Au XIXe siècle, le célèbre agent pathogène Phytophthora infestans a provoqué une grande famine en Irlande et dans d'autres régions d'Europe occidentale. Aujourd'hui encore, il constitue une menace majeure pour la production alimentaire mondiale. La manière dont cet organisme de taille microscopique et d'autres membres du genre Phytophthora parviennent à pénétrer mécaniquement dans la couche protectrice des feuilles des cultures a longtemps été un mystère. Dans le cadre d'une collaboration unique, des experts de l'université et de la recherche de Wageningue en pathologie végétale, en biologie cellulaire et en physique ont trouvé une réponse à cette question. Leur découverte fournit également de nouvelles pistes pour rendre la lutte contre le Phytophthora plus efficace, plus efficiente et plus durable à long terme. Leurs résultats sont publiés dans Nature Microbiology.
Les plantes sont constamment menacées par toutes sortes d'agents pathogènes. Un certain nombre de ces intrus portant le difficile nom de Phytophthora (littéralement : destructeur de plantes), causent chaque année d'énormes dégâts à toutes sortes de cultures, comme les pommes de terre, les tomates, les aubergines, le cacao, les poivrons, le soja et les palmiers dattiers, ainsi qu'aux forêts et aux réserves naturelles. Le Phytophthora ne constitue pas seulement une menace majeure pour notre sécurité alimentaire, mais il entraîne également d'importants dommages économiques. Le secteur de la pomme de terre subit des dommages annuels d'environ 6 à 7 milliards d'euros.
La lutte contre le Phytophthora est et reste problématique, en partie parce que l'agent pathogène et sa cible sont engagés dans une course aux armements permanente. Des ressources considérables sont investies dans le développement de cultures résistantes par le biais de la sélection végétale, dans le but de devenir moins dépendant de la protection chimique des cultures. On s'intéresse également de plus en plus à de nouvelles formes de cultures mixtes.
Infographie qui illustre comment le Phytophthora accède à une plante/ Image : WUR
Utiliser les connaissances de la mécanique
Une autre option s'offre désormais au secteur : empêcher le Phytophthora d'accéder à une plante. Les plantes sont équipées d'une couche protectrice qui sert à empêcher les intrus comme le Phytophthora d'entrer. Pourtant, cet agent pathogène de taille microscopique (moins d'un dixième de l'épaisseur d'un cheveu humain) est capable de pénétrer cette couche et d'initier son processus de maladie dans les plantes. Malgré des décennies de recherche, sa pénétration mécanique dans cette couche reste un mystère. Pour résoudre ce problème, les phytopathologistes et les biologistes cellulaires de la WUR ont uni leurs forces à celles des physiciens de la WUR. Ces derniers sont des spécialistes de la mécanique, une branche de la physique qui étudie comment les objets et les matériaux se déplacent et réagissent sous l'action des forces qui s'exercent sur eux. Leurs connaissances combinées, ainsi que les nouveaux outils de recherche développés en collaboration, pourraient enfin apporter une solution à cette énigme.
Un couteau bien aiguisé
« Nous avons découvert que Phytophthora utilise des moyens astucieux pour aiguiser sa structure d'infection tubulaire afin de pouvoir ensuite découper la surface de la plante avec un couteau aiguisé. Grâce à cette stratégie, Phytophthora est capable d'infecter son hôte, sans force brute et avec une consommation minimale d'énergie. C'est la première fois que ce mécanisme est mis au jour, et il s'agit vraiment d'une découverte fondamentale », déclare Joris Sprakel, professeur de chimie physique.
Pour plus d'informations :
wur.nl