Les sols sont des systèmes d'une complexité fascinante. Non seulement à cause des processus chimiques, mais aussi des interactions dynamiques entre d'innombrables micro-organismes et de leur rôle dans le cycle des éléments nutritifs du sol. Les champignons mycorhiziens arbusculaires sont les partenaires symbiotiques de 80 % de toutes les plantes vasculaires et contribuent à l'absorption des nutriments des plantes. Ils peuvent former un réseau d'hyphes autour des racines des plantes et se développer vers des parcelles riches en nutriments dans le sol. Les bactéries jouent également un rôle crucial dans la mise à disposition des nutriments pour les plantes, mais elles sont légèrement moins mobiles dans le sol.
Docteurs Feiyan Jiang, Gu Feng et des collègues de l'Université agricole (Pékin) et de l'Institut James Hutton ont cherché à savoir si une bactérie solubilisant le phosphore (P) peut « voyager » sur les hyphes d'un champignon mycorhizien. Les chercheurs ont découvert qu'en effet, les bactéries peuvent se déplacer vers les nutriments le long des hyphes des champignons dans les boîtes de Pétri et les expériences sur le sol, mais les bactéries ne peuvent pas se transférer sans que les champignons ne fournissent une source d'énergie.
Jiang, Feng et ses collègues ont utilisé les bactéries P-solubilisantes, Rahnella aquatique et les champignons mycorhiziens bien étudiés, Rhizophage irrégulier pour les expériences. Les chercheurs ont divisé les boîtes de Petri en un compartiment d'inoculation pour certaines racines de carottes et champignons et un compartiment cible avec des nutriments. Les deux compartiments étaient divisés par un intervalle d'air, de sorte que les champignons devaient y faire pousser des hyphes pour atteindre le compartiment cible.
Pour une expérience, les scientifiques ont remplacé les hyphes des champignons par de la fibre de nylon dans l'entrefer pour tester si les hyphes ne fournissent qu'un pont physique pour les bactéries. Pour tester si les bactéries ont besoin d'une couche de film d'eau pour se déplacer à travers les hyphes ou les fibres, les chercheurs ont également ajouté de l'eau et différentes sources de carbone (par exemple du glucose). Alors que Rahnella aquatique est une bactérie mobile, les chercheurs ont également utilisé des bactéries non flagellées (Micrococcus jaune) comme comparaison de la mobilité bactérienne. Jiang, Feng et ses collègues ont également étudié les interactions bactéries et champignons dans les sols en enterrant des colonnes de transport d'hyphes avant de cultiver des plants de maïs et en ajoutant les champignons mycorhiziens et P. Les chercheurs ont également étudié différentes activités géniques pour capturer les mécanismes sous-jacents des interactions bactéries et champignons tout au long de l'étude. les expériences.
Jiang, Feng et leurs collègues ont découvert que le film d'eau et les exsudats de champignons entraînaient le mouvement des bactéries P-solubilisantes. La bactérie ne pouvait pas se déplacer sur la fibre de nylon dans l'entrefer sauf lorsque la fibre se trouvait au fond de la boîte de Pétri, recouverte d'une source de carbone. La bactérie non flagellée n'est pas arrivée au compartiment cible. Lorsque la bactérie était transportée par les champignons mycorhiziens, plus de phosphore organique était minéralisé dans chaque expérience.
"Dans la présente étude, nous avons découvert que les hyphes fongiques AM [mycorhiziens arbusculaires] pouvaient servir d'autoroutes pour les bactéries solubilisant le phosphate, conduisant à la distribution hétérogène des bactéries en fonction de la disponibilité du P organique et de la facilitation de la minéralisation du P", ont écrit Jiang, Feng et ses collègues. .
L'analyse de l'expression génique a montré qu'un gène transporteur de glucose et un gène clé pour la division cellulaire dans les bactéries P-solubilisantes augmentaient lorsque la bactérie se déplaçait sur les hyphes des champignons, par rapport au déplacement sur la fibre de nylon enduite. Dans l'ensemble, cette étude a montré que les champignons mycorhiziens à arbuscules recrutent, transportent et stimulent activement les bactéries solubilisant le phosphore pour minéraliser le phosphore organique au profit des champignons.
"Nos résultats pourraient être exploités pour mieux gérer les interactions plantes-microbes et améliorer la capacité des inocula biologiques impliquant des champignons et des bactéries AM à améliorer la durabilité des cultures agricoles dans des conditions limitées en P."
