6533b85cfe1ef96bd12bd109

RESEARCH PRODUCT

Compréhension et valorisation des interactions entre plantes et microorganismes telluriques : un enjeu majeur en agroécologie

subject

description

National audience; La libération d’une part significative des produits de photosynthèse de la plante sous forme de rhizodépôts constitue une source majeure de composés organiques pour la microflore hétérotrophe du sol qui est principalement en état de stase du fait de la forte compétition nutritionnelle régnant au niveau du sol. Parmi l’immense biodiversité tellurique, la plante sélectionne des populations particulières bien adaptées à l’environnement rhizosphérique et qui diffèrent selon le génotype de la plante. Cette sélection repose sur l’aptitude des populations microbiennes à tirer au mieux profit des composés organiques libérés, mais également sur une signalisation moléculaire à l’origine de phénomènes de reconnaissance spécifique. Le maintien de la libération des rhizodépôts au cours de l’évolution végétale et sa généralité au sein du règne végétal suggèrent que le coût énergétique correspondant est compensé par des bénéfices pour la plante (ex : champignons mycorhizogènes et bactéries fixatrices d’azote). Le phénomène de déclin du piétin échaudage du blé a ainsi été attribué à la sélection par les racines infectées par l’agent pathogène de populations bactériennes productrices d’antibiotiques, ces relations multitrophiques ont probablement contribué au maintien de cette plante. D’une façon générale, il semble que le maintien des espèces végétales en situations peu anthropisées ait reposé sur des processus de coévolution plantes-microorganismes impliquant des bénéfices réciproques. Ces processus sont pour certains d’entre eux très anciens (respectivement 50 et 400 millions d’années pour les symbioses bactériennes fixatrices d’azote et pour les symbioses endomycorhiziennes). Cependant, notre compréhension de ces processus coévolutifs demeure limitée du fait de notre connaissance très partielle de la biodiversité des sols. Les développements techniques relatifs à l’extraction de l’ADN des sols, à l’analyse de son polymorphisme et plus récemment au séquençage haut-débit permettent maintenant d’analyser la diversité génétique des communautés microbiennes. Notre connaissance fragmentaire des processus coévolutifs est également liée à l’insuffisante prise en compte du partenaire végétal lors des études d’écologie de la rhizosphère. L’association de compétences en écologie microbienne, génétique et écophysiologie végétale doit permettre d’identifier des traits génétiques végétaux contribuant à la sélection de populations telluriques favorables, afin d’obtenir à terme des génotypes végétaux valorisant mieux les ressources biotiques et abiotiques et donc nécessitant moins d’intrants. Cette approche s’intègre dans les recherches en agroécologie qui visent à proposer des systèmes de culture innovants tirant profit des interactions entre communautés. Spécialiste de l’écologie microbienne des sols, Philippe Lemanceau est directeur de recherche à l’INRA. Il a une expertise reconnue au niveau international dans les domaines de la biodiversité des sols et des interactions plantes-microorganismes dans la rhizosphère. Les recherches correspondantes sont appliquées à l’agroécologie avec pour objectifs de développer des systèmes de cultures qui préservent et valorisent la biodiversité et les interactions biotiques. Il dirige d’ailleurs l'UMR AgroSup/INRA/Université de Bourgogne ‘Agroécologie' à Dijon. Il a récemment coordonné le programme européen FP7 EcoFINDERS sur la biodiversité et le fonctionnement biologique des sols européens. Il est membre correspondant de l’Académie d’Agriculture de France.