Les engrais azotés de l’agriculture contribuent de manière significative au réchauffement climatique. Un nouveau concept de reproduction, en particulier pour le blé, pourrait permettre la fertilisation de l’azote. Ce principe d’Holobionte place les interactions complexes entre les plantes et les microbiomes du sol au centre de l’élevage des plantes. En combinaison avec l’apprentissage automatique, de nouvelles variantes de blé pourraient être utilisées, mais aussi d’autres cultures qui résident contre le changement climatique et contribuent à la santé du sol. Deux études actuelles sous la direction de Wolfram Weckwerth de l’Université de Vienne apparaissent dans les magazines Biotechnologie des plantes ET Tendances de la science des plantes.
Afin de garantir l’offre mondiale de nourriture et d’animaux, l’agriculture intensive est basée sur des engrais azotés. Cependant, plus de la moitié de la quantité annuelle d’azote atteint l’atmosphère et dans l’eau inutilisée. Ces pertes entraînent des problèmes tels que la pollution de l’air et de l’eau, le sol sale, le changement climatique, la destruction de la couche de l’ozone stratosphérique et le déclin de la biodiversité. La réduction de cette perte d’azote pourrait donc non seulement apporter des avantages économiques, mais également améliorer la santé humaine et contribuer à faire face au changement climatique.
Le concept d’Holobiont: pensez aux plantes et aux microbes ensemble
Wolfram Weckwerth souligne que l’amélioration durable de la stabilité et de la résilience des cultures devrait non seulement se concentrer sur les plantes, mais aussi sur le microbiome autour des racines et des feuilles. Il explique: “L’évolution des plantes est considérablement déterminée par l’interaction avec les micro-organismes, mais l’écologie de la plante holobiont n’est certainement pas étudiée au niveau moléculaire. Cependant, ces relations offrent d’énormes avantages pour l’agriculture durable (Bn.
Le blé comme frein naturel pour la perte d’azote
Dans une étude récente, l’équipe internationale a examiné le potentiel de différentes variétés de blé pour la production de BNI. Les résultats montrent une variation naturelle claire de l’activité BNI entre les lignes de blé d’élite examinées. “Notre analyse des excrétions racinaires – des connexions complexes qui sont émises par le système radical des variétés de blé – montre des différences significatives entre les variétés”, explique Arindam Ghatak, le premier auteur de l’étude. “Celles-ci favorisent ou inhibent les compositions spécifiques du microbiome et permettent la sélection de lignes avec des activités BNI particulièrement élevées.” En utilisant ces variétés spécifiques, les agriculteurs pourraient utiliser un moins d’engrais azotés à l’avenir. Une étape cruciale contre le trouble mondial du cycle de l’azote par l’homme.
Élevage de plantes basées sur les données pour un avenir durable
Afin d’utiliser efficacement ce concept de base naturel, une équipe internationale de chercheurs sous la direction de Wolfram Weckwerth du “Laboratory of Molecular Systems Biology (MOSYS)” et “Archaea Biology and Ecogenomics Lab” de l’Université de Vienne de Vienne ont développé un nouveau concept de reproduction. Soutenu par les institutions partenaires en Grèce, en Australie, en Inde, au Japon, au Canada, aux États-Unis et au Mexique, le concept d’Holobiont se concentre sur les interactions complexes entre les plantes et les microbiomes de sol au centre de la reproduction des plantes. À l’aide d’un modèle de travail basé sur des données innovantes, la génétique des plantes, la recherche de microbiome et les technologies panomiques sont combinées afin de créer des données très génératives.
“En combinaison avec des algorithmes d’apprentissage automatique, cela ouvre une plate-forme de reproduction prometteuse pour créer de nouvelles variantes de blé et autres cultures avec un grand potentiel, mais aussi une forte résilience contre le changement climatique et une augmentation de la santé des sols”, a déclaré Weckwerth. Le concept d’Holobiont marque donc un changement de paradigme: il combine l’écologie, la biologie des systèmes et la technologie de reproduction, souligne l’intégration étroite des systèmes écologiques et ouvre donc de nouvelles façons d’agriculture pour économiser des ressources.
Aridam Ghatak, Alexandros E. Televolos, Cristina López-Hidalgo, Andrea Malits, Yuhang Meng, Florian Schinler, Shuang Zhang, Zahang Li, Steffen Waldherr, Hugo Ribeiro, Merou, Maximili, Morgan H. Mir, Dimitier, Dimitier. Dimitaros, Dimitaros, Dimitaros, Dimitaros, Dimitaros, Dimitaros, Dimitaros, Dimitaros, Dimitaros, Dimitaros, Dimitaros, Dimitaros, Dimititio, Dimitaros, Dimitier, Dimitier, Dimitaros, Dimitie, Dimitie, Papadopolo de la racine de blé transdée du métaolome et de son influence sur l’inhibition des deux pièces sur l’inhibition de la bilision. Dans Biotechnology Newspaper of Plantes2025.
Deux: 10.1111 / pbi.70248
Wolfram Weckwerth; Palak Chaturvedi; Ardinm Ghatak; Melina Kerou; Vanika Garg; Abhishek Bohra; Guntur V. Subbarao; Lisa Stein; Charista Schleper; Rajeev K. Varsney; Sieglinde Snapp: Variation naturelle de l’Holobion pour les agroécosystèmes durables. Dans Tendances de la science des plantes2025.
Fig. 1: Weizenfeld dans Tullnerfeld. C: Weckwerth
Fig. 2: Représentation schématique du cycle de l’azote inorganique dans le sol et le rôle du BNI à partir des excrétions des racines dans l’inhibition du processus de nitrification. C: Ghatak / Weckwerth
Fig. 3: réseau d’interaction complexe de métabolites des points de vente BNI et des activités dans différents remottes de blé. C: Ghatak / Weckwerth
Fig. 4: Le consortium international pour l’élevage de céréales durables sous la direction de l’Université de Vienne. C: Ghatak / Weckwerth
