Biological control of potato common scab disease by endophytic plant growth promoting bacteria associated with undomesticated plants

La pomme de terre, le membre le plus important sur le plan agricole de la famille des solanacées, souffre des effets de nombreuses maladies graves, parmi lesquelles la gale commune de la pomme de terre (CS), causée par la bactérie pathogène Streptomyces scabies, qui synthétise la phytotoxine de thaxtomine. Les bactéries bénéfiques qui s'établissent dans la zone racinaire, connues sous le nom de rhizobactéries favorisant la croissance des plantes (PGPR), jouent un rôle crucial dans l'amélioration du développement des plantes et la gestion des agents pathogènes des plantes. Par conséquent, les plusieurs séries d'expériences ont été menées pour formuler des bioproduits potentiels visant à promouvoir une production de pommes de terre plus durable. Pour commencer, des souches bactériennes prometteuses ayant la capacité d'améliorer la croissance des plantes et d'atténuer la gale commune de la pomme de terre ont été recueillies et isolées à partir d'un réservoir de racines de plantes provenant de cinq plantes non domestiquées (pissenlit, guérisseuse, asclépiade, laitue sauvage, tussilage) de la région de Sainte-Anne-de-Bellevue au sud-ouest du Québec. Au total, 75 souches ont été efficacement isolées des racines des plantes à l'aide d'une gamme de milieux de croissance microbienne. Les isolats bactériens ont ensuite été soumis à un test du dépistage rapide pour évaluer leur potentiel d'amélioration de la croissance des plantes, comme la production d'hormones végétales bénéfiques (IAA), la capacité de solubilisation du phosphate inorganique et la capacité de fixer l'azote. Ce criblage visait à identifier ces isolats bactériens comme les biofertilisants potentiels. Sur la base des résultats de cette étude in vitro, les souches qui présentaient clairement des effets favorisant la croissance des plantes ont été soigneusement sélectionnées pour une évaluation plus approfondie lors d'une phase de dépistage ultérieure. Les souches bactériennes sélectionnées par le test de dépistage initial ont été taxonomiquement identifiées, au niveau du genre et provisoirement au niveau de l'espèce, par séquençage du gène de l'ARNr 16S. Les résultats de la recherche ont révélé que dix souches présentaient des performances supérieures dans le test de dépistage primaire. Par la suite, une deuxième série de criblages in vitro a été menée pour évaluer les effets antagonistes potentiels des dix souches bactériennes sélectionnées pour leur activité contre la bactérie pathogénique de Streptomyces scabies sur des boîtes de Pétri. Cette évaluation visait à élucider tout effet inhibiteur présenté par ces souches bactériennes contre la croissance et l'activité de Streptomyces scabies. Encore une fois, sur la base des résultats de l'étude in vitro, les souches qui présentaient des activités antagonistes claires contre Streptomyces scabies ont été sélectionnées et utilisées tout au long des phases ultérieures de la recherche. Trois des dix isolats bactériens endophytes sélectionnés ont montré des effets antagonistes contre le pathogène Streptomyces scabies. Ces souches appartiennent aux genres Bacillus et Pseudomonas et ont été provisoirement identifiées comme Bacillus velezensis, Pseudomonas chlororaphis et Bacillus amyloliquefaciens, auxquelles ont été attribuées les désignations de souche S1, S2 et S3, respectivement. Ces trois souches ont été utilisées dans le reste des expériences de cette étude. Les trois souches sélectionnées ont subi des tests complets pour révéler les mécanismes complexes par lesquels elles contrôlent l'agent pathogène commun de la gale. Les mécanismes examinés englobent la production de cyanure d'hydrogène, de sidérophores et de biosurfactants, enrichissant davantage notre compréhension de leur efficacité en tant qu'agents de lutte biologique. Les trois souches sélectionnées ont toutes montré la capacité de produire du cyanure d'hydrogène (HCN), de générer des sidérophores et de synthétiser des biosurfactants. La phase finale de cette recherche a examiné la mobilité des souches bactériennes sélectionnées, leur coexistence au sein d'un consortium multi-espèces, le taux de croissance et la résistance aux antibiotiques couramment utilisés. Les résultats ont indiqué une résistance importante aux antibiotiques et une croissance rapide pour les trois souches. Leur mouvement sur des plaques de gélose a démontré une capacité de nage ; et dans les tests de co-culture et de stries croisées, les souches S2 et S3 ont montré une compatibilité les unes avec les autres. En résumé, ce projet a mis en évidence le potentiel substantiel des bactéries endophytes nouvellement isolées, en particulier les trois souches choisies, pour être utilisées efficacement contre la gale commune de la pomme de terre et pour favoriser la croissance des plantes

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