La recherche révèle que l'ensemble de la communauté du microbiome, y compris les champignons et les protistes ainsi que les bactéries, réduit le taux de croissance et modifie la morphologie de la lentille d'eau des plantes aquatiques (Lemna mineur). La recherche de Mark Davidson Jewell et ses collègues, publiée dans AoB PLANTS, contraste avec les découvertes précédentes selon lesquelles des bactéries isolées peuvent améliorer la croissance des lentilles d'eau. Les résultats montrent l'importance de considérer l'ensemble de la communauté microbienne, ou microbiome, lors de l'étude des plantes.
Les jardiniers avec des étangs peuvent connaître la lentille d'eau comme un problème. C'est une petite plante aquatique avec une à quatre feuilles, chacune mesurant moins d'un centimètre de long (un tiers de pouce) et une moitié de largeur. Attaché est une racine, peut-être jusqu'à 2 centimètres de long. Il produit de minuscules fleurs d'à peine un millimètre de large, mais il se multiplie principalement par division. Quand il devient si grand, il se divise, créant ainsi un clone de lui-même.
Ce reproduction végétative peut rapidement faire d'une petite colonie de plants de lentilles d'eau un gros problème. Cela pourrait également rendre la plante extrêmement utile pour de nombreuses tâches, telles que le nettoyage produits chimiques toxiques or produire des biocarburants. C'est l'une des raisons pour lesquelles les botanistes sont désireux de découvrir ce qui stimule ou entrave la croissance des lentilles d'eau.
Des études antérieures ont montré qu'il existe des bactéries bénéfiques qui peuvent stimuler la croissance des lentilles d'eau, mais il y a beaucoup plus dans le microbiome que de simples bactéries. Que se passe-t-il lorsque vous examinez l'ensemble du microbiome ? Jewell et ses collègues ont prélevé des échantillons de lentilles d'eau à huit endroits autour de Montréal, ainsi que des échantillons du microbiome. Ils ont ensuite retiré les microbes de la lentille d'eau. Après un processus minutieux pour éliminer les microbes, une seule fronde de lentilles d'eau a été choisie sur chaque site pour devenir une nouvelle colonie et créer des lots génétiquement identiques de lentilles d'eau à tester. Une fois qu'ils avaient les lots de lentilles d'eau sans microbes, ils pouvaient diviser les échantillons. Certains ont continué dans des conditions stériles, tandis que d'autres ont réintroduit leurs microbiomes.
"Contrairement à nos attentes, la présence du microbiome a systématiquement réduit la forme physique des plantes, en moyenne de 12%", écrivent Jewell et ses collègues dans leur article. « Bien que plusieurs mutualismes plantes-bactéries et plantes-champignons importants aient été identifiés pour L. mineur, nos résultats mettent en évidence l'importance des agents pathogènes, des parasites, des concurrents et des herbivores dans l'assemblage microbien.
Les botanistes étaient intrigués par ce qui donnerait des résultats aussi différents, mais ils pensent avoir identifié une différence clé, les parties du microbiome qui ne sont pas des bactéries. "Compte tenu de l'écart entre nos résultats et la plupart des autres études similaires isolant le microbiome bactérien, ces interactions négatives sont probablement dues à la composante eucaryote de L. minor microbiome. Nos résultats sont également conformes à la littérature documentant l'importance des pathogènes fongiques et bactériens (Rejmankova et al. 1986/XNUMX/XNUMX; Underwood et Baker 1991; Zhang et al. 2010/XNUMX/XNUMX; Ishizawa et al. 2017a, 2017b) et la compétition algale (van Moorsel 2022) Sur L. mineur croissance."
L'équipe a découvert que le microbiome affectait également le phénotype, les caractéristiques de la lentille d'eau. Les lentilles d'eau exposées aux microbes avaient des frondes plus petites et des racines plus courtes. Ils écrivent: "Une explication possible de cette diminution de la taille des frondes est la présence d'algues photosynthétiques qui diminuent la disponibilité des nutriments par compétition directe avec L. mineur. Cependant, s'il s'agissait du mécanisme principal par lequel le microbiome modifiait L. mineur phénotype, cela entraînerait une augmentation de la longueur des racines, une réponse plastique omniprésente à la diminution de la disponibilité des nutriments. Cependant, nous avons trouvé le contraire, c'est-à-dire des racines plus courtes lorsque le microbiome était présent, ainsi qu'une augmentation du rapport pousse-racine mesuré en surface de fronde: longueur de racine.
Les résultats démontrent l'importance d'examiner l'ensemble du microbiome dans l'environnement naturel. Les auteurs concluent : « Bien que les L. mineur Il a été démontré que le microbiome comprend d'importantes associations bénéfiques avec de nombreuses bactéries, leur influence semble être ombragée par des interactions pathogènes, parasitaires et compétitives dans notre système, qui comprend des éléments eucaryotes du microbiome.
LIRE L'ARTICLE
Jewell, MD, van Moorsel, SJ et Bell, G. (2023) "La présence de microbiome diminue la forme physique et modifie le phénotype de la plante aquatique Lemna mineur, " AoB PLANTS, 15(4), p. lad026. Disponible à: https://doi.org/10.1093/aobpla/plad026.
Image de couverture: Lemna mineur. Image : Toile.
