Étude Une voie s’ouvre pour des engrais plus efficaces

Comment les plantes pourraient-elles mieux profiter de l’azote ? Une découverte importante sur ce mécanisme vient d’être dévoilée par l’Inrae, notamment par une équipe de son centre de Versailles-Saclay. Les chercheurs ont découvert une protéine qui non seulement joue un rôle favorable dans l’absorption précoce des nitrates mais qui influence positivement la fourniture d’énergie à la plante.

Mécanisme de l’absorption de l’azote

L’étude vient d’être publiée dans la revue scientifique à comité de lecture The Plant cell. Elle porte sur une plante modèle traditionnellement utilisée partout dans le monde pour ce genre de travaux, Arabidopsis thaliana. L’objectif est d’affiner les connaissances déjà acquises sur la mécanique d’absorption de l’azote, sous forme de nitrates, par les plantes.

L’enjeu de cette connaissance est de comprendre ce qui guide l’efficacité des engrais apportés au sol en vue de nourrir les plantes. Essentiel à la croissance, l’azote est surtout contenu dans l’air mais les plantes ne peuvent pas l’absorber ainsi. C’est pourquoi elles passent par les nitrates, une forme de l’azote, qui, eux, sont en partie fixés dans le sol.

Le rôle clé d’une protéine

On sait déjà qu’une famille de protéines, les NLP (pour Nin-like protein), joue un rôle majeur pour l’absorption de l’azote puisqu’elle contrôle les mécanismes d’absorption. Cette famille contient neuf membres dans le cas d’Arabidopsis thaliana. Mais le nombre de protéines impliquées dépend de l’espèce. La famille des NLP compte six membres pour le riz ou la tomate et huit pour le blé, par exemple.

L’une de ces protéines, la NLP7, est déjà bien étudiée mais les chercheurs se penchent désormais sur le rôle des autres protéines de la famille. Et ils ont découvert que l’une d’entre elles, la NLP2, a une importance particulière. Elle complète le mécanisme de NLP7 en régulant non seulement l’absorption précoce de l’azote, mais en plus, en jouant sur le métabolisme du carbone, c’est-à-dire la fourniture d’énergie pour la croissance de la plante. Les deux protéines, NLP7 et NLP2, remplissent ensemble un rôle de tête de pont de tout ce mécanisme.

Vers des engrais plus efficaces

C’est donc une étape importante qui vient d’être franchie dans la compréhension de la nutrition des plantes. Bien sûr, cette découverte n’est pas directement utilisable dans les champs. Mais les auteurs de l’étude y voient une ouverture pour entamer une amélioration génétique en sélectionnant ainsi les variétés qui assimilent mieux l’azote. Ainsi, des apports réduits d’engrais seraient rendus plus efficaces. Cette sélection permettrait aussi de franchir la limite au développement de l’agriculture biologique qu’est la disponibilité restreinte en azote.

Les laboratoires suivants ont participé à ces résultats l’Institut Jean-Pierre Bourgin (INRAE/AgroParisTech/université Paris-Saclay), le laboratoire Écologie et biologie des interactions (CNRS/université de Poitiers), le laboratoire Reproduction et développement des plantes (ENS Lyon/INRAE/CNRS) et l’Institut des sciences des plantes de Paris Saclay (université Paris-Saclay/CNRS/INRAE/université Paris Cité).