Dans les barbecues d’arrière-cour d’aujourd’hui, nous dégustons du maïs en épi avec des centaines de grains sucrés et juteux. Mais si nous mangions de la téosinte, l’ancêtre sauvage du maïs, nous aurions la chance de profiter d’une dizaine de grains par épi. En fait, bon nombre de nos cultures modernes ressemblent peu à leurs ancêtres sauvages. Grâce à des milliers d’années d’élevage, ou « sélection artificielle », les cultures d’aujourd’hui sont savoureuses et produisent des rendements élevés. Cependant, ils peuvent avoir subi des changements supplémentaires qui sont plus difficiles à voir (ou à goûter).
Alors que les humains ont amélioré les cultures en fonction de nos goûts et de nos systèmes agricoles, le processus de sélection peut également modifier des traits que les sélectionneurs n’ont pas intentionnellement ciblés. En sélectionnant des cultures pour l’agriculture moderne, nous avons peut-être rendu les plantes plus dépendantes d’intrants tels que les engrais, qui sont énergivores à produire et provoquent souvent une pollution par les nutriments. Des études suggèrent que les communautés microbiennes associées au maïs se sont déplacées au cours de son histoire de domestication. Ces microbes peuvent jouer un rôle important dans les processus écosystémiques tels que le cycle de l’azote, convertissant l’azote en formes auxquelles les plantes peuvent facilement accéder et utiliser.
Dans « N-Cycling Microbiome Recruitment Différences entre moderne et sauvage Zea maysa« -publié par Journal des phytobiomes en juin – Alonso Favela, Martin Bohn et Angela Kent ont étudié ces changements évolutifs dans le recrutement de microbes associés aux racines. Pour ce faire, ils ont cultivé à la fois du maïs domestiqué moderne et du téosinte sauvage dans une serre et ont introduit des communautés microbiennes similaires dans le sol. Une fois que les plantes ont poussé, le sol entourant leurs racines a été collecté. Les chercheurs ont ensuite utilisé le séquençage de l’ADN pour étudier la composition du microbiome de chaque plante, y compris les gènes liés au cycle de l’azote.
Les chercheurs ont découvert que les plantes domestiquées recrutaient différents microbes du sol que leurs parents sauvages, y compris des microbes impliqués dans le cycle de l’azote. Le fait que la plante soit sauvage ou domestiquée expliquait 62% de la variation de la diversité des gènes du cycle de l’azote des communautés microbiennes associées et 66% de l’abondance des gènes du cycle de l’azote. En d’autres termes, des milliers d’années de sélection artificielle semblent avoir entraîné des différences substantielles dans la manière dont ces cultures recrutent l’aide des microbes pour accéder à l’azote. L’examen du passé évolutif du maïs peut fournir des indices sur la façon dont ces plantes pourraient prospérer sans une forte dépendance aux engrais synthétiques. « Comprendre comment la téosinte sauvage façonne son microbiome à cycle N peut nous permettre d’apporter ces traits à la production de maïs moderne pour améliorer la durabilité des nutriments », explique l’auteur principal Favela.
« Cette [research] met en évidence le potentiel d’utilisation de la variation génétique de la téosinte pour «régénérer» le microbiome de nos cultures agricoles modernes afin de créer un système agricole plus durable et efficace », déclare Favela. Si nous pouvons sélectionner des cultures qui recrutent mieux des microbes utiles comme leurs ancêtres, nous pourrions réduire notre dépendance aux engrais synthétiques et réduire la pollution par les nutriments qui détruit tant d’écosystèmes.
Alonso Favela et al, Différences de recrutement du microbiome à cycle N entre Zea mays moderne et sauvage, Journal des phytobiomes (2021). DOI : 10.1094/PBIOMES-08-21-0049-R
Fourni par la société américaine de phytopathologie