins sont une source précieuse de bactéries fixatrices d’azote dont le potentiel en termes de stimulation de la croissance des plantes est pluriel. Plusieurs nouvelles souches ont été caractérisées. Deux souches bactériennes ont fait montre d’une très grande capacité à atténuer le stress salin chez les céréales. L’une d’entre elles a depuis lors été intégrée à la Polish Collection of Microorganisms. Deux brevets visant l’isolat, ainsi que ses effets de stimulation de la croissance chez le blé, sont prêts à être soumis à l’Office polonais des brevets. «Ces RFCP isolées sont désormais des candidates potentielles pour les engrais biologiques», fait remarquer Agnieszka Kalwasińska. «Celles-ci pourraient, à terme, s’avérer particulièrement intéressantes pour les agriculteurs qui essuient des pertes de rendement de leurs cultures imputables aux conditions de forte salinité de leurs sols.» Les données générées par le projet permettront également aux chercheurs de mieux comprendre les interactions plante-RFCP au niveau moléculaire. Les chercheurs espèrent découvrir des activités de croissance des plantes moins connues, qui pourraient déboucher sur le développement de nouvelles formulations de biostimulants et d’outils permettant de concevoir de nouvelles stratégies de sélection. «Notre projet cherche tout particulièrement à contribuer à l’agriculture durable», déclare Agnieszka Kalwasińska.
Mots‑clés
NitroFixSal, bactéries, rhizobactéries, azote, salinité, sols, engrais, enzymes, RFCP
