Enhancement of essential oil yield in Ocimum americanum L. across ontogenetic phases by Bacillus subtilis MTCC 8141 and Trichoderma harzianum MTCC 936 and its termiticidal efficacy against Odontotermes parvidens

Pendant des siècles, les agriculteurs se sont appuyés sur des produits chimiques de synthèse pour empêcher les insectes de détruire leurs cultures. Bien que ces poisons fabriqués par l'homme agissent rapidement, ils laissent derrière eux une trace de dommages environnementaux, nuisent aux créatures qui ne sont pas la cible, et finissent par engendrer des insectes qui deviennent immunisés contre le poison. En réponse, les scientifiques ont tourné leur attention vers le propre arsenal chimique de la nature : les huiles essentielles. Ce sont les liquides fragrants et volatils présents à l'intérieur de nombreuses plantes, qui contiennent souvent des mélanges complexes de composés capables de tuer ou de repousser les insectes de diverses manières. Contra-irement à un produit chimique de synthèse unique qui pourrait cibler une seule partie du corps d'un insecte, ces huiles naturelles attaquent souvent sur plusieurs fronts, ce qui en fait une alternative biodégradable prometteuse pour la lutte antiparasitaire. Cependant, la quantité d'huile qu'une plante produit et les substances chimiques spécifiques qu'elle contient peuvent changer radicalement selon l'âge de la plante et ce qui vit dans le sol autour de ses racines.

Des chercheurs en Inde ont entrepris de voir s'ils pouvaient utiliser des microbes bénéfiques du sol pour stimuler la production de ces insecticides naturels dans une plante spécifique appelée Ocimum americanum, un type de basilic sauvage. Ils se sont concentrés sur deux aides microscopiques : une bactérie appelée Bacillus subtilis et un champignon appelé Trichoderma harzianum. Ces organismes sont connus pour aider les plantes à croître en rendant les nutriments plus disponibles et en stimulant les propres défenses de la plante. L'équipe voulait savoir si l'ajout de ces microbes au sol permettrait non seulement de rendre les plantes plus grandes, mais aussi d'augmenter la quantité d'huile essentielle qu'elles produisent et de modifier la composition chimique de l'huile pour la rendre plus efficace contre un nuisible destructeur : le termite. Ils devaient également trouver le moment idéal pour récolter les plantes, car la teneur en huile fluctue lorsque la plante passe de son stade jeune et feuillu à son stade de floraison et de reproduction.

Les scientifiques ont cultivé les plants de basilic dans un champ, en les divisant en quatre groupes. Un groupe n'a reçu aucun traitement et a servi de base de référence. Les trois autres groupes ont été traités avec la bactérie seule, le champignon seul, ou un mélange des deux. Ils ont surveillé les plantes à travers trois stades de vie distincts : avant la floraison, pendant la floraison, et après la fin de la floraison. À chaque étape, ils ont récolté les feuilles pour mesurer la quantité d'huile pouvant être extraite. Les résultats ont montré que les plantes traitées avec les microbes étaient significativement plus grandes que les plantes non traitées. La croissance la plus spectaculaire s'est produite lors de la floraison ; les plantes traitées avec le mélange des deux microbes et la bactérie seule ont produit les feuilles les plus lourdes. Plus important encore, la quantité d'huile essentielle extraite des feuilles a atteint son maximum durant cette étape de floraison. Les plantes traitées avec la bactérie seule ont donné la concentration d'huile la plus élevée, soit 1,28 %, suivies de près par le traitement mixte à 1,27 %, contre seulement 0,90 % pour les plantes non traitées.

Pour comprendre ce qui rendait ces huiles efficaces, les chercheurs ont analysé leur composition chimique. Ils ont découvert que l'huile était dominée par un composé appelé camphre, connu pour son odeur forte et ses propriétés insecticides. Dans les plantes traitées par la bactérie, le camphre représentait plus de la moitié de l'huile, une proportion plus élevée que dans les plantes non traitées. Cela suggère que les microbes n'ont pas seulement augmenté le volume d'huile, mais ont également influencé la plante pour qu'elle produise une version de meilleure qualité et plus puissante. Les chercheurs ont ensuite testé cette huile contre une espèce spécifique de termite, Odontotermes parvidens, en utilisant trois méthodes différentes. Dans le premier test, ils ont exposé les termites directement à l'huile. Dans le second, ils ont laissé les vapeurs de l'huile remplir l'espace autour des termites sans contact direct. Dans le troisième, ils ont testé si l'huile pouvait faire fuir les termites.

Les résultats ont été frappants. Les huiles essentielles issues des plantes traitées par les microbes étaient bien plus efficaces que celles des plantes non traitées. Lorsqu'elles étaient exposés à l'huile provenant des plantes traitées par la bactérie ou par le traitement mixte, les termites mouraient beaucoup plus rapidement. À la concentration la plus élevée testée, ces huiles ont tué 100 % des termites en moins d'une heure de contact direct et en moins d'une heure d'exposition aux vapeurs. L'huile non traitée a également tué les termites, mais elle a nécessité plus de temps et des concentrations plus élevées pour obtenir le même résultat. De plus, les huiles agissaient comme de puissants répulsifs. Lorsqu'on leur donnait le choix entre une zone traitée et une zone propre, les termites évitaient massivement le côté traité, les huiles traitées par les microbes les faisant fuir complètement à la concentration la plus élevée. L'étude a confirmé que la combinaison de la récolte des plantes au bon moment — lorsqu'elles sont en fleurs — et de l'inoculation du sol avec ces microbes spécifiques crée un outil naturel puissant pour la gestion des termites.

Cette recherche démontre que la relation entre une plante et la vie microscopique de son sol peut être exploitée pour produire un pesticide naturel plus efficace. En ajoutant simplement ces bactéries et champignons bénéfiques au sol et en attendant que les plantes atteignent leur stade de floraison, les agriculteurs pourraient potentiellement récolter une culture non seulement plus abondante, mais aussi plus riche en substances chimiques spécifiques nécessaires pour combattre les nuisibles. L'étude suggère que cette approche offre une voie viable vers une gestion durable des parasites, réduisant le besoin de produits chimiques de synthèse agressifs tout en exploitant la propre machinerie biologique de la plante pour se protéger elle-même et les cultures environnantes.