Différentes stratégies de gestion des cultures peuvent produire des effets divers et notables sur une culture et son rendement. Mais quels sont les effets au niveau microbien... pas seulement dans les racines mais dans toute la plante ?

Les biologistes moléculaires Kristi Gdanetz et Frances Trail de la Michigan State University ont cherché à répondre à cette question, développer une analyse descriptive du microbiome du blé selon quatre types courants de stratégies de gestion :conventionnelle, sans labour, biologique, et des intrants chimiques réduits.

Leur analyse et leurs données, récemment publié dans la revue en libre accès Phytobiomes , est disponible gratuitement pour les chercheurs universitaires et industriels qui étudient les microbiomes végétaux et leur rôle dans la réduction des maladies ou l'augmentation des rendements des cultures.

Leur étude a été menée sur une parcelle de terrain unique et idéale pour rechercher les effets sur les microbes associés au blé dans le cadre des quatre stratégies de gestion. Les 24 parcelles de gestion d'un acre sont dispersées au hasard dans un plus grand champ et chaque parcelle a été gérée de la même manière dans le cadre d'une rotation des cultures blé-maïs-soja pendant plus de 20 ans à la station biologique MSU Kellogg, qui est financé dans le cadre du projet de recherche écologique à long terme de la National Science Foundation.

À divers stades de la saison de croissance, Gdanetz et Trail ont collecté plus de 200 échantillons de feuilles, tiges, et des racines de blé poussant dans chacune des différentes parcelles de gestion. Les échantillons ont ensuite été traités par séquençage d'amplicons à haut débit pour identifier les communautés microbiennes. Des collections de cultures microbiennes ont également été développées à partir des échantillons, fournissant une ressource précieuse pour isoler et cultiver des taxons microbiens spécifiques.

endophytes spécifiques, ou des champignons microscopiques vivant à l'intérieur des plantes, ont ensuite été isolés des échantillons et testés pour l'activité de lutte biologique contre Fusarium graminearum, un agent pathogène connu pour causer la brûlure de l'épi causée par le fusarium, une maladie du blé économiquement dévastatrice. Cette partie du travail a été financée par le Michigan Wheat Program.

"La plupart des études se concentrent uniquement sur les racines et les microbes de la rhizosphère associés aux plantes, ", a déclaré Gdanetz. "Mais nous obtenons continuellement des preuves que les communautés microbiennes aériennes jouent un rôle important dans la santé des plantes."

Les résultats suggèrent que les communautés microbiennes sont fortement affectées par l'organe et l'âge du plant de blé, et il peut également être influencé par la stratégie de gestion.

« La manipulation des microbes associés aux plantes pour réduire les maladies ou améliorer les rendements des cultures nécessite une compréhension approfondie des interactions au sein du phytobiome, ", a déclaré Gdanetz. "Nous avons fourni des données fondamentales permettant aux gens de générer des microbiomes synthétiques à utiliser dans des manipulations expérimentales."

"Nous aimerions également que des études similaires soient menées sur d'autres sites de terrain aux États-Unis pour déterminer si ces modèles que nous avons observés se maintiendront, " a déclaré Gdanetz.