Microbiote, un monde de microorganismes

Les microorganismes constituent les organismes les plus abondants, les plus divers et les plus essentiels au fonctionnement biologiques des individus comme des écosystèmes. Ces microorganismes vivent principalement sous forme de communautés complexes nommées microbiotes, entretenant avec leur hôte une relation à bénéfices mutuels ou symbiose pour atteindre un état d’équilibre. 

Depuis notre naissance, nous vivons en symbiose avec notre microbiote intestinal : un monde qui représente, à lui tout seul, près de 50 000 milliards de bactéries soit environ 1 kg par individu ! 

La relation que nous avons avec notre microbiote intestinal est essentielle pour nous garder en bonne santé. Par exemple, ces microorganismes :

• se nourrissent de nutriments que nous ne pouvons pas assimiler ;
• nous protègent contre les microorganismes de l’environnement ;
• stimulent en permanence nos défenses naturelles immunitaires ;
• interagissent avec nos cellules et tissus humains, au niveau local avec la paroi intestinale mais aussi à distance avec le foie ou même le cerveau, en produisant notamment des petites molécules. 

A vous de jouer ! 

Oui, à l’instar des hommes et des animaux, les plantes ont elles aussi plusieurs microbiotes ! Ces communautés de microorganismes sont spécifiques aux différents environnements internes et externes de la plante : racine, tige/tronc, feuille, fleur et graine. Ces organismes en interaction constitue le microbiome végétal.

Des microbiotes végétaux de mieux en mieux connus

C’est le bactériologiste allemand Lorenz Hiltner qui a démontré, dès 1904, la capacité de certaines plantes à interagir avec des bactéries du sol par leurs racines (rhizosphère). L’avènement des nouvelles technologies de séquençage dit « à haut débit », dans les années 2000, capables de décrypter exhaustivement les génomes présents dans un habitat, permet désormais aux scientifiques de mieux comprendre la structure et le fonctionnement des interactions plantes – microbiotes, et de considérer la plante comme un écosystème à part entière, on parle d'holobionte. 

Lien interne

Un holobionte qu'est-ce-que c'est ? Et pourquoi INRAE s'y intéresse-t-il ?

Humains, animaux, plantes, nous sommes tous des holobiontes. Le concept d’holobionte nourrit des travaux scientifiques de plus en plus nombreux allant de l'étude des écosystèmes environnementaux, animaux ou végétaux, jusqu'à celle de l’immunité, de la nutrition et de la santé humaine.

Les travaux INRAE s’intéressent à de nombreux microbiotes de plantes ou de l’environnement. Notamment de par leurs fonctions, ces communautés de microorganismes jouent un rôle dans la santé et la performance des cultures. Les mécanismes sont encore en cours de caractérisation. Ces connaissances pourront être à la source d’innovations par exemple dans le domaine de la protection des plantes en complément des produits phytosanitaire, on parle de biocontrôle.

Microbiote et santé des plantes

Le projet DEEP IMPACT, piloté par Christophe Mougel (INRAE), vise par exemple, à identifier et valider des consortia de microorganismes favorables à la santé des plantes ou à la performance des cultures. Ce sont de potentiels leviers pour des stratégies de biocontrôle à construire.  Au Danemark, l’université d’Aarhus, tente de comprendre la résistance de l'orge à la sécheresse et son microbiome raciane, un projet menée au sein de l’alliance européenne de recherche vers une agriculture sans pesticides qui a vu le jour à l’initiative d’INRAE et de ses homologues allemands ZALF et JKI.

Ce qu’on sait sur les fonctions du microbiote des plantes, sans encore comprendre comment ça marche 

• Sur certains sols, les plantes, même sensibles, résistent aux maladies.
  La présence de certaines populations microbiennes au niveau des racines entraîne une compétition avec d’autres organismes pathogènes, rendant ainsi le sol plus résistant aux maladies, on parle de suppressivité des sols.
• Les pratiques culturales (labour, rotation, culture associée, ajout d’engrais organiques) peuvent favoriser la présence de certains microorganismes bénéfiques ou pathogènes pour les plantes.

La diversification des cultures est associée à une augmentation de la diversité des microbiotes du sol et à une intensification des interactions pouvant réduire le développement  de certaines maladies.

L'info en plus !
On retrouve aussi des microbiotes spécifiques aux sols dit microbiotes telluriques. On estime ainsi qu’une poignée de sol contient 100 milliards de bactéries et 500 km de filaments de champignon. 

Microbiote des sols La biodiversité des sols comme capital

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Les sols abritent une biodiversité importante et riche, indispensable à leur fonctionnement et à la fourniture de services écosystémiques. Des cultures microbiennes à la métagénomique, les modes d’exploration ont changé, de même que les questionnements de recherche.