Quand les plantes, les champignons et les bactéries s’unissent pour décontaminer les sols pollués
La capacité de certaines espèces d’arbres à réhabiliter des sites contaminés repose sur des interactions complexes entre leurs racines, les champignons et les bactéries du sol. Voilà ce qu’une étude menée par des experts en bio-informatique et en biologie végétale de l’Université McGill et de l’Université de Montréal vient de mettre en évidence.
Certains arbres à croissance rapide, tels les saules, sont connus pour tolérer et même décontaminer des sols pollués par des résidus pétroliers ou des métaux lourds. Ce processus de réhabilitation des sols, la phytoremédiation, est souvent associé au métabolisme secondaire, c’est-à -dire la production de molécules spécialisées qui aident les plantes à tolérer des stress environnementaux.
Les récents résultats obtenus par ces scientifiques montréalais et laissent supposer que des relations symbiotiques avec les microbes du sol sous-tendent la capacité des saules à croître dans cet environnement stressant. En utilisant des technologies de pointe permettant l’analyse de l’expression des gènes de plusieurs organismes simultanément, les chercheurs ont étudié les racines de saules à croissance rapide poussant sur un site contaminé dans la région montréalaise. Ils ont découvert que la dégradation des hydrocarbures dans le sol serait le résultat d’interactions complexes entre différentes espèces de champignons mycorhiziens (qui forment un réseau symbiotique avec les racines végétales) et certaines bactéries.
«ĚýNous abordons habituellement les travaux en gĂ©nĂ©tique en limitant la recherche Ă un seul organisme ou Ă un règne Ă la foisĚý», prĂ©cise Emmanuel Gonzalez, auteur principal de l’étude et spĂ©cialiste en bio-informatique au Centre canadien de gĂ©nomique computationnelle de l’UniversitĂ©ĚýMcGill. «ĚýLe plus Ă©tonnant dans cette recherche a Ă©tĂ© de constater que l’étude de la gĂ©nĂ©tique des organismes vivants dans le sol a permis de brosser un portrait biologique plus prĂ©cis. Ces rĂ©sultats portent Ă croire que de telles interactions mutualistes complexes seraient la norme Ă l’extĂ©rieur des laboratoires.Ěý»
NicholasĚýBrereton, attachĂ© de recherche Ă l’Institut de recherche en biologie vĂ©gĂ©tale de l’UniversitĂ© de MontrĂ©al et auteur en chef de l’étude, ajouteĚý: «ĚýNous avons abordĂ© l’étude en prĂ©sumant qu’il Ă©tait possible de mieux intĂ©grer la bio-informatique et la biologie afin de mettre en Ă©vidence la diversitĂ© des fonctions activĂ©es dans un système racinaire stressĂ©. Cette dĂ©marche nous a rapidement permis d’apporter des amĂ©liorations techniques grâce auxquelles nous avons pu observer l’expression gĂ©nique dans plusieurs types d’organismes, ce qui nous a permis de faire des avancĂ©es importantes dans ce domaine de la biologie environnementale. Nous espĂ©rons que ces rĂ©sultats pourront montrer la puissance d’une collaboration interdisciplinaire afin de mieux comprendre la complexitĂ© des interrelations du monde vivantĚý».
L’article intitulĂ© «ĚýTrees, fungi and bacteria: tripartite metatranscriptomics of a root microbiome responding to soil contaminationĚý», par E.ĚýGonzalez et coll., a Ă©tĂ© publiĂ© dans la revue Microbiome le 21Ěýmars 2018.
Cette Ă©tude a Ă©tĂ© financĂ©e par GĂ©nomeĚýCanada, GĂ©nomeĚýQuĂ©bec, le Conseil de recherche en sciences naturelles et en gĂ©nie du Canada, BioFuelNet Canada et les RĂ©seaux de centres d’excellence du Canada.
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De nouvelles données génétiques laissent supposer que les saules seraient en mesure de tolérer la pollution par l’apport en sucres qu’ils fournissent aux champignons mycorhiziens environnant leurs racines, et qu’à leur tour, les champignons procurent des nutriments aux bactéries qui dégradent les hydrocarbures.
IMAGEĚý: Image de champignons ectomycorhiziens, par HuguesĚýMassicotte, professeur en Ă©cologie et gestion forestières Ă l’UniversitĂ© du Nord de la Colombie-Britannique
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Nicholas Brereton
Université de Montréal, l’Institut de recherche en biologie végétale
nicholas.brereton [at] umontreal.ca
Emmanuel Gonzalez
Centre canadien de génomique computationnelle
Centre d'innovation Génome Québec et Université McGill
emmanuel.gonzalez [at] mcgill.ca
Chris Chipello
Université McGill, Relations avec les médias
514-398-4201
christopher.chipello [at] mcgill.ca
Jeff Heinrich
Université de Montréal, Relations avec les médias
514 343-7593
jeff.heinrich [at] umontreal.ca
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