Les rhizobiums dans l'agriculture durable : la spécificité est essentielle
L'azote - vital pour la croissance des plantes
L'azote est essentiel à la croissance des plantes et à la synthèse de la chlorophylle. C'est l'un des éléments les plus abondants sur terre, mais la carence en azote est probablement le problème nutritionnel le plus courant pour les plantes du monde entier. Un pourcentage très élevé de l'azote total présent dans le sol est sous forme organique, mais cette forme d'azote n'est pas directement disponible pour les plantes. Les plantes peuvent absorber l'azote du sol sous forme de nitrate (NO3-) et d'ammonium (NH4+). L'azote est également l'élément le plus abondant dans l'atmosphère terrestre, mais les plantes ne sont pas en mesure de prélever leur azote directement de l'air.
Ces bactéries du sol Gram négatif sont capables de fixer l'azote.
Le rôle des rhizobiums dans la fixation de l'azote
C'est là que les rhizobiums (Rhizobium, Bradyrhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium et autres) peuvent être utiles. Ces bactéries du sol Gram négatif sont capables de fixer l'azote. Les rhizobiums peuvent convertir l'azote atmosphérique (N2) en ammoniac (NH3).
Installation des rhizobiums et nodulation
Les plantes hôtes, en l'occurrence les légumineuses, sécrètent une molécule de signal chimique, le flavonoïde, pour attirer les espèces de Rhizobium avec lesquelles elles peuvent interagir. Le Rhizobium répond à cet appel à l'aide en colonisant les poils racinaires. Les bactéries s'ancrent à la surface du chevelu racinaire et la plante et les bactéries produisent des composés qui renforcent l'attachement. Ensuite, les rhizobiums produisent des composés appelés facteurs Nod qui provoquent l'enroulement des poils racinaires colonisés (suivi de nombreux autres processus pour compléter la nodulation). Les facteurs Nod provoquent l'enroulement des poils racinaires colonisés, puis les bactéries 𝑅ℎ𝑖𝑧𝑜𝑏𝑖𝑢𝑚 pénètrent dans les poils racinaires. Une fois que les bactéries atteignent la racine elle-même, elles stimulent les divisions cellulaires qui conduisent à la formation du nodule.
Spécificité du couple rhizobium-culture - une interaction précise
L'interaction entre les rhizobiums et les cultures est très spécifique. Les rhizobiums ne forment des relations symbiotiques qu'avec les légumineuses et même cette interaction est très spécifique. Les facteurs Nod qui provoquent l'enroulement de la racine colonisée ont été identifiés comme étant des lipochito-oligosaccharides (LCOs). Des variations de leurs structures déterminent la compatibilité entre l'espèce 𝑅ℎ𝑖𝑧𝑜𝑏𝑖𝑢𝑚 et une plante hôte particulière.
Les combinaisons réussies sont par example le soja avec Bradyrhizobium japonicum, la luzerne avec Sinorhizobium melilotii, les pois avec Rhizobium leguminosarum bv. Viceae, le lotus avec Mesorhizobium loti, ou les haricots avec Rhizobium legumninosarum bv. Phaseoli.
Certaines espèces de rhizobium sont des fixateurs d'azote relativement efficaces, tandis que d'autres ne le sont pas, et la colonisation par des fixateurs d'azote médiocres peut supprimer le niveau de nodulation des souches efficaces.
(Les genres microbiens précités se composent tous d'une grande variété d'espèces et de souches. Les effets bénéfiques précis de ces microbes dépendent de l'espèce et de la souche spécifiques utilisées).
Whitepaper: Formulating Biologicals for Agriculture
