Lien entre le microbiome indigène et la santé des variétés de blé et de riz résistantes aux maladies
Citation
Zhou, X., Cai, L., Chen, W. 2016. Linking the indigenous microbiomes with the health of disease-resistance varieties of wheat and rice. Canadian Phytopathological Society-Eastern Ontario Regional Meeting, Ottawa, November 18. Ottawa 2016/11/18 - 2016/11/18
Résumé en langage clair
Ce projet de recherche a été réalisé en collaboration avec le Prof. Cai de l’Académie chinoise des sciences. Il portait sur l’interaction entre la résistance de l’hôte et le microbiome indigène, de même que sur l’identification des principaux facteurs déterminant la santé et la productivité des cultures. Nous avons prélevé des graines (n=49) et des échantillons de la rhizosphère (n=63) de variétés de blé (Triticum spp.) résistantes à la fusariose de l’épi (n=21) et de variétés de riz (Oryza sativa) résistantes à la pyriculariose (n=21) de sept provinces de Chine pendant la saison de croissance 2014-2015. Pour identifier les biotes fongique et bactérien, nous avons séquencé, respectivement, les amplicons des espaceurs internes transcrits (ITS) et de la région du gène de l’ARNr 16S, au moyen de la technologie de séquençage Illumina MiSeq. Les résultats montrent que les communautés fongiques et bactériennes associées au blé et au riz sont très distinctes, et qu’elles dépendent des conditions locales du sol, de la végétation et du climat. Le cœur du microbiote consiste en des champignons de type levure et des champignons associés à des plantes (ex. Cryptococcus et Fusarium) dans l’eau de lavage des graines, et en des bactéries anaérobies (ex. Geobacter) dans le sol de rizières. Nous identifierons les microorganismes pour lesquels il y a une corrélation avec le niveau de résistance ou de productivité des cultures, ce qui aidera à définir une série de bio-indicateurs de la santé des plantes, des grains ou du sol, ainsi que leur qualité et leur innocuité.
Résumé
La mise au point et l’utilisation de variétés de végétaux résistantes aux maladies ou aux ravageurs font partie d'une des approches les plus efficaces pour éviter les pertes de rendement. Mais encore faut-il comprendre l’incidence de telles modifications génétiques sur le microbiome de l’hôte, celui-ci pouvant être déterminant dans la santé et la productivité de la plante. Dans cette étude, nous avons prélevé des grains (n=49) et des échantillons de la rhizosphère (n=63) de variétés de blé (Triticum spp.) résistantes à la fusariose de l’épi (n=21) et de riz (Oryza sativa) résistantes à la pyriculariose (n=21) dans sept provinces de Chine pendant la saison de croissance 2014-2015. Pour identifier la flore fongique et bactérienne, nous avons séquencé, respectivement, les amplicons de la région de l’espaceur interne transcrit (ITS) et du gène de l’ARNr 16S, au moyen de la technologie de séquençage Illumina MiSeq. Le profil distinct du microbiote associé au blé ou au riz reflète la sélection, modulée par l’hôte, des microbiomes, laquelle est aussi modulée par la géographie, sans doute en raison des conditions locales du sol, de la végétation et du climat. Les résultats préliminaires montrent que le cœur du microbiote consiste en des champignons de type levure et des champignons associés à des plantes (ex. Cryptococcus et Fusarium) dans l’eau de lavage des grains, et en des bactéries anaérobies (ex. Geobacter) dans le sol des rizières. Nous identifierons les microorganismes pour lesquels il y aura une corrélation avec le niveau de résistance ou de productivité des cultures, ce qui aidera à définir des bio-indicateurs de la santé des plantes, des grains ou du sol, ainsi que leur qualité et leur innocuité. Cette étude permettra également de vérifier l’hypothèse selon laquelle la résistance à la maladie des cultures réduit non seulement le risque d’invasion de ravageurs, mais supprime la maladie par son modelage des microbiomes indigènes, comme le recrutement de microorganismes antagonistes contre les pathogènes ciblés.