Vacciner le microbiote des plantes, une idée qui ne manque pas de piquant

Durant ces trois prochaines années, les groupes de la Prof. Weisskopf et du Dr Falquet du Département de biologie de l’Université de Fribourg travailleront main dans la main sur un projet très innovant, financé à hauteur de 410’000.- par la Fondation Gebert Rüf. La finalité du projet est de remplacer les fongicides chimiques par des bactéries sélectionnées naturellement par les plantes elles-mêmes, pour combattre les pathogènes qui les attaquent.

Le mildiou de la pomme de terre est une maladie causée par Phytophthora infestans, un agent pathogène dévastateur qui se développe principalement par temps chaud et humide. Répandue dans le monde entier, cette maladie est le principal ennemi des cultures de pommes de terre et s’attaque également aux tomates. Elle peut survivre dans le sol d’une année à l’autre ou être introduite par des plants contaminés, et il est alors très difficile de s’en débarrasser. En effet, lorsque la maladie est déclarée, la maîtrise du mildiou nécessite des traitements chimiques répétés et coûteux, alors qu’une lutte inadaptée peut se traduire par des dégâts économiques importants pouvant aller jusqu’à la perte complète de la production.

Lutte biologique vs pesticides pour protéger notre écosystème
Grâce à des techniques de lutte biologique, fondées sur les mécanismes qui régissent les interactions entre espèces dans le milieu naturel, la tendance actuelle dans la recherche est de déceler les micro-organismes antagonistes qui lutteront contre les agents pathogènes. Ces micro-organismes, en l’occurrence des bactéries naturellement associées aux plantes que l’on veut protéger, sont habituellement sélectionnés de manière dirigée. Laure Weisskopf, Professeure au Département de Biologie, explique: ’La plupart du temps, nous sélectionnons nous-mêmes les bactéries à utiliser sur la base de leur efficacité testée en laboratoire’. Mais cela va peut-être changer dans le futur. Les plantes seraient capables d’adapter elles-mêmes leur microbiote en cas d’attaque d’un pathogène. Laure Weisskopf continue: ’On a découvert que la plante est naturellement capable d’attirer spécifiquement certaines bactéries protectrices par ses racines pour se défendre contre les maladies. C’est assez nouveau, et cela n’a été démontré jusqu’ici que sur une plante modèle de laboratoire’. C’est par ce postulat original - la plante sait mieux ce qu’il lui faut que nous - que le projet de recherche de cette microbiologiste et de son collègue bioinformaticien démarre.

Le séquençage haut-débit, une technologie de pointe au service de la science
Pour stimuler cette sélection naturelle de bactéries bénéfiques par la plante, les chercheurs vont exposer les plants de pomme de terre au mildiou à petites doses. Ils vont ensuite extraire l’ADN de l’ensemble du microbiote bactérien des plantes ainsi vaccinées et l’analyser en le comparant à celui des plantes contrôles, non vaccinées. C’est là que le Dr Falquet, lui aussi chercheur au Département de Biologie et chef de groupe de l’Institut Suisse de Bioinformatique, entre en jeu. Grâce à son expertise de bioinformaticien en nouvelles technologies de séquençage à haut débit, cette analyse de l’impact de la maladie sur la composition du microbiote de la plante pourra se faire rapidement et à moindre coût. Et cela est précieux lorsqu’on sait que ces nouvelles solutions de lutte biologique n’arrivent pas aussi rapidement sur le marché que ne disparaissent les produits chimiques. Le but est ensuite d’extraire et d’isoler les bactéries ainsi identifiées comme sélectionnées par la plante et de tester leur effet protecteur en les inoculant sur de nouvelles générations de pommes de terre. Ce test pourra être réalisé en serre mais également sur de petites parcelles au champ, grâce à un troisième partenaire du projet, le Dr Dupuis de l’Agroscope de Changins.

La Fondation Gebert Rüf promeut l’innovation dans l’intérêt de l’économie et de la société suisses. Son but est de financer des projets scientifiques orientés vers l’application et les résultats, et menés dans les hautes écoles suisses.