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LES CHAMPIGNONS MYCORHIZIENS PEUVENT-ILS AMÉLIORER LA QUALITÉ DES FRUITS ET LÉGUMES ?

Par : Manuela Giovannetti, Université de Pise, Italie - courriel : manuela.giovannetti@unipi.it

 

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Les micro-organismes bénéfiques du sol jouent un rôle clé dans l'agriculture durable, en favorisant l'achèvement des cycles biogéochimiques, en maintenant la fertilité du sol à long terme, en réduisant l'apport d'engrais chimiques et de pesticides et en améliorant la nutrition et la santé des plantes. Parmi eux, les champignons mycorhiziens à arbuscules (AMF), membres de la Glomeromycotina, constituent un groupe de microbes bien représenté, établissant des symbioses mutualistes avec plus de 80 % des plantes terrestres, y compris les principales cultures alimentaires, des céréales aux légumineuses, les arbres fruitiers, les légumes, les plantes médicinales et les espèces économiquement importantes, telles que le tournesol, le coton, la canne à sucre, le tabac, le café, le thé et le cacao.

Les AMF sont des symbiotes obligatoirement biotrophes qui obtiennent du carbone de la plante et, en retour, transfèrent les nutriments minéraux du sol à leurs hôtes. Les AMF améliorent les performances et la santé des plantes en augmentant leur tolérance aux stress biotiques et abiotiques, la séquestration du carbone et l'agrégation du sol.

Des découvertes récentes ont montré que l'AMF peut moduler le métabolisme secondaire des plantes, en augmentant l'activité des enzymes antioxydantes et en favorisant la production de composés bénéfiques pour la santé, un sujet qui a suscité un intérêt et une attention croissants non seulement dans la littérature scientifique, mais aussi dans la communauté des consommateurs et des producteurs. En effet, les substances phytochimiques, telles que les polyphénols, les glucosinolates, les flavonoïdes et les caroténoïdes, peuvent réduire les dommages oxydatifs, prévenir les maladies chroniques et cardiaques, et diminuer le risque de mortalité par cancer.

De nombreux travaux ont rapporté un certain nombre de données sur les changements métaboliques induits par l'AMF, avec un accent particulier sur les substances phytochimiques ayant une importance thérapeutique, telles que la biochanine A, la formononétine, la génistéine, la daidzéine, qui peuvent être actives dans la prévention de l'ostéoporose et des maladies dégénératives, les lactones sesquiterpéniques, actives dans l'inhibition de la prolifération cellulaire et de la croissance tumorale, les furanocoumarines et les ptérocarpans, induisant l'apoptose dans les lignées cellulaires de carcinome du côlon humain.

Diverses plantes médicinales et aromatiques ont été étudiées pour leur réponse aux symbioses mycorhiziennes, en termes de composés phytochimiques favorables à la santé. Par exemple, le basilic doux a montré des niveaux plus élevés de composés antioxydants, tels que l'acide rosmarinique et l'acide caféique, et d'huiles essentielles dans les pousses et les feuilles, lorsqu'il a été inoculé avec différentes espèces de Glomus, les graines de fenouil contenaient des concentrations plus élevées d'huiles essentielles lorsque les plantes ont été inoculées avec R. fasciculatum, par rapport aux témoins non mycorhizés (+62,5%), et l'Echinacea purpurea mycorhizé a produit des niveaux plus élevés de composés phytochimiques thérapeutiques (jusqu'à 30 fois).

Jusqu'à présent, seules quelques cultures alimentaires - laitue, oignon, tomate, maïs, artichaut, fraise, poivron et patate douce - ont été étudiées pour les changements métaboliques induits par les symbioses mycorhiziennes. Parmi celles-ci, différentes variétés de plantes ont montré des réponses variables à différents inocula d'AMF, soulignant l'importance du génotype de la plante et du champignon dans la production de substances phytochimiques.

En particulier, les résultats obtenus à partir d'expériences en serre et sur le terrain ont rapporté les données suivantes :

- TOMATE : chez quatre des six cultivars, la teneur en lycopène, un composé antioxydant, a été augmentée par une seule inoculation avec F. mosseae ou par des inocula mixtes contenant à la fois F. mosseae et R. irregulare dans des expériences en microcosmes, tandis qu'au champ, les mêmes symbiotes AM ont augmenté la production d'acide ascorbique. Il est intéressant de noter que le contenu en ß-carotène et en phénols totaux a montré des valeurs plus élevées sous gestion biologique dans le champ.

- ARTICHAUT : le cultivar Terom a augmenté son activité antioxydante et la concentration des phénols totaux lorsqu'il a été inoculé avec F. mosseae et R. irregulare à la fois dans des expériences en microcosmes et sur le terrain, tandis que le cultivar Romanesco a montré des valeurs accrues des phénols totaux uniquement avec un inoculum commercial basé sur R. irregulare. 

- OIGNON : dans la variété Nasik red N-53, les deux inoculants mycorhiziens F. mosseae et R. irregulare ont augmenté les niveaux de composés phénoliques dans les microcosmes, tandis qu'aucun effet n'a été trouvé avec la variété Hyskin dans le champ.

- POIVRE : en serre, la variété San Luis a montré une teneur plus élevée en carotènes et en xanthofils lorsqu'elle a été inoculée avec un mélange spécifique d'AMF, tandis que la variété Cacho de cabra a augmenté la concentration d'acide ascorbique uniquement lorsqu'elle a été traitée avec un inoculum indigène, comparé à un inoculum commercial.

- FRAISES : différentes AMF commerciales inoculées en microcosmes sur six variétés différentes ont montré des résultats contrastés, le plus remarquable étant représenté par l'absence d'effets sur le contenu d'un certain nombre de phytochimiques.

- LAITUE : certaines variétés de laitue verte et rouge contenaient des quantités plus importantes d'anthocyanes, de caroténoïdes, de chlorophylles, de tocophérols et de composés phénoliques totaux, et présentaient une activité antioxydante plus élevée, par rapport aux plantes témoins, lorsqu'elles étaient inoculées avec différents MA dans des microcosmes. De manière intéressante, les caroténoïdes, les phénols totaux et les anthocyanes ont montré des concentrations différentielles, selon la position des feuilles et la saison de récolte.

- POMME DE TERRE SWEET : deux isolats d'AMF, F. mosseae et R. irregulare, ont augmenté la concentration de ß-carotène en microcosme, alors qu'au champ, différents mélanges d'AMF n'ont montré aucun effet.

Les résultats rapportés jusqu'à présent soulignent quelques défauts, le plus important étant l'utilisation d'un faible nombre d'espèces de MA comme inoculum (environ 24 sur 323), généralement les mêmes partout dans le monde : d'autres travaux devraient être menés en utilisant un grand nombre d'espèces et d'isolats différents de MA, afin d'exploiter pleinement leur grande diversité physiologique et génétique. De plus, étant donné que dans les sols agricoles, de nombreux champignons microscopiques différents peuvent coloniser simultanément la même plante hôte, il est important d'étudier les réponses des plantes à l'inoculation de plusieurs espèces de champignons microscopiques et la compatibilité des isolats de champignons microscopiques indigènes avec ceux inoculés. En conclusion, la capacité des FMA à moduler la biosynthèse de substances phytochimiques ayant une activité bénéfique pour la santé devrait être exploitée davantage, en poursuivant une sélection ciblée des espèces et des isolats de FMA les plus performants, afin de les utiliser comme outils biotechnologiques précieux pour la production d'aliments végétaux sûrs et sains.

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