Une bourse ERC Synergy pour comprendre les communautés phytopathogènes : une piste pour l’agriculture personnalisée

Allier observation, expérimentation et modélisation. Ce sont les maîtres mots de l’équipe de recherche ECOGEN du Laboratoire des interactions plantes – microorganismes (LIPM, INRAE/CNRS ) formée en 2013. Cette équipe vient de décrocher une bourse ERC Synergy³ pour mener à bien un projet sur le pathobiote végétal : le projet PATHOCOM. Ce projet international, à l’interface entre écologie, génétique quantitative et biologie moléculaire⁴, permettra de mieux comprendre les interactions entre les pathogènes des plantes. En effet, il est connu depuis des décennies chez les animaux et les humains, et plus récemment chez les plantes, qu’il existe des phénomènes de co-infection, résultant potentiellement d’une coopération entre plusieurs pathogènes pour infecter l’hôte. Un des principaux objectifs est de quantifier les différents types d'interactions entre les pathogènes, en particulier la coopération et la compétition, dans des communautés microbiennes complexes. Un objectif supplémentaire est de comprendre comment l’environnement (climat, sol…), les communautés végétales et la génétique de l’hôte et du microbiote modifient ces interactions. Pour répondre à ces objectifs, le projet se focalisera sur les phytopathogènes bactériens d’une plante modèle de laboratoire⁵, l’arabette, qui est aussi une espèce sauvage commune dans nos campagnes. 

Une synergie autour de trois axes

Pour mener à bien leur projet sur six ans, les chercheurs travailleront sur trois axes de recherche complémentaires. Le premier axe vise à caractériser de manière fine le pathobiote de plusieurs dizaines de populations naturelles d’arabettes en France, en Allemagne et aux Etats-Unis. En complément, ils caractériseront aussi les environnements (climat, sol…), les microbiotes et les communautés végétales dans lesquels vivent ces populations. Le deuxième axe consiste à quantifier au sein de la plante différents types d‘interaction entre des centaines de souches de la triade star des phytopathogènes⁶ chez l’arabette. Pour cela, ils analyseront entre autres, de manière individuelle, plus de 750 000 plantes au laboratoire en moins de 9 mois ! Finalement, en s’appuyant sur toutes ces données, des modèles mathématiques seront développés dans le troisième axe. Ils permettront de prédire la diversité et la composition des communautés pathogènes. Ces prédictions seront comparées aux observations du premier axe.

Au-delà d’une meilleure connaissance de la dynamique des maladies au sein des communautés végétales naturelles, un des objectifs à plus long terme de ce projet mené sur des interactions entre une plante sauvage et ses bactéries pathogènes principales est de développer des agrosystèmes innovants permettant une agriculture personnalisée. Les résultats issus du projet PATHOCOM pourraient permettre d’accompagner les agriculteurs en les aidant à choisir la variété à semer en fonction des caractéristiques de leurs champs (environnement microbien, et principalement pathogène).