Un laboratoire étudie la communication des plantes pour développer des solutions de biocontrôle

Les plantes, souvent pour leur bien, communiquent entre elles grâce à des signaux biochimiques appelés allélopathiques. Cependant, certaines plantes au mode de vie parasitaire peuvent aussi détourner ces informations pour s’attaquer à celles qui émettent ces signaux. C’est le cas de l’orobanche rameuse, une espèce parasite très répandue en Europe. Présente sous forme de graines minuscules dans le sol, l’orobanche perçoit spécifiquement ces signaux allélopathiques et ainsi germe pour se fixer ensuite, à la manière d’une sangsue, sur les racines de la plante hôte. Cette « symbiose parasitaire » provoque un affaiblissement des plantes attaquées, dont la plupart sont par ailleurs des plantes cultivées. Ce phénomène est devenu un problème majeur pour de nombreuses cultures européennes sensibles à l’orobanche.

L’équipe Rhizoplante de l’Unité en Sciences Biologiques et Biotechnologies (US2B), UMR 6286 (CNRS/Nantes Université), a placé au cœur de ses travaux la compréhension des interactions plante-plante et l’identification des signaux allélopathiques impliqués. Elle s’intéresse plus particulièrement à l’essor de certaines interactions plante cultivée–plante parasite et à leur fonctionnement. « Nous étudions les différents signaux qu’émettent les plantes hôtes dans le sol, comme les strigolactones, les glucosinolates ou les cytokinines, afin non seulement de comprendre comment l’orobanche perçoit ces signaux, mais aussi de décrypter les mécanismes induits chez l’orobanche par ces signaux », explique Philippe Simier, directeur adjoint de l’US2B. Ces nouvelles connaissances sont utiles à la mise au point de solutions de protection des cultures. Proposer de nouvelles variétés plus tolérantes à l’orobanche qui ne produisent plus (ou moins) ces signaux allélopathiques représente en effet un enjeu majeur. Une collaboration avec l’INRAE a vu le jour autour de cet axe de recherche visant à rechercher de nouvelles sources de résistance dans les collections de ressources génétiques du colza et du tournesol.

Une deuxième piste de recherche est exploitée dans l’équipe Rhizoplante : le développement de solutions de biocontrôle à partir d’une meilleure connaissance des microorganismes du sol, constituant le microbiote, qui influencent positivement ou négativement l’établissement de ces interactions plante — plante parasite. On s’intéresse plus spécifiquement à la composition et au fonctionnement du microbiote rhizosphérique (autour des racines) des plantes hôtes, pour identifier des bactéries et/ou des champignons impliqués, par exemple, dans l’émission ou la dégradation des signaux allélopathiques, ou dans la nécrose de l’orobanche. « La présence ou non de tels microorganismes dans les sols cultivés dépend souvent de l’histoire du sol, des couverts de culture, de la façon dont il a été cultivé, des traitements qu’il a subis ou encore des fertilisants qui ont été utilisés », détaille Philippe Simier.

L’équipe Rhizoplante travaille déjà avec des acteurs industriels pour développer des solutions innovantes de protection des cultures de colza ou de tournesol. C’est le cas de l’entreprise Terre Inovia, qui a contribué au financement de la thèse de Lisa Martinez, dirigée par Lucie Poulin et Philippe Simier et portant sur le rôle du microbiote rhizosphérique dans l’établissement de l’interaction entre l’orobanche rameuse et les cultures de colza.

À partir de fin 2024, l’équipe Rhizoplante pourra mener des travaux de plus grande ampleur, grâce à la rénovation du bâtiment de recherche de l’Unité US2B. Une plateforme de culture biologique va ainsi être mise en place, équipée notamment de nouvelles serres expérimentales et de phytotrons. « Ces équipements vont booster notre offre à destination de partenaires », prévoit Philippe Simier. En attendant, l’équipe Rhizoplante compte sur l’outil Plug in labs Ouest pour étoffer ses collaborations. « Il est important que nos recherches soient plus visibles, de plus en plus d’entreprises visent au développement de solutions de biocontrôle en cohérence avec une agriculture respectueuse de l’environnement. »