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Sol et Microorganismes : Acteurs Clés de la Santé des Plantes

Découvrir l'impact du sol et des micro-organismes sur la croissance des plantes et les interactions avec les pests.

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Le sol joue un rôle super important dans la vie des plantes et des micro-organismes qui vivent autour d'elles. C'est comme un gros réservoir pour plein de petites créatures, appelées micro-organismes, qui peuvent vraiment influencer la façon dont les plantes poussent et comment elles interagissent avec les insectes qui s'en nourrissent. Les recherches ont montré que l'impact du sol sur les micro-organismes des plantes est souvent plus fort que d'autres facteurs comme le type de plante ou la présence d'insectes. Comprendre ça, c'est essentiel parce que ça met en avant l'importance de la santé du sol dans le développement des plantes et la dynamique des écosystèmes.

C'est quoi les micro-organismes du sol ?

Les micro-organismes du sol, c'est des bactéries, des champignons et d'autres petites formes de vie qui habitent le sol. Ils peuvent vivre dans différentes parties des plantes, comme les racines et les feuilles, et aident à la santé générale de la plante. Ces micro-organismes peuvent aider les plantes à absorber des nutriments, à se défendre contre les ravageurs et même à modifier la structure et la fonction de la plante, ce qui peut influencer les micro-organismes qui vivent sur celle-ci.

Comment les micro-organismes du sol affectent-ils les plantes ?

Les micro-organismes du sol ont deux façons principales d'influencer les plantes. D'abord, c'est par interaction directe, où ces petites créatures peuvent aider la plante à obtenir des nutriments ou de l'eau. Ensuite, c'est de manière indirecte. Par exemple, les micro-organismes du sol peuvent changer les signaux chimiques émis par les plantes, qui sont importants pour attirer ou repousser les insectes.

Quand les plantes sont attaquées par des Herbivores, comme des chenilles ou des pucerons, elles peuvent produire des produits chimiques différents. Ce changement peut affecter à la fois les micro-organismes dans la plante et ceux qui vivent dans les intestins des herbivores qui se nourrissent d'elles. Comprendre ces interactions est crucial pour les chercheurs qui veulent promouvoir des plantes plus saines et gérer les nuisibles efficacement.

L'herbivorie et son impact sur les micro-organismes du sol

Les herbivores, ou les insectes mangeurs de plantes, peuvent aussi avoir un effet important sur les micro-organismes associés aux plantes. Quand ces insectes se nourrissent, ils peuvent changer la façon dont la plante se comporte et interagit avec ses micro-organismes du sol. Ces changements peuvent venir de la chimie de la plante ou des déchets produits par les insectes, qui influencent quels types de micro-organismes peuvent prospérer autour de la plante.

Certaines études ont montré que l'herbivorie peut changer les Communautés Microbiennes dans différentes parties d'une plante, comme ses feuilles et ses racines. Cependant, toutes les études ne sont pas d'accord sur l'ampleur de cette influence, et il faut encore plus de recherches pour comprendre les mécanismes précis.

Explorer l'influence du sol et de l'herbivorie ensemble

Pour étudier les effets du sol et de l'herbivorie sur les micro-organismes associés aux plantes, les chercheurs ont mis en place une expérience avec des plants de tomates. Ils ont utilisé différents types de sol avec des micro-organismes variés et exposé certaines plantes aux herbivores tout en protégeant d'autres. Le but était de découvrir si les changements dans les micro-organismes étaient causés par le sol, par la présence d'insectes, ou par une combinaison des deux.

L'expérience consistait à surveiller les micro-organismes dans différentes parties des plantes, y compris les racines, les feuilles et les insectes eux-mêmes. En contrôlant la surface du sol, les chercheurs voulaient savoir si les micro-organismes pouvaient se déplacer librement du sol vers les plantes ou si les changements étaient dus uniquement aux réponses des plantes au sol.

La mise en place de l'expérience

Des plants de tomates ont été cultivés dans des pots spécialement conçus remplis de différents types de sol. Certains pots avaient leur sol recouvert pour empêcher le contact direct entre les micro-organismes du sol et les parties aériennes des plantes. À différents stades, certaines plantes ont été exposées à des herbivores, et des échantillons ont été prélevés sur les plantes et les insectes pour analyser les types de micro-organismes présents.

L'analyse a impliqué un examen détaillé des communautés microbiennes dans le sol, les racines, les feuilles et les herbivores. Cette approche multi-facettes a permis de mieux comprendre comment chaque composant interagissait avec les autres.

