Une avancée vers une agriculture durable
Kasper Røjkjær Andersen et Simona Radutoiu, professeurs en biologie moléculaire à l’université d’Aarhus, ont récemment annoncé des découvertes prometteuses dans le domaine de la fertilisation. Leur étude ouvre des perspectives pour réduire notre dépendance aux engrais synthétiques, contribuant ainsi à un modèle de production alimentaire plus respectueux de l’environnement et moins énergivore.
La symbiose naturelle des plantes
La majorité des cultures agricoles dépendent des engrais pour obtenir le soufre, crucial à leur développement. Toutefois, certaines plantes comme les pois, la trèfle et les haricots possèdent une capacité unique. Elles vivent en relation symbiotique avec des bactéries, permettant la conversion de l’azote de l’air en une forme assimilable par la plante. Les chercheurs s’inspirent de ce mécanisme naturel pour tenter de transférer ces propriétés à des cultures essentielles telles que le blé, le orge et le maïs.
Vers une autosuffisance en azote
Si l’on parvient à introduire cette capacité dans des cultures majeures, celles-ci pourraient devenir autonomes en ce qui concerne l’azote. Cela pourrait diminuer considérablement le besoin d’engrais artificiels, qui sont responsables d’environ 2 % de la consommation totale d’énergie mondiale et émettent d’importantes quantités de CO₂.
Modification moléculaire pour activer la symbiose
Les chercheurs de l’université d’Aarhus ont identifié des modifications précises dans des récepteurs des plantes. Ces modifications sont essentielles pour déterminer si le système immunitaire de la plante doit rester inactif suffisamment longtemps pour permettre la formation d’un partenariat avec les bactéries fixatrices d’azote. Certains récepteurs sont influencés par des signaux chimiques envoyés par les microorganismes présents dans le sol.
La détermination de la symbiose
Une des découvertes clés a été l’identification d’une petite région dans le récepteur, désignée comme Déterminant de Symbiose 1. En modifiant seulement deux acides aminés de cette région, les scientifiques ont réussi à transformer un récepteur habituellement lié à la défense immunitaire en un élément qui favorise la symbiose avec les bactéries.
Étendre cette avancée aux cultures majeures
Les expériences en laboratoire ont déjà prouvé que cette méthode fonctionne avec le Lotus japonicus, puis a été appliquée à l’orge avec succès. Les implications d’un tel développement pourraient transformer la culture de céréales comme le blé, le maïs ou le riz, en les rendant capables de fixer l’azote de manière autonome.
La chercheuse Simona Radutoiu souligne la nécessité d’explorer davantage d’options pour étendre cette capacité à d’autres cultures. Actuellement, très peu de plantes peuvent établir des relations symbiotiques et si cette connaissance est appliquée à des cultures courantes, elle pourrait réduire de manière significative l’utilisation d’engrais.
FAQ
Quel est l’impact des engrais synthétiques sur l’environnement ?
Les engrais synthétiques génèrent des émissions significatives de gaz à effet de serre et peuvent contaminer les eaux souterraines, altérant les écosystèmes locaux.
Quelles sont les principales cultures étudiées pour cette technologie ?
Les chercheurs se concentrent principalement sur le blé, l’orge et le maïs, des cultures de base qui pourraient bénéficier de la capacité de fixation de l’azote.
Comment la symbiose influence-t-elle la croissance des plantes ?
La symbiose permet aux plantes d’accéder à des nutriments essentiels, notamment l’azote, ce qui stimule leur croissance et augmente leur rendement.
Quels autres travaux sont en cours dans ce domaine ?
De nombreuses équipes de chercheurs à travers le monde examinent également d’autres mécanismes susceptibles de permettre aux cultures d’optimiser leur nutrition sans dépendre des engrais chimiques.
Quelles pourraient être les prochaines étapes de cette recherche ?
Les scientifiques espèrent identifier d’autres déterminants génétiques et tester ces modifications sur d’autres espèces de cultures pour une application pratique à grande échelle.
