Biodiversité 3 min
Plongée au cœur de l’invisible : comment les microbes interagissent avec leur environnement
Les plantes cohabitent avec une multitude de microbes, certains bénéfiques, d'autres pathogènes. Des chercheurs d'INRAE et de l'Institut de Physique de Nice ont utilisé des dispositifs microfluidiques ainsi que des techniques d’imagerie performantes afin d’étudier ces interactions microbiennes dans un environnement contrôlé. Leur étude, publiée dans Computational and Structural Biotechnology Journal, révèle des comportements inédits chez certains microbes, et met à disposition de nouveaux paramètres d’évaluation d’agents de biocontrôle pour des applications pratiques permettant de protéger les cultures de manière durable et respectueuse de l’environnement.
Publié le 06 septembre 2024
Les plantes vivent entourées de microbes. Ils réagissent et s’adaptent en permanence à leur environnement. Certains d'entre eux, les agents pathogènes, peuvent provoquer des maladies, tandis que d'autres sont bénéfiques et aident les plantes à se défendre. Comprendre comment ces microbes interagissent entre eux et avec les plantes est essentiel pour développer de nouvelles méthodes de protection des cultures plus efficaces et respectueuses de l'environnement.
En utilisant des dispositifs microfluidiques (qui permettent de travailler sur des liquides à une très petite échelle), et des techniques d’imagerie automatisée, des chercheurs INRAE de l’Institut Sophia Agrobiotech et leurs collègues de l’Institut de Physique de Nice ont étudié le comportement de plusieurs espèces microbiennes dans un environnement contrôlé qui imite les conditions naturelles.
Les chercheurs ont ainsi observé trois espèces différentes dotées ou non d’organelles qui permettent la mobilité et la perception de l’environnement : Phytophthora parasitica, une espèce d’oomycète pathogène de plantes ; Vorticella microstoma, un protozoaire qui se nourrit de bactéries ; et Enterobacter aerogenes, une bactérie. Les trois espèces ont été mélangées pour constituer une suspension microbienne mixte et placées dans le système d’expérimentation. En les exposant à une source de potassium, un élément clé dans le sol, et aux conditions s’approchant de celles de la rhizosphère, ils ont pu analyser comment ces microbes se déplacent, interagissent et réagissent dans cet environnement.
L’étude publiée dans la revue scientifique Computational and Structural Biotechnology journal a permis de différencier la distribution et la motilité de chacune des 3 espèces microbiennes, ainsi que leurs comportements fascinants comme celui de V. microstoma qui utilise ses cils pour attirer les bactéries dans un courant, créant ainsi des interactions dynamiques et complexes.
Cette nouvelle approche ouvre la voie à une meilleure compréhension des écosystèmes microbiens. En étudiant comment les microbes se comportent et interagissent dans différents environnements, cette méthode pourrait être utilisée afin d’évaluer l'efficacité d’agents de biocontrôle en s’assurant qu’ils peuvent se positionner efficacement à proximité des agents pathogènes pour mieux les contrôler.
Référence :
Lupatelli CA, Attard A, Kuhn ML, Cohen C, Thomen P, Noblin X, Galiana E. Automated high-content image-based characterization of microorganism behavioral diversity and distribution. Comput Struct Biotechnol J. 2023 Nov 2;21:5640-5649. doi: 10.1016/j.csbj.2023.10.055. PMID: 38047236; PMCID: PMC10692603.