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Les microbes des feuilles, possibles outils agronomiques ?

La tolérance des plantes à la sécheresse pourrait être améliorée en jouant sur les microbes qui peuplent leurs feuilles, suggère une étude récente de l'Inrae.

Notre compréhension des plantes a été révolutionnée, au cours des deux dernières décennies, par les progrès dans l’étude des microbes peuplant leurs racines. Le nombre, la diversité, et les effets multiples de ces microbes, très souvent bénéfiques aux plantes, n’en finissent plus de stupéfier les chercheurs. Certains ont notamment le pouvoir d’accroître la tolérance au stress hydrique ou thermique, de favoriser la résistance aux maladies et ravageurs, ou encore de fournir des nutriments essentiels permettant de doper la croissance, ce qui a permis de générer de multiples innovations agronomiques.
 

Beaucoup plus récemment, et de manière encore tâtonnante, des travaux analogues ont commencé à explorer les microbes… des feuilles. L’idée n’a pourtant rien d’évident : autant le sous-sol, naturellement humide, protégé des UV et des variations de température, riche en matière organique, apparaît comme un paradis microbien, autant les feuilles (de surcroît beaucoup plus éphémères que les racines) connaissent des conditions opposées. Et pourtant, la puissance du vivant est telle que les scientifiques ont dénombré entre une et dix millions de cellules microbiennes par centimètre carré de feuille, s’organisant parfois en biofilms pour survivre, avec des effets potentiels évidents sur la physiologie de la plante.

10 millions de microbes par centimètre carré de feuille

Une étude récente dirigée par l’Inrae s’est attachée à tester les effets de ces microbes sur la tolérance à la sécheresse - sujet d’actualité s’il en est. Pour conduire ce travail, Corinne Vacher, directrice de recherche à Inrae, et ses collègues ont choisi d’étudier des arbres tropicaux poussant en Guyane, car ces derniers conservent leurs feuilles longtemps et subissent des bombardements UV et un stress thermique important. Avec des résultats fascinants : alors que les populations de bactéries des feuilles ne semblent pas avoir d’effets, 27 « espèces » de champignons foliaires paraissent influer sur le stress hydrique des plantes. La plupart de ces champignons, décrits comme des espèces pathogènes, tendent à l’aggraver ; mais deux genres, Streliziana et Ochroconis, réduisent ce stress lorsqu’ils sont présents, suggérant qu’ils pourraient aider les arbres en conditions de sécheresse. (Ce que les chercheurs suggèrent de tester.)

On ignore à ce stade comment ces champignons foliaires agissent, mais beaucoup d’hypothèses et de sous-hypothèses (basées sur la littérature scientifique) sont sur la table. Ils pourraient par exemple obstruer partiellement les vaisseaux transportant l’eau (le xylème). Plus probablement, selon Corinne Vacher, il y a des raisons de penser qu’ils modifient l’activité des stomates, ces microscopiques pores qui s’ouvrent et se referment à la surface des feuilles.

Des champignons qui soulagent l'arbre de la sécheresse

Certains champignons, par exemple, synthétisent de l’acide abscissique, une molécule qui a pour effet de refermer les stomates, réduisant ainsi les pertes d’eau. L’on connait également des facteurs de croissance qui augmentent la densité des stomates : en les synthétisant, ou à l’inverse en les inactivant, les champignons pourraient agir sur la feuille. Chez le chêne, indique la chercheuse, le champignon E. alphitoides réduit de 15 à 30 % la perméabilité des stomates, tandis qu’un autre champignon, B. bassiana, l’augmente, fragilisant la feuille en contexte de sécheresse. Enfin, les feuilles sont tapissées par une cuticule, une couche de cire imperméable empêchant l’évaporation de l’eau : en affaiblissant cette cuticule ou en y ouvrant des passages (mais on peut aussi imaginer l’effet inverse), les champignons augmenteraient la perméabilité foliaire.

Les scientifiques sont encore loin de tenir des leviers d’action agronomique concrets. Mais ces premiers travaux sur le stress hydrique en suggèrent d’autres sur les multiples propriétés possibles du microbiote foliaire. Tout comme chez l’humain, il se pourrait par exemple que certains microorganismes des feuilles repoussent les ravageurs microbiens (bactéries ou virus), voire réduisent le risque de contamination par les salmonelles, les shigelles, ou d’autres bactéries redoutées par les agriculteurs. C’est donc véritablement un nouvel univers de recherche qui commence à se déployer, dont on ne doute pas qu’il produira un jour de belles découvertes.