LES BIO­FILMS, UNE AL­TER­NA­TIVE AUX TRAI­TE­MENTS CHI­MIQUES DES CUL­TURES

La Tribune Toulouse (Edition Quotidienne) - - L'OPINION - RO­MAIN BRIANDET ET CA­RO­LINE PANDIN

L'uti­li­sa­tion de mi­cro-or­ga­nismes an­ti-pa­tho­gènes or­ga­ni­sés en « bio­films » pour­rait per­mettre de pro­té­ger les cul­tures des ma­la­dies. Par Ro­main Briandet, IN­RA et Ca­ro­line Pandin, IN­RA.

L'agri­cul­ture in­ten­sive a re­cours aux pes­ti­cides chi­miques et mé­di­ca­ments syn­thé­tiques pour pro­té­ger les cul­tures ; or ces sub­stances re­pré­sentent au­tant de fac­teurs de pol­lu­tion en­vi­ron­ne­men­tale. Les consé­quences de cette pol­lu­tion peuvent contri­buer, entre autres, à l'émer­gence de nou­velles ma­la­dies ou à l'ex­tinc­tion de cer­taines es­pèces ani­males.

Une des al­ter­na­tives aux trai­te­ments chi­miques des cul­tures pour­rait consis­ter à uti­li­ser des mi­croor­ga­nismes an­ti-pa­tho­gènes or­ga­ni­sés sous forme de « bio­films »,in­dique notre étude pu­bliée en 2017 dans la re­vue Mi­cro­bial Bio­tech­no­lo­gy.

Qu'ils soient bé­né­fiques ou non, les bio­films sont pré­sents par­tout dans la na­ture. D'après l'Ins­ti­tut na­tio­nal de la san­té (NIH), ils se­raient res­pon­sables de 80 % des in­fec­tions chez l'être hu­main. Dans ce cas, l'in­fec­tion est d'ailleurs plus dif­fi­cile à trai­ter, cette or­ga­ni­sa­tion étant to­lé­rante aux an­ti­mi­cro­biens.

Les bio­films agissent en ef­fet comme une bulle de pro­tec­tion pour les mi­cro-or­ga­nismes, les pré­ser­vant de la sé­che­resse, des com­po­sants toxiques et pol­luants, leur per­met­tant ain­si de se di­ver­si­fier et de se dé­ve­lop­per. Une pro­prié­té qui les rend très in­té­res­sants pour la pro­tec­tion des champs.

UN BIOFILM, QUÈ­SA­CO ?

Un biofilm consiste en une com­mu­nau­té de mi­cro-or­ga­nismes spa­tia­le­ment or­ga­ni­sée, évo­luant dans une ma­trice prin­ci­pa­le­ment com­po­sée d'eau et de bio­po­ly­mères (po­ly­sac­cha­rides, pro­téines, ADN et li­pides), vi­vant sur une sur­face vi­vante (plante ou ani­male) ou inerte (roche).

Dans cette col­lec­ti­vi­té co­ha­bitent dif­fé­rents types de mi­cro-or­ga­nismes, comme les bac­té­ries, les cham­pi­gnons. Cer­tains dis­posent de par­ti­cu­la­ri­tés pou­vant être utiles contre les pa­tho­gènes. Ces mi­cro-or­ga­nismes de­viennent alors ce que les scien­ti­fiques ap­pellent des « agents de bio­con­trôle », utiles pour la pré­ser­va­tion des cul­tures.

Les bio­mo­lé­cules de la ma­trice ex­tracel­lu­laire, qui main­tiennent l'in­té­gri­té de la struc­ture du biofilm, em­pêchent la di­lu­tion des mo­lé­cules an­ti-pa­tho­gènes pro­duites par les agents de bio­con­trôle. Cette co­hé­sion rend l'ac­tion des agents de bio­con­trôle plus ef­fi­cace et plus vi­ru­lente contre les ma­la­dies at­ta­quant les plantes agri­coles que s'ils étaient dis­per­sés.

