Le microbiote du sol impacte la croissance du lupin de jardin. À l'avant de l'image se trouve une plante aux feuilles vertes dont le milieu contient des microbes d'une population de lupins finlandais et au milieu se trouve une plante aux feuilles brunies dont le milieu a été chauffé pour réduire la quantité de microbes. Crédit :Satu Ramula
Les microbes du sol peuvent avoir un impact important sur la propagation des espèces envahissantes nuisibles car ils peuvent soit entraver, soit faciliter la croissance de la plante. Des chercheurs du Département de biologie de l'Université de Turku, en Finlande, ont étudié le rôle du microbiote du sol dans le succès du lupin de jardin, qui est une espèce envahissante dans la nature finlandaise.
Lupinus polyphyllus, communément appelé lupin des jardins, est une plante herbacée vivace originaire d'Amérique du Nord. Il a été introduit en Europe comme plante ornementale, mais il a échappé aux jardins et est maintenant considéré comme une espèce envahissante dans de nombreux pays, dont la Finlande. Ce qui rend le lupin de jardin intéressant et une espèce envahissante réussie, ce sont les bactéries nodulaires racinaires qui convertissent l'azote atmosphérique pour l'utilisation de la plante. L'azote est nécessaire à la croissance et à la production de composés phytochimiques contre les herbivores.
"Cette symbiose avec des bactéries profite au lupin de jardin, en particulier dans les environnements pauvres en nutriments, tels que les bords de routes sablonneux, où la plante pousse souvent en abondance. Cela explique en partie pourquoi le lupin de jardin a réussi à occuper autant de place dans les zones pauvres en nutriments où il peut dépasser ses concurrents locaux qui n'ont pas une telle association symbiotique avec les bactéries », explique le professeur auxiliaire Satu Ramula du département de biologie de l'université de Turku, en Finlande.
Les microbes du sol modifient l'odeur du lupin de jardin. L'odeur est étudiée en recueillant les composés organiques volatils émis par les feuilles. Les plantes sont enfermées dans des sacs de four et l'air filtré circule à travers les sacs en collectant l'odeur vers les tubes de piégeage. L'odeur se compose de plusieurs composés individuels qui sont séparés par chromatographie en phase gazeuse. Crédit :Satu Ramula
Le microbiote du sol peut également affecter l'odeur de la plante
Les chercheurs ont planté des lupins de jardin provenant de populations nord-américaines et finlandaises dans un sol pauvre en nutriments contenant des microbes du sol provenant de populations locales de lupins ou dans un sol où la quantité de microbes avait été réduite.
Les chercheurs ont découvert que, quel que soit leur pays d'origine, les lupins des jardins bénéficiaient des microbes du sol. Les plantes ont grandi plus grandes que celles du groupe témoin qui avaient moins de microbes du sol dans leur milieu.
"En plus de la croissance, les microbes du sol affectaient l'odeur des plantes individuelles en modifiant la composition des composés organiques volatils émis par les feuilles. En particulier, les plantes qui poussaient dans le milieu contenant des microbes naturels du sol produisaient des substances volatiles que des études antérieures ont prouvé agir. pour dissuader les escargots », explique le chercheur postdoctoral Aino Kalske.
Afin d'étudier comment la plante se défendait contre les herbivores, les chercheurs ont offert les feuilles de la plante à des escargots des taillis, l'ennemi naturel du lupin des jardins. L'expérience menée en laboratoire a donné des résultats surprenants. La défense des plantes contre les herbivores dépendait des microbes du sol dans le milieu de croissance.
Dégâts causés par l'alimentation des escargots des bosquets (photo d'un lupin de jardin poussant dans la nature). Les dégâts n'affaiblissent pas un grand lupin de jardin mature, mais peuvent être mortels pour les semis, car les dégâts peuvent réduire la croissance de la plante et donc empêcher le lupin de jardin de se propager. Crédit :Satu Ramula
"Les escargots des taillis mangeaient moins de lupins de jardin finlandais que ceux provenant des populations nord-américaines lorsque les deux plantes avaient été cultivées avec les microbes naturels du sol. Chez les plantes qui avaient été cultivées avec un microbiote réduit du sol, nous n'avons observé aucune différence dans la consommation de feuilles. entre les populations d'origines différentes », explique Kalske.
Les résultats indiquent que le microbiote du sol a un impact plus important qu'on ne le pensait auparavant sur les plantes ainsi que sur les organismes qui en dépendent. Les microbes contribuent non seulement à la croissance des plantes mais aussi à leur défense contre les herbivores. Le microbiote du sol est extrêmement abondant et une seule cuillère à café de sol peut contenir des millions de microbes. Cependant, la composition du microbiote varie selon la flore locale et le type de sol.
Les chercheurs étudient actuellement si le succès d'invasion du lupin de jardin est associé aux microbes du sol dans la nature.
L'article de recherche "Le microbiote du sol explique les différences de résistance des herbivores entre les populations indigènes et invasives d'une herbe vivace" a été publié dans le Journal of Ecology . L'équipe développe un microscope pour imager les microbes dans le sol et les plantes à l'échelle du micromètre
