Synergistic effect of Pseudomonas fluorescens and arbuscular mycorrhizal fungi on root-knot nematode, Meloidogyne incognita and enzyme activity in eggplant under nursery and permanent pot conditions

Dans le monde caché sous le sol, une lutte constante se joue entre les plantes et des envahisseurs microscopiques. Parmi ces envahisseurs les plus gênants figurent les nématodes à galles, de minuscules créatures ressemblant à des vers qui s'enfoncent dans les racines des plantes, formant des renflements qui perturbent la capacité de la plante à boire l'eau et à absorber les nutriments. Lorsque ces parasites attaquent des cultures comme l'aubergine, ils peuvent dévaster des récoltes entières. Depuis des décennies, les agriculteurs luttent contre eux en utilisant des poisons chimiques, mais ces substances nuisent souvent à l'environnement et à la santé humaine. Cela a poussé les scientifiques à chercher une solution plus douce et plus durable : utiliser les propres défenseurs de la nature. Deux de ces défenseurs sont un type spécifique de bactérie bénéfique et un groupe de champignons utiles. Les bactéries vivent dans le sol et peuvent produire des substances qui repoussent ou tuent les organismes nocifs, tandis que les champignons nouent un partenariat avec les racines des plantes, les aidant à absorber les nutriments et, dans certains cas, rendant la plante plus résistante aux attaques. La question que les chercheurs se posent depuis longtemps est de savoir si ces deux alliés travaillent mieux ensemble que seuls, et si l'introduction de ces derniers tôt dans la vie d'une plante offre une meilleure protection que de les ajouter plus tard.

Une équipe de scientifiques en Égypte s'est lancée dans le test de cette idée en utilisant des semis d'aubergines. Ils ont travaillé à l'intérieur d'une serre contrôlée, une structure qui protège les plantes des intempéries extérieures tout en permettant la lumière naturelle et l'air. Les chercheurs se sont concentrés sur une souche spécifique de la bactérie Pseudomonas fluorescens et un type de champignon bénéfique connu sous le nom de champignons mycorhiziens arbusculaires. Leur objectif était de voir comment ces microbes affectaient la croissance des semis d'aubergine et leur capacité à résister au nématode à galles. L'expérience a été divisée en deux phases distinctes pour imiter l'agriculture réelle. D'abord, les semis ont été cultivés dans de petits plateaux de pépinière où ils ont reçu des traitements avec les bactéries, les champignons, ou une combinaison des deux. Après un mois, ces jeunes plantes ont été transférées dans de plus grands pots remplis de terre, où elles ont ensuite été exposées aux parasites nématodes. Certaines plantes ont reçu à nouveau les microbes dans les grands pots, tandis que d'autres n'ont reçu les microbes que dans la pépinière. Les chercheurs ont également conservé des groupes de plantes qui n'ont reçu ni microbes ni parasites, ainsi que des groupes ayant reçu des parasites mais sans microbes, afin de servir de base de comparaison.

Les résultats ont révélé un avantage clair à l'introduction précoce de ces microbes bénéfiques. Lorsque les semis ont été traités dans la pépinière avec les bactéries et les champignons ensemble, ils ont grandi de manière nettement plus importante et plus saine que ceux traités avec un seul des microbes ou aucun des deux. Ce traitement combiné a stimulé la croissance globale des semis de près de soixante-dix pour cent par rapport aux plantes saines n'ayant reçu aucun traitement. Cependant, la découverte la plus frappante est apparue lorsque les plantes ont été confrontées à l'attaque des nématodes. La stratégie la plus efficace pour arrêter les parasites consistait à traiter les plantes avec les bactéries seules pendant la phase de pépinière, puis à introduire les nématodes plus tard dans les pots permanents. Cette approche a réduit le nombre de nématodes et les dommages qu'ils causent de plus de quatre-vingt-six pour cent. En revanche, ajouter les bactéries à nouveau lors de l'étape ultérieure, ou mélanger les bactéries et les champignons dans la pépinière avant d'ajouter les nématodes, a entraîné une protection moindre. Les données ont montré que l'introduction précoce des bactéries a créé un bouclier durable qui a continué à protéger la plante même après son transfert dans le grand pot.

Au-delà du simple arrêt des parasites, les chercheurs ont examiné ce qui se passait à l'intérieur même de la plante. Les plantes possèdent leurs propres systèmes de défense internes, qui comprennent des enzymes spéciales agissant comme des boucliers chimiques. L'étude a révélé que les plantes traitées avec les bactéries dans la pépinière et exposées ensuite aux nématodes ont montré une augmentation massive de l'activité de deux enzymes de défense clés. L'une de ces enzymes, qui aide la plante à lutter contre les infections, a vu son activité augmenter de plus de deux cents pour cent par rapport aux plantes qui ont seulement été attaquées par les nématodes. Une autre enzyme, qui aide la plante à construire des barrières solides, a montré une augmentation spectaculaire similaire. Ces découvertes suggèrent que le traitement précoce avec les bactéries n'a pas seulement tué les parasites directement ; il a aussi réveillé le propre système immunitaire de la plante, lui apprenant à se défendre plus efficacement. Les champignons ont également joué un rôle, les plantes ayant reçu les champignons montrant un taux élevé de colonisation, où les filaments fongiques se sont attachés avec succès aux racines, bien que les bactéries seules se soient avérées plus puissantes pour déclencher la réponse enzymatique spécifique menant à la plus forte réduction des nématodes.

L'étude conclut que le moment et la méthode d'application de ces microbes bénéfiques sont tout aussi importants que les microbes eux-mêmes. Traiter les semis d'aubergine avec les bactéries dans la pépinière offre un coup d'avance qui procure une protection supérieure contre les nématodes à galles par rapport à l'ajout de traitements plus tard ou à l'utilisation d'un mélange de microbes au mauvais moment. Cette protection précoce semble durable, continuant de protéger la plante alors qu'elle grandit sur le terrain. Les chercheurs suggèrent que les agriculteurs pourraient utiliser cette connaissance pour gérer les problèmes de nématodes sans dépendre de produits chimiques nocifs. En traitant les semis dans la pépinière avec ces alliés naturels, il est possible de créer un système durable où les plantes sont plus saines, les parasites sont maîtrisés et le sol reste sûr pour les cultures futures. Ce travail souligne que, parfois, la meilleure défense n'est pas une attaque brutale, mais un partenariat bien synchronisé qui renforce la plante dès le début de sa vie.