Afrique du Sud : Recherche qui sélectionne les bactéries associées aux racines de pommes de terre 15 comme candidats pour les communautés microbiennes synthétiques

Des chercheurs de l’Université du Free State en Afrique du Sud et de l’Université d’État de Caroline du Nord aux États-Unis étudient les bactéries associées aux racines de pommes de terre comme candidats pour les communautés microbiennes synthétiques, ou SynComs. Il s’agit de combinaisons délibérément assemblées de micro-organismes sélectionnés pour leurs caractéristiques complémentaires.

Présenté lors du Congrès mondial de la pomme de terre au Kenya, cette recherche combine le profilage des communautés bactériennes du sol et un dépistage en laboratoire pour guider la sélection des bactéries candidates. Le dépistage fonctionnel a sélectionné les isolats 15 pour une évaluation ultérieure. L’objectif à long terme est de développer des combinaisons microbiennes favorisant la croissance de la pomme de terre et aidant à supprimer les maladies fongiques transmises par le sol.

Pourquoi cela compte

Les maladies fongiques transmises par le sol menacent le rendement et la qualité des tubercules de pomme de terre. Les bactéries de la rhizosphère (le sol étroitement associé aux racines des plantes) peuvent offrir des caractéristiques utiles pour la promotion de la croissance végétale et le contrôle biologique.

La sélection de bactéries pour une performance optimale dans des essais individuels en laboratoire fournit des informations utiles, mais ne tient pas pleinement compte de leurs associations avec d’autres micro-organismes dans le sol ou de leur adéquation pour une utilisation conjointe. Cette étude vise à intégrer ces considérations dans la conception des SynCom en combinant trois sources de preuves : les associations écologiques identifiées par le profilage des communautés bactériennes du sol et l’analyse de réseau ; les caractéristiques fonctionnelles complémentaires parmi les isolats candidats ; et le dépistage de compatibilité par rayure croisée pour identifier les isolats qui n’inhibent pas détectablement l’un l’autre dans les conditions testées. Ensemble, ces critères guident la sélection des combinaisons bactériennes pour une évaluation ultérieure en serre.

Ce que les chercheurs ont étudié

Des échantillons de sol ont été prélevés dans la rhizosphère et le sol en vrac de différents sites de production de pommes de terre. En utilisant le métabarcoding de l’ARNr 16S, les chercheurs ont examiné la composition des communautés bactériennes et utilisé une analyse de réseau de co-occurrence pour identifier les motifs d’association parmi les taxons.

Parallèlement à ce travail, des isolats bactériens cultivés ont été dépistés pour des caractéristiques pertinentes pour une éventuelle promotion de la croissance végétale et un contrôle biologique. Le panel de dépistage comprenait la production de sidérophores, la production d’acide cyanhydrique, l’activité catalasique, l’activité protéolytique, la solubilisation du phosphate, la production de composés liés à l’indole évaluée par le test de Salkowski, et la production d’ammoniac.

Ces essais identifient des caractéristiques en laboratoire qui peuvent orienter la sélection des candidats ; ils ne démontrent pas, à eux seuls, une amélioration de la croissance végétale ou une suppression des maladies.

Ce que la étude a révélé

L’étude a montré que les communautés bactériennes autour des racines de pommes de terre différaient entre les fermes, mettant en lumière l’influence des sols locaux et des conditions de culture. Une analyse de réseau de co-occurrence a identifié des groupes bactériens 16 fréquemment retrouvés ensemble, offrant des aperçus sur l’écologie microbienne des sols, les interactions potentielles et les rôles écologiques de différents groupes bactériens. Ces résultats fournissent une base écologique pour sélectionner des bactéries destinées à des communautés microbiennes synthétiques (SynComs), en tenant compte non seulement de leurs traits bénéfiques individuels, mais aussi de leurs rôles et relations potentiels au sein de la communauté microbienne du sol plus large. Parmi les 26 isolats bactériens testés, 15 a montré quatre caractéristiques ou plus potentiellement bénéfiques. Celles-ci ont été présélectionnées comme candidats SynCom, avec une sélection ultérieure basée sur la complémentarité fonctionnelle, la pertinence écologique et la compatibilité.

Que se passe-t-il ensuite

L’étape suivante consiste à identifier les bactéries les plus prometteuses et à déterminer comment elles peuvent collaborer pour soutenir la santé de la pomme de terre. Les bactéries sélectionnées subiront des identifications et des évaluations de sécurité supplémentaires, tandis que leur compatibilité et leurs rôles écologiques guideront l’assemblage des SynComs. Des essais en serre testeront ensuite si ces combinaisons bactériennes peuvent améliorer la croissance de la pomme de terre et aider à protéger les plantes contre les maladies transmises par le sol. Ultimement, l’objectif est de développer des combinaisons microbiennes efficaces qui fonctionnent ensemble et contribuent à des pommes de terre et des sols plus sains.

Autrices et auteurs : Nduduzo Dlamini, Norman Muzhinji, Tesfay Weldeslassie (Département des Sciences Végétales, Université du Free State, Afrique du Sud) ; Tika Adhikari (Département d’Entomologie et de Pathologie Végétale, North Carolina State University, États-Unis). Publié avec le consentement de l’autrice principale Nduduzo Dlamini, qui a fourni le texte et les photographies.

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