Résultats : Le type de sol compte

Les résultats de l'étude ont montré que le type de sol avait un impact majeur sur la diversité et la structure des micro-organismes trouvés dans les plantes et les insectes qui se nourrissent d'elles. Fait intéressant, le sol avait un effet plus prononcé sur les micro-organismes du sol dans les racines et sur les herbivores que sur les communautés aériennes dans les feuilles.

Quand les chercheurs ont approfondi, ils ont constaté que la présence d'herbivores affectait aussi les communautés microbiennes, mais dans une moindre mesure que le sol. De plus, la couverture du sol a modifié la façon dont les micro-organismes interagissaient entre les différentes parties (racines, feuilles et herbivores), ce qui indique que ces dynamiques sont assez complexes.

La couverture du sol affecte la dynamique microbienne

L'utilisation de couvertures de sol a eu des implications intéressantes. Quand le sol était couvert, il y avait un changement notable dans le nombre de micro-organismes partagés entre les compartiments. Quand le sol n'était pas couvert, plus de micro-organismes étaient partagés entre les parties aériennes et souterraines. Ça suggère que couvrir le sol pourrait limiter le mouvement direct des micro-organismes du sol vers la plante ou vice versa.

Communautés microbiennes uniques

Différents sols soutenaient différentes communautés microbiennes. Par exemple, certains micro-organismes étaient plus abondants dans les racines des plantes cultivées dans un sol agricole par rapport à celles cultivées dans un sol de prairie. Cela montre que les pratiques de gestion du sol peuvent avoir des implications significatives pour la diversité microbienne associée aux cultures.

L'influence sur la biomasse des insectes

L'étude a souligné que les changements dans le microbiote du sol n'influençaient pas seulement la Santé des plantes, mais affectaient aussi la santé et la croissance des herbivores qui se nourrissent de ces plantes. Les changements dans les communautés microbiennes, largement influencés par le type de sol, ont eu un impact négatif sur la biomasse des insectes, ce qui soulève des questions sur la façon dont la santé du sol pourrait jouer un rôle indirect dans la gestion des nuisibles.

Implications pour l'agriculture durable

Les résultats suggèrent que gérer les micro-organismes du sol pourrait être une stratégie clé pour promouvoir des plantes plus saines et potentiellement réduire l'impact des insectes nuisibles. En comprenant comment la composition du sol influence les communautés microbiennes, les agriculteurs pourraient être en mesure de créer des conditions qui soutiennent les micro-organismes bénéfiques, améliorent la santé des plantes et renforcent la résilience des cultures.

Directions futures

Cette recherche encourage une exploration plus approfondie des relations entre les micro-organismes du sol, la santé des plantes et les interactions avec les insectes. Elle soulève aussi des questions sur la façon dont les pratiques agricoles peuvent être optimisées pour encourager les communautés microbiennes bénéfiques dans le sol, ce qui pourrait mener à des méthodes agricoles plus durables.

Conclusion

Les interactions entre le sol, les plantes et les herbivores sont complexes et ont des implications significatives pour l'agriculture et la santé des écosystèmes. Comprendre ces connexions peut aider les agriculteurs et les chercheurs à améliorer les pratiques de gestion du sol, à favoriser la croissance des plantes et à trouver des stratégies efficaces de contrôle des nuisibles. En gérant soigneusement les micro-organismes du sol, il pourrait être possible de promouvoir des cultures plus saines et un avenir plus durable pour l'agriculture.

Source originale

Titre: Soil microbiota and herbivory drive the assembly of plant-associated microbial communities through different mechanisms

Résumé: Plant-associated microbial communities are key to shaping many aspects of plant biology. In this study, we tested whether soil microbial communities and herbivory influence the bacterial community of tomato plants and whether their influence in different plant compartments is driven by microbial spillover between compartments or whether plants are involved in mediating this effect. We grew our plants in soils hosting three different microbial communities and covered (or not) the soil surface to prevent (or allow) passive microbial spillover between compartments, and we exposed them (or not) to herbivory by Manduca sexta. The results showed that the soil-driven effect on aboveground compartments was consistently detected regardless of soil coverage, whereas soil cover influenced the herbivore-driven effect on belowground microbiota. Together, our results suggest that the soil microbiota influences aboveground plant and insect microbial communities via changes in plant metabolism and physiology or by sharing microorganisms via xylem sap. In contrast, herbivores influence the belowground plant microbiota via a combination of microbial spillover and changes in plant metabolism. These results demonstrate the important role of plants in linking aboveground and belowground microbiota, and can foster further research on soil microbiota manipulation for sustainable pest management.

Auteurs: Antonino Malacrinò, A. Malacrino, A. E. Bennett

Dernière mise à jour: 2024-04-13 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.08.02.502481

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.08.02.502481.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

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