ProBioSec : un projet régional sur la recherche de biostimulant pour améliorer la tolérance des plantes à la sécheresse

Publié par François HERICOURT, le 22 octobre 2021   480

Figure 1 : peuplier de la plantation expérimentale utilisée dans ce projet (© R. Fichot)

Le projet ProBioSec est un projet de recherche avec une partie fondamentale et une partie appliquée, qui bénéficie d’un financement de la région Centre-Val de Loire pour trois ans (APR IR 2020-2023). Son objectif principal est d’identifier de nouvelles molécules, à partir de feuilles de peuplier, capables d’agir comme biostimulants pour améliorer la tolérance des plantes à la sécheresse.

Les biostimulants sont des fertilisants qui stimulent le processus naturel de nutrition des végétaux améliorant ainsi la croissance et la tolérance aux stress environnementaux. Il s’agit de molécules organiques ou minérales qui peuvent être utilisées en agriculture biologique et constituent une alternative aux produits phytopharmaceutiques dans le cadre d’un développement durable. De plus, le marché des biostimulants est en pleine expansion et constitue un secteur économique très prometteur.

Ce projet est porté par l’équipe « Signalisation Cellulaire » du Laboratoire de Biologie des Ligneux et des Grandes Cultures (LBLGC) de l’Université d’Orléans. Ce laboratoire consacre ses activités de recherche aux thématiques liées à l’adaptation des plantes et des insectes aux stress environnementaux. A ce titre, notre laboratoire est également reconnu comme une unité de l’INRAE (USC 1328) avec qui nous collaborons activement.

Au sein du projet ProBioSec, nous avons regroupé 7 partenaires en région Centre-Val de Loire :

  • 2 partenaires académiques de l’Université d’Orléans

LBLGC (coordinateur de projet)

ICOA (Institut de Chimie Organique et Analytique)

  • 2 stations d’expérimentation végétale

CDHR-CVL (Comité de Développement Horticole de la Région CVL)

IFV-Pôle Val de Loire-Centre (Institut Français de la Vigne et du vin en région CVL)

  • 2 associations professionnelles pour la promotion des filières

Vinopôle-Centre Val de Loire (promotion filière vini-viticulture en région CVL)

FiBois (promotion filière bois-forêt en région CVL)

  • 1 partenaire industriel

CAAHMRO (fournitures pour toutes les filières végétales)

Figure 2 : interaction entre les différents partenaires du projet

Dans le contexte actuel de réchauffement climatique, la gestion de la ressource en eau constitue un des enjeux majeurs auxquels doivent faire face les acteurs socio-économiques impliqués dans les filières agricoles et sylvicoles. Ainsi, optimiser la tolérance des cultures végétales (horticole, viticole, arboricole, maraîchère, forestière, etc...) à la sécheresse est une priorité pour ces acteurs aussi bien à l'échelle internationale, nationale que régionale. A cet égard, la région a donc défini une politique dans le domaine de l'Agriculture et Forêt (AF) pour limiter l'impact environnemental des pratiques agricoles sur les ressources en eau et afin de répondre aux attentes très fortes vis-à-vis de la transition agro-écologique.

Dans ce domaine (AF), le projet ProBioSec découle des thématiques développées par le LBLGC depuis de nombreuses années sur les relations plantes/stress environnementaux. Le LBLGC a ainsi acquis, de longue date, une expertise reconnue dans l’étude des relations peuplier/sécheresse. En particulier, notre équipe « Signalisation Cellulaire » concentre ses travaux de recherche sur les étapes précoces de la réponse moléculaire du peuplier à la sécheresse. Dans ce contexte, nous avons identifié une voie de signalisation impliquée dans la perception de la contrainte hydrique au niveau cellulaire chez cet arbre modèle. Ces recherches, qui ont fait l’objet de plusieurs publications, ont permis de montrer l’existence, au sein de cette voie, de deux récepteurs potentiellement impliqués dans la tolérance à la sécheresse.

Figure 3 : schéma de la voie de signalisation en réponse à un stress sécheresse

Ce projet se propose d’étudier plus finement ces deux récepteurs et surtout d’identifier leurs molécules ligands potentielles. De telles molécules pourraient constituer des biostimulants pour l'amélioration de la tolérance des cultures végétales à la sécheresse. Ce possible effet biostimulant sera testé sur différentes espèces végétales et en cas d’effet avéré, une étude en vue d’une exploitation commerciale sera réalisée.

Le projet ProBioSec se compose donc de 2 parties, chacune divisée en 2 sous-parties :

  • Partie fondamentale

- Étude fine des récepteurs (LBLGC et ICOA)

-> Approches combinées : génétique, biochimique et structurale

- Identification des molécules fixées par les récepteurs (LBLGC et ICOA)

-> Approches ciblée et aléatoire : développement d’un système de criblage original par fluorescence

Figure 4 : levures fluorescentes lors d’un stress, observées sous microscope

  • Partie appliquée

- Analyse de l’effet biostimulant sur plantes (CDHR et IFV-Vinopôle)

-> Tests sur plusieurs espèces horticoles et cépages de vigne

- Étude pour une exploitation commerciale (CAAHMRO et FiBois)

-> Étude de marché et mise en place d’une filière d’approvisionnement

Le dernier point important du projet réside dans le fait que les molécules seront identifiées à partir d'extraits végétaux de feuilles de peuplier. Actuellement, les peupliers sont cultivés uniquement pour leur bois, alors que la biomasse importante que représentent leurs feuilles n’est que peu exploitée. Ce projet permettrait donc de valoriser une biomasse existante peu utilisée et de rentrer ainsi dans le cadre vertueux d’une agriculture circulaire.

Figure 5 : plantation expérimentale utilisée dans le cadre de ce projet (© R. Fichot)

Pour plus de détails sur l’équipe « Signalisation Cellulaire » du LBLGC, rendez-vous sur notre page internet https://www.univ-orleans.fr/fr/lblgc/equipes/signalisation-cellulaire