Des souches de Sinorhizobium meliloti qui améliorent la tolérance au gel de la luzerne : les multiples aspects d’une symbiose efficac

Citation

D’Amours, E., Bertrand, A., Cloutier, J., Classen, A., Rocher, S., Seguin P. 2023. Des souches de Sinorhizobium meliloti qui améliorent la tolérance au gel de la luzerne : les multiples aspects d’une symbiose efficace. Journée d’information scientifique sur les bovins laitiers et les plantes fourragères-Centre de référence en agriculture et agroalimentaire du Québec. 8 Février, 2023. Drummondville, QC, Canada.

Résumé

Les périodes de gel sans neige sont très dommageables pour les plantes pérennes et les scénarios de changements climatiques prévoient qu’elles seront de plus en plus fréquentes, compromettant ainsi la persistance de la luzerne. De nombreuses études démontrent que la symbiose avec des souches de rhizobium tolérantes aux stress abiotiques peut améliorer la capacité de la plante hôte à survivre et à croître sous des conditions de stress. L’objectif de ce projet était d'identifier les associations entre différentes souches de rhizobium et populations de luzerne les plus tolérantes au gel, basé sur le regain de la luzerne après un stress de gel.

Pour ce faire, deux populations de luzerne de tolérance au gel contrastées (A-TF0 vs A-TF7) ont chacune été inoculées avec six souches de Rhizobium (Ensifer) meliloti ayant démontré une bonne capacité de nodulation à basses températures. Afin de comparer ces 12 associations pour leur capacité de tolérance au gel, les plantes ont été cultivées en pots individuels en cabinet de croissance à 21/17ºC, jour/nuit pendant huit semaines. Elles ont ensuite été acclimatées au froid (deux semaines à 2ºC et deux semaines à -2ºC) avant d’être exposées à un stress de gel de -11ºC et remises en croissance à 21/17ºC. Le taux de photosynthèse, la biomasse aérienne, racinaire et celle des nodules ont été mesurés avant l'acclimatation au froid et trois semaines après le stress de gel.

Trois semaines après le gel, la population de luzerne A-TF7 issue de sept cycles de sélection pour une meilleure tolérance au gel, avait une biomasse aérienne et racinaire de 16 % et de 13 % supérieure à celle de la population initiale A-TF0. Le regain de la luzerne inoculée avec la souche NRG34 isolée du Nord-Ouest canadien était supérieur à celui des plantes inoculées avec les cinq autres souches. Les plantes inoculées avec cette souche avaient aussi une plus grande biomasse des nodules et une plus grande proportion de nodules non-endommagés par le gel ou présentant des zones de régénération (Figure 1) que les autres souches.

Notre approche en pots individuels sous conditions contrôlées a permis de démontrer que: 1) il y a un lien positif entre la biomasse du regain de la luzerne et la biomasse des nodules après un stress de gel; 2) les souches de rhizobium ont un effet sur la tolérance au gel des nodules qui se traduit par différentes proportions de nécrose et de régénération à la suite d’un gel qui pénètre le sol; 3) sélectionner des plantes et des souches tolérantes au gel sont deux approches complémentaires pour augmenter la persistance de la luzerne.

Le regain de la luzerne après un gel dépend en partie de la tolérance au gel des nodules qui, elle, varie selon les souches en symbiose.