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Des chercheurs utilisent un nouvel outil pour étudier le stress chez les bactéries colonisant les racines

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LOGAN, UTAH - Une solution aux nombreux défis de l'agriculture - sécheresse induite par le changement climatique, moins de terres arables et diminution de la qualité de l'eau, pour n'en nommer que quelques-uns - consiste à développer des engrais plus intelligents. De tels engrais viseraient non seulement à nourrir la plante mais aussi à maximiser les effets positifs des bactéries du sol sur la plante. Puiser dans le microbiome d'une plante peut être la couche supplémentaire de défense dont les cultures ont besoin pour prospérer.

Dans leur étude publiée le 4 décembre dans Nature: Rapports scientifiques, des chercheurs de l'Utah State University ont analysé les effets de deux facteurs de stress abiotiques sur Pseudomonas chlororaphis O6 (PcO6), une bactérie bénéfique pour la santé originaire des racines du blé des terres arides du nord de l'Utah. Ils ont découvert que le stress peut provoquer des changements de composition dans les structures extracellulaires de la bactérie appelées vésicules de la membrane externe ou OMV. Les scientifiques savent depuis longtemps que les cellules bactériennes libèrent des OMV, mais cette étude demande quels facteurs déclenchent leur libération et comment la myriade de fonctions de ces structures peut être exploitée au profit de la culture.

La clé de cette étude est de comprendre que les bactéries ne sont pas toujours mauvaises.

"Il y a beaucoup plus d'emphase sur ce qu'on appelle la" révolution du microbiome ", vous savez, le fait que vous portez actuellement quatre livres de bactéries sur votre corps, et ce n'est pas si mal ; en fait, c'est surtout tout bon », a déclaré David Britt, professeur titulaire de génie biologique à l'État de l'Utah. "Les plantes ont également un microbiome, ou" deuxième génome ", et il est très important d'essayer de comprendre comment ce microbiome interagit avec l'environnement et sa plante hôte."

Un autre élément clé de cette étude est de comprendre que le stress peut être bon. La bactérie étudiée ici, par exemple, protège le blé de la sécheresse en formant un film autour de ses racines. Mais en introduisant de minuscules particules de micronutriments, ces avantages pourraient être renforcés.

"Un peu de stress est nécessaire", a déclaré Britt. "Vous pouvez réellement amorcer l'ensemble du système pour faire mieux en cas de sécheresse."

L'instrument et les algorithmes utilisés dans l'étude sont tout aussi importants pour les résultats. C'est la première fois que des chercheurs utilisent la spectroscopie Raman pour étudier les OMV de bactéries colonisant les racines. "Nous aurions pu faire beaucoup d'analyses coûteuses pour comprendre toutes ces différentes choses qui nous intéressaient", a déclaré Elizabeth Vargis, professeure agrégée de génie biologique à l'USU.

Au lieu de cela, a expliqué Vargis, l'utilisation de la spectroscopie Raman couplée à un algorithme d'apprentissage automatique leur a permis d'identifier le type de stress que les bactéries subissaient lors de la libération de ces OMV et les changements de composition dépendant du stress. Ces changements observés ont des implications pour la communication cellule à cellule et la communication bactérie-plante, qui sont essentielles pour mieux comprendre le microbiome.

L'étude a été soutenue en partie par la National Science Foundation, la Utah State University Agriculture Experiment Station et l'USDA National Institute of Food and Agriculture, mais ses implications s'étendent au-delà de l'agriculture. La spectroscopie Raman supportée par les algorithmes d'apprentissage automatique est un outil puissant qui peut être utilisé dans n'importe quelle étude biologique. "Une cellule cancéreuse dans votre corps libérera des vésicules extracellulaires avant que nous puissions souvent détecter le cancer par d'autres méthodes", a déclaré Britt. "C'est une technique très sensible."

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https: //ingénierie.d'habitude.edu /nouvelles/alimentation principale/2021 /soutenir-les-chercheurs-du-deuxième-génome-utiliser-un-nouvel-outil-pour-étudier-le-stress-dans-les-bactéries-colonisatrices-racinaires

Source : https://bioengineer.org/researchers-use-new-tool-to-study-stress-in-root-colonizing-bacteria/

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