Dans une avancée majeure, des chercheurs du Center for Advanced Bioenergy and Bioproducts Innovation (CABBI) ont découvert les spécificités du microbiome associé à la canne à huile* artificielle. Cette percée pourrait ouvrir la voie à l’exploitation de l’interaction entre les plantes et les microbes pour augmenter la production d’huile, jetant les bases d’une nouvelle ère pour la bioénergie durable.
La canne à sucre, grâce à sa capacité remarquable à générer de la biomasse, se classe comme la culture la plus produite au monde. Elle est à la base de 26 % du bioéthanol mondial et 80 % de la production mondiale de sucre. La canne à huile, une variante métaboliquement modifiée, stocke de 30 à 400 fois plus de triacylglycérol (TAG) à forte densité énergétique que sa cousine sauvage, ce qui la rend particulièrement attrayante pour la production de biocarburants.
Le travail mené par le CABBI a pour objectif de comprendre l’interaction entre les plantes et les micro-organismes qui vivent en symbiose avec elles. Cette connaissance pourrait permettre de développer des pratiques agricoles novatrices pour augmenter la productivité et la résilience des cultures. Alors que le microbiome de la canne à sucre est relativement bien connu, celui de la canne à huile reste largement inexploré.
Dans le cadre de cette collaboration, les chercheurs ont étudié les différences de structure du microbiome entre différentes variantes de canne à huile et la canne à sucre sauvage. Cette étude, publiée dans “Biotechnology for Biofuels and Bioproducts“, a révélé que chaque variété de canne à huile possédait un microbiome distinct de celui de la canne à sucre non modifiée.
Il s’avère que la plus grande différence dans la composition du microbiome a été observée dans la variété de canne à huile exprimant le plus fortement le transgène WRI1. Ce gène, connu comme le “maître-régulateur” de la biosynthèse des lipides, induit des changements significatifs dans l’expression génétique, influençant la capacité de la plante à accumuler des TAG à forte densité énergétique.
Les chercheurs postulent que l’interaction entre la canne à huile et des microbes spécifiques dans le sol pourrait bénéficier à la plante. Les futures recherches pourraient déboucher sur une meilleure compréhension de l’interaction entre les microbiomes spécifiques à certains types de plantes oléagineuses et leurs plantes hôtes.
“Les connaissances dans ce domaine pourraient conduire à des percées dans la gestion de la canne à huile, où les cultivateurs pourraient adapter les interactions plante-microbe pour améliorer leurs récoltes et leurs rendements en huile“, a déclaré Howe.
Altpeter a ajouté : “Des recherches supplémentaires pourraient également conduire à un microbiome sur mesure qui pourrait stimuler les performances agronomiques et le rendement de la canne à huile obtenue par génie métabolique.”
Cette étude est le fruit du travail de plusieurs collaborateurs, notamment Thanwalee Sooksa-nguan de l’Iowa State University, Sofia Cano-Alfanar de l’University of Florida-IFAS, Hui Liu et John Shanklin du Brookhaven National Laboratory, et Angela Kent de l’University of Illinois Urbana-Champaign.
Cette recherche innovante donne un nouvel éclairage sur le rôle potentiel du microbiome dans la production de bioénergie. Les découvertes des chercheurs du CABBI pourraient conduire à des pratiques agricoles plus efficaces, augmentant la productivité de la canne à huile et ouvrant la voie à une source de bioénergie plus durable.
La canne à huile, avec son potentiel pour la production de biocarburants, pourrait être le chaînon manquant vers une réduction significative de notre dépendance aux combustibles fossiles. En explorant le microbiome de cette culture, les scientifiques espèrent non seulement augmenter les rendements en huile, mais également contribuer à une transition plus fluide vers une économie verte et durable.
Les scientifiques de CABBI ont ouvert la voie à une exploration plus approfondie du monde invisible des microbes. Dans ce monde microscopique se trouvent peut-être les réponses à certaines des questions les plus pressantes de notre époque en matière d’énergie durable. Et alors que le chemin à parcourir reste long, cette étude représente une avancée significative vers la réalisation de ce potentiel.
Légende illustration : La canne à huile est un acteur clé de la production de biocarburants. Comprendre ses interactions avec les microbes peut aider les chercheurs à développer des pratiques de gestion qui amélioreront la résilience et la productivité de la culture. Crédit : CABBI
* Oil Can (ou Canne à huile) est une variété de canne à sucre génétiquement modifiée pour produire des huiles au lieu de sucres. Il n’existe pas de terme spécifique en français pour désigner cette variété. On pourrait donc la traduire littéralement par “canne à huile”.
[ Rédaction ]
Lien principal : dx.doi.org/10.1186/s13068-023-02302-6
Autre lien : illinois.edu
