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Les rôles des bactéries et des champignons dans la nutrition végétale

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The Roles of Bacteria and Fungi in Plant Nutrition

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Bien que les plantes tirent leur nourriture de la photosynthèse,elles ont également besoin de minéraux et de nutriments. Certaines plantes dépendent d’organismes vivant dans le solpour acquérir efficacement les ressources du sol. Les rhizobactéries sont des procaryotes qui vivent en associationavec des racines de plantes. Cette classe diversifiée d’organismes reçoit une nutritiondes racines des plantes tout en apportant un soutienpour la plante de diverses manières. Ils peuvent, par exemple, produire des antibiotiquespour protéger la plante, absorber les produits chimiques indésirablesdu sol ou faciliter l’acquisitionde nutriments essentiels. L’azote est un composant essentiel des protéines et des acides nucléiques. Cependant, les plantes ne peuvent pas utiliser l’azote atmosphérique,car ils n’ont pas les moyens de le convertir enformulaires utiles. Au cours d’un processus appelé “fixation de l’azote”,Les procaryotes convertissent l’azote atmosphériqueà l’ammoniac, qui est modifié en ammonium. D’autres procaryotes convertissent l’ammoniac en nitrate. Le nitrate et l’ammonium peuvent être absorbés et utilisés par les plantes. Dans les légumineuses, comme les plantes de pois et de haricots,la fixation de l’azote se produit au niveau des structures racinaires spécialiséesappelés nodules. Dans cette relation symbiotique, Rhizobiafixer l’azote atmosphérique et faireil est biodisponible pour les plantes, tandis que les bactéries reçoiventdes nutriments essentiels de la légumineuse, auxquelleselles sont associés à. La plupart des espèces végétales sont également associéesavec des champignons dans une relation mutuellement bénéfique. Les champignons, appelés “mycorhizes”, reçoivent une nutritionde l’usine. En retour, les mycorhizes peuvent accéderles réserves d’éléments nutritifs dans le solnon disponible pour les plantes. Par exemple, les champignons facilitent l’acquisitionde phosphate, de cuivre et de zinc. Les champignons peuvent également fonctionner comme une barrière physiquecontre les agents pathogènes ou produire des antibiotiquespour protéger la plante.

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Les rôles des bactéries et des champignons dans la nutrition végétale

Les plantes ont la capacité impressionnante de créer leur propre nourriture grâce à la photosynthèse. Cependant, les plantes ont souvent besoin de l’aide d’organismes dans le sol afin d’acquérir les nutriments dont elles ont besoin pour fonctionner correctement. Les bactéries et les champignons ont développé des relations symbiotiques avec les plantes qui aident l’espèce à prospérer dans une grande variété d’environnements.

Les bactéries collectives résidant dans et autour des racines des plantes sont appelées la rhizosphère. Ces espèces bactériennes vivant dans le sol sont incroyablement diverses. Bien que certaines puissent être pathogènes, la plupart ont des rôles qui soutiennent la santé des plantes. En échange, les bactéries reçoivent une alimentation de la part des plantes sous forme de glucides, d’acides aminés et d’acides nucléiques.

Les bactéries appelées rhizobactéries peuvent protéger les plantes en produisant des antibiotiques ou en absorbant les métaux toxiques dans le sol. En outre, les bactéries aident les plantes en accédant à des réserves autrement inutilisables de nutriments dans le sol. Par exemple, les plantes n’ont pas les machineries moléculaires pour utiliser directement l’azote de l’atmosphère. Au lieu de cela, elles prennent de l’azote sous forme d’ammonium (NH4+) et de nitrate (NO3-), qui est généré par des bactéries résidant dans le sol.

Au cours d’un processus appelé fixation de l’azote, les bactéries vivant dans le sol transforment l’azote atmosphérique en ammoniac. La fixation de l’azote nécessite de grandes quantités d’ATP que les bactéries dérivent des glucides fournis par les plantes. D’autres groupes de bactéries transforment l’ammoniac en nitrate au cours d’un processus en deux étapes appelé nitrification. Ces processus fournissent aux plantes des formes d’azote qu’elles peuvent utiliser pour synthétiser les protéines et les acides nucléiques.

Les champignons participent également à des relations symbiotiques avec les plantes. Les scientifiques pensent que la relation mutualiste entre les plantes et les champignons mycorhizes a été une adaptation clé dans la colonisation réussie des terres, aidant les premières plantes à acquérir des éléments essentiels du sol. Les mycorhizes modernes servent à l’acquisition d’eau, à la signalisation de facteur de croissance et à la protection des plantes. Les ectomycorhizes couvrent les racines et aident à absorber l’eau et les minéraux. Dans le même temps, les mycorhizes arbusculaires sont incorporées dans le tissu racinaire, augmentant le contact entre les cellules végétales et les filaments ramifiés du champignon, appelés des hyphes.

Suggested Reading

Kraiser, Tatiana, Diana E. Gras, Alvaro G. Gutiérrez, Bernardo González, and Rodrigo A. Gutiérrez. “A Holistic View of Nitrogen Acquisition in Plants.” Journal of Experimental Botany 62, no. 4 (February 2011): 1455–66. [Source]

Mendes, R, Garbeva, P, Raaijmakers, JM. “The rhizosphere microbiome: significance of plant beneficial, plant pathogenic, and human pathogenic microorganisms.” FEMS Microbiol Rev. 2013 Sep 37(5):634-63. [Source]

van der Heijden, MG, Martin, FM, Selosse, MA, Sanders, IR. “Mycorrhizal ecology and evolution: the past, the present, and the future.” New Phytol. 2015 Mar 205(4):1406-23. [Source]