Le phosphore (P) est un macronutriment végétal clé qui est un facteur limitant pour la croissance des cultures dans de nombreuses régions du monde. Les adaptations des plantes à la limitation du P comprennent l'adaptation morphologique des racines, les changements physiologiques tels que les exsudats racinaires pour améliorer la mobilité du P et la coopération avec les champignons mycorhiziens arbusculaires (AMF). Une adaptation morphologique importante pour l'absorption de P est la croissance des poils absorbants. Ces petites projections des cellules épidermiques des racines augmentent la surface de la racine et peuvent entraîner une augmentation significative de la biomasse et de la teneur en P des pousses. De même, les hyphes mycorhiziens augmentent efficacement la surface racinaire ainsi que la portée, ce qui entraîne une augmentation de l'absorption de P.

Les deux solutions ont un coût pour la plante, bien que le prix de la colonisation AM soit bien plus haut, jusqu'à 15 à 20 % du carbone photosynthétique de la plante. Alors, le coût plus élevé du maintien des champignons mycorhiziens par rapport aux poils absorbants est-il rentable dans des conditions déficientes en P ?

Dans un nouvel article publié dans Annals of Botany, l'auteur principal Xiaomin Ma et ses collègues ont entrepris de répondre à cette question. Ils ont utilisé deux lignées de maïs génétiquement très similaires - un type sauvage avec des poils absorbants et un mutant sans - pour quantifier la contributions relatives de l'AMF la colonisation et les poils absorbants pour aider à l'absorption de P dans des conditions déficientes. Les chercheurs ont également étudié dans quelle mesure l'infection par l'AMF affectait divers facteurs morphologiques et physiologiques dans les plants de maïs, y compris l'expression de gènes liés à la symbiose.

Les auteurs ont constaté que la colonisation par l'AMF entraînait des améliorations significatives de la croissance des plantes et de l'absorption de P, et que les améliorations étaient supérieures à celles apportées par la présence de poils absorbants. La concentration en P des pousses a également été massivement améliorée avec la colonisation par l'AMF. Cela a conduit à une plus grande croissance, qui à son tour a permis une absorption supplémentaire de P via les hyphes et les racines. Le mutant sans poils racinaires a connu à la fois une plus grande colonisation et des niveaux d'expression plus élevés de gènes spécifiques aux mycorhizes par rapport aux plantes à poils racinaires. Dans l'ensemble, le mutant racine glabre a davantage bénéficié de la présence d'AMF que les plantes de type sauvage, ce qui suggère que les deux stratégies sont quelque peu antagonistes. En effet, il a été démontré que la longueur des poils absorbants et la colonisation par l'AMF sont inversement corrélées chez un certain nombre d'espèces végétales. "Nos données sont cohérentes avec l'hypothèse générale selon laquelle les poils absorbants et l'inoculation d'AMF sont deux moyens alternatifs d'augmenter l'acquisition [de phosphore] en cas de carence en P, mais ces deux stratégies se font concurrence et les poils absorbants ne peuvent pas compenser le manque d'AMF dans le maïs, » écrivent les auteurs.