Une culture de blé britannique - l'une des six à avoir son microbiome détenu et organisé dans le cadre de la UK Crop Microbiome Cryobank. Crédit :Pixabay
Des scientifiques des principaux instituts de recherche agricole du Royaume-Uni se sont associés pour créer une nouvelle banque britannique de microbiomes de cultures (UK-CMCB) afin de protéger les futures recherches et de faciliter l'amélioration durable des rendements des six principales cultures vivrières du Royaume-Uni, notamment l'orge, L'avoine, colza, Patate, betterave sucrière et blé.
CABI, qui dirige le projet BBSRC, rejoint les chercheurs de Rothamsted Research, Scotland's Rural College (SRUC) et le John Innes Centre, dans le développement d'une « arche de Noé » de microbes britanniques à partir de systèmes de culture qui constitueront la première ressource de ce type accessible au public partout dans le monde.
Des scientifiques de l'Université d'East Anglia (UEA) et du James Hutton Institute collaboreront également à l'initiative qui utilisera des techniques de recherche cryo à la pointe de la technologie pour préserver d'importants échantillons de microbiome de cultures provenant de différents types de sols à travers le Royaume-Uni.
Le UK-CMCB fournira aux chercheurs une installation pour obtenir des données et des échantillons pour leur travail, y compris le matériel microbien vivant ainsi que les séquences génomiques et métagénomiques (ADN) de différents environnements microbiens, y compris le rhizoplan.
Les microbiomes sont tous les microbes présents dans un écosystème, dans ce cas ceux associés à la plante cultivée, s'ils sont présents dans les feuilles, les graines et les tiges ou dans le sol en vrac autour des racines. Un microbiome bénéfique se traduit par une plante saine, un meilleur rendement des cultures et une nourriture de meilleure qualité.
Dr Matthew Ryan, Conservateur, Collection de ressources génétiques au CABI, mentionné, "En préservant ces précieux échantillons microbiens de cultures, à partir d'un "instantané unique dans le temps, ' nous allons générer un représentant, ressource très précieuse et unique des systèmes de culture clés du Royaume-Uni qui deviendra une ressource vitale pour les chercheurs scientifiques pour les générations à venir.
« Nous utiliserons la cryotechnologie développée au Royaume-Uni qui utilise de l'azote liquide pour garder les échantillons en sécurité à des températures très froides. Si vous le souhaitez, il s'agit d'une « arche de Noé » des microbes britanniques issus des systèmes de culture et qui a de nombreuses utilisations intéressantes potentielles. »
La collection de cultures de CABI où les microbiomes des principales cultures du Royaume-Uni seront conservés et conservés dans le cadre de la UK Crop Microbiome Cryobank. Crédit :Tom Swindley/CABI
Toutes les ressources du projet seront entièrement caractérisées à l'aide de techniques avancées de séquençage de l'ADN afin que les scientifiques découvrent quels microbes (champignons, bactéries, archaea (micro-organismes unicellulaires avec une structure similaire à celle des bactéries) et les virus sont là, ce qu'ils font dans le microbiome et quel rôle ils jouent dans l'amélioration de la croissance des cultures. Le UK-CMCB créera une base de données organisée d'échantillons d'informations associées à des séquences annotées, des métadonnées et des outils d'analyse pour les utilisateurs finaux.
Ce sera la première ressource synchronisée couvrant le microbiome total d'une variété de cultures dans des types de sols standardisés, soutenu par la bioinformatique, microbiologistes, des experts en santé des plantes et des installations de stockage de classe mondiale.
Dr Tim Mauchline, Microbiologiste des plantes et des sols à Rothamsted Research, mentionné, « La santé des sols est particulièrement importante. Si nous pouvons mieux comprendre la fonction des microbes présents dans nos sols, nous pouvons utiliser ces informations pour aider les agriculteurs à produire des cultures durables. Il est clairement nécessaire d'augmenter la production alimentaire et de réduire notre dépendance aux engrais chimiques et aux pesticides. . Il est impératif que des solutions biologiques soient trouvées pour aider à assurer la sécurité alimentaire du Royaume-Uni."
Dr Nicola Holden, diriger l'équipe de génomique et de bioinformatique de la SRUC et de l'Institut James Hutton, mentionné, « Nous sommes à un moment très excitant dans notre compréhension des microbiomes en raison des progrès dans les capacités de séquençage en profondeur, nous renseigner non seulement sur la composition des microbiomes, mais aussi informer sur leurs fonctions. Cette ressource fournira des données de base sur l'impact des différents types de cultures et des sols dans lesquels elles sont cultivées sur le microbiome. Notre ambition est de fournir une ressource complète qui sera utilisée pour optimiser les systèmes de production végétale."
Un autre groupe de travail sera axé sur la démonstration de l'utilité du UK-CMCB pour l'isolement des bactéries favorisant la croissance des plantes et la construction de communautés synthétiques.
Cela impliquera la caractérisation du microbiote cultivable associé aux plantes cultivées et la génération de communautés microbiennes synthétiques associées aux cultures (SynComs) et des tests pour leur impact positif sur la croissance des plantes. Les consortiums microbiens générés par ce module de travail seront ajoutés à la CryoBank et mis à la disposition du public.
Dr Jacob Malone, Chef de groupe, Microbiologie moléculaire au Centre John Innes, qui dirigera les travaux de construction et de test du SynCom a déclaré :"Le UK-CMCB fournira une plate-forme complète pour permettre la recherche en vue d'optimiser le rendement des plantes et de fournir des alternatives durables aux produits agrochimiques nocifs pour l'environnement."
Le projet de 5 ans démarre en octobre 2020 et s'engagera avec CHAP, le centre Agritech du Royaume-Uni pour la santé et la protection des cultures, la recherche académique et l'industrie.
