Les organismes pathogènes sont la cause de nombreuses maladies des plantes et celles-ci peuvent souvent entraîner une réduction de la productivité et du rendement des cultures. En conséquence, les interactions entre les agents pathogènes et les plantes ont été largement étudiées. Pourtant, certains agents pathogènes peuvent en fait être bénéfiques pour les plantes, conférant une tolérance accrue au stress et améliorant la santé globale des plantes. Un tel groupe d'agents pathogènes est constitué par les rhizobactéries favorisant la croissance des plantes (PGPR) qui améliorent la capacité de la plante à faire face au stress oxydatif cellulaire. Ce phénomène est appelé résistance systémique induite (ISR). L'intérêt pour les PGPR a récemment augmenté, leurs applications potentielles à l'agriculture durable (sans pesticides ni produits agrochimiques) devenant claires. Une poignée de métabolites de divers genres bactériens ont maintenant été identifiés comme éliciteurs métaboliques de l'ISR chez les plantes, mais une véritable compréhension de cette réponse au niveau moléculaire fait toujours défaut.

L'image montre l'une des plaques en plastique à 12 puits avec des plantes Arabidopsis thaliana qui ont été pulvérisées avec l'agent pathogène Pseudomonas syringae DC3000. Cette plaque est un contrôle négatif qui a été utilisé pour vérifier les symptômes d'infection de l'agent pathogène. Les feuilles ont de grandes taches de chlorose. Crédit image : Martin-Rivilla et al.

Dans une nouvelle étude publiée dans AoBP, Martin Rivilla et al. évalué la capacité de divers métabolites du PGPR à induire une résistance systémique au pathogène Pseudomonas syringae dans l'usine modèle Arabidopsis thaliana. Les auteurs ont utilisé trois solvants organiques différents pour extraire les molécules métaboliques de la souche bactérienne bénéfique PGPR Pseudomonas fluorescens N 21.4. Toutes les molécules extraites ont montré une certaine forme d'activité protectrice des plantes, mais les molécules extraites à l'aide du solvant organique n-hexane étaient les plus efficaces. Ces n-les extraits d'hexane ont pu activer les deux voies défensives du système immunitaire des plantes (la voie de signalisation de l'acide salicylique et la voie de signalisation de l'acide jasmonique/éthylène) et toutes les enzymes responsables de la réduction du stress oxydatif que subissent les plantes lorsqu'elles sont soumises à certains genre d'attaque. Alors que d'autres études sont nécessaires pour identifier chimiquement les éliciteurs excrétés par P. fluorescens; les auteurs pensent que leur utilisation comme inoculants biotechnologiques pour améliorer la résistance des plantes au stress est une possibilité prometteuse.

Point culminant du chercheur

Helena Martin-Rivilla est titulaire d'une licence en biologie et s'est ensuite spécialisée en sciences végétales en obtenant un master en biologie végétale appliquée. En 2016, elle a entamé un doctorat en pharmacie à l'Université San Pablo CEU, au sein du groupe de recherche en biotechnologie des interactions plante-microbiome. Elle achève actuellement sa thèse sur l'utilisation des PGPR (rhizobactéries favorisant la croissance des plantes) pour l'induction du métabolisme secondaire, afin d'améliorer les défenses naturelles et la qualité nutritionnelle de la mûre. Elle travaille également au sein du service environnement de la mairie de Madrid, où elle contribue à l'amélioration de la gestion des déchets.

Helena s'intéresse à l'étude de nouveaux outils biotechnologiques plus respectueux de l'environnement pour améliorer la qualité des cultures et la résistance des plantes aux stress biotiques et abiotiques afin d'assurer la sécurité alimentaire dans le monde.