Cer­tains agents de bio­con­trôle sont dé­jà pré­sents sur les mar­chés agri­coles, en Eu­rope et en Amé­rique du nord prin­ci­pa­le­ment. Des bio­fon­gi­cides, bio­bac­té­ri­cides et bio­fer­ti­li­seurs sont ain­si pro­duits à par­tir de bac­té­ries comme Ba­cil­lus ve­le­zen­sis ou Ba­cil­lus sub­ti­lis, sé­cré­tant des sub­stances comme la sur­fac­tine, la fen­gy­cine ou l'itu­rine, qui peuvent être uti­li­sés sur nombre de cul­tures (blés, cham­pi­gnons de Pa­ris, avo­cats, fleurs, arbres frui­tiers, vignes) pour les pro­té­ger des ma­la­dies.

REDIRIGER LES MÉ­CA­NISMES NA­TU­RELS

Chaque an­née, c'est en­vi­ron 30 % des cul­tures qui sont per­dues à cause des ma­la­dies dues à des pa­ra­sites, ad­ven­tices (mau­vaises herbes) et autres mi­cro-or­ga­nismes pa­tho­gènes. Face à ces me­naces, le biofilm pour­rait of­frir une pro­tec­tion des ré­coltes, tout en ga­ran­tis­sant un im­pact mi­ni­mum sur l'en­vi­ron­ne­ment - la tech­nique du biofilm re­di­ri­geant et concen­trant les mé­ca­nismes an­ti-pa­tho­gènes des agents de bio­con­trôle.

Mal­gré ce po­ten­tiel consi­dé­rable, cette or­ga­ni­sa­tion par­ti­cu­lière des mi­cro-or­ga­nismes en bio­films a été jus­qu'à pré­sent plu­tôt igno­rée dans le do­maine du bio­con­trôle agri­cole.

En outre, les bio­films, à tra­vers les bac­té­ries qui les peuplent, pro­duisent des phy­to­hor­mones et des sti­mu­li qui vi­vi­fient la crois­sance des plantes et donc le ren­de­ment des terres agri­coles. Une étude de 2006 a ain­si mon­tré que la sur­face des feuilles de ta­bac a aug­men­té (de 36 % en­vi­ron) lorsque les plantes étaient ex­po­sées au 2,3-bu­ta­ne­diol, sub­stance pro­duite par la bac­té­rie Pseu­do­mo­nas chlo­ro­ra­phis.

SUR LES CHAM­PI­GNONS DE PA­RIS

Nous avons iden­ti­fié de nom­breuses études dé­mon­trant l'ac­tion fa­vo­rable des bio­films sur l'ex­pres­sion de cer­tains gènes utiles de bac­té­ries : chez Ba­cil­lus (dé­jà commercialisé comme agent de bio­con­trôle), par exemple, les cher­cheurs ont dé­mon­tré une sur­ex­pres­sion du gène res­pon­sable de la pro­duc­tion de ba­ci­ly­sine (un an­ti­bio­tique).

Il est main­te­nant né­ces­saire de prendre en compte la ca­pa­ci­té des agents de bio­con­trôle à vivre sous forme de bio­films pour aug­men­ter l'ef­fi­ca­ci­té de ce sys­tème de pro­tec­tion des ré­coltes. Pour les cher­cheurs, il s'agit aus­si de mettre en évi­dence les gènes res­pon­sables de cette or­ga­ni­sa­tion com­plexe ain­si que l'ef­fet de bio­con­trôle mis en jeu par ces mi­cro-or­ga­nismes.

Comme dans n'im­porte quelle so­cié­té, cer­tains or­ga­nismes col­la­borent en­semble plus fa­ci­le­ment que d'autres. Il nous faut ain­si iden­ti­fier les souches mi­cro­biennes tra­vaillant plus vo­lon­tai­re­ment en sy­ner­gie pour mettre au point les cock­tails mi­cro­bio­lo­giques les plus ef­fi­caces. Notre équipe de re­cherche s'es­saie ac­tuel­le­ment, avec des ré­sul­tats pro­met­teurs, à l'étude de la for­ma­tion de bio­films par un agent de bio­con­trôle uti­li­sé pour pro­té­ger les cul­tures des cham­pi­gnons de Pa­ris.

______ Par Ro­main Briandet, Di­rec­teur de re­cherche, spé­cia­liste des bio­films mi­cro­biens, IN­RA et Ca­ro­line Pandin, Doc­to­rante en mi­cro­bio­lo­gie, IN­RA

La ver­sion ori­gi­nale de cet ar­ticle a été pu­bliée sur The Conver­sa­tion

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