L’avenir de l’agriculture – Des chimistes découvrent un pesticide sûr pour l’agriculture biologique

Des chercheurs ont découvert que l’huile essentielle de rose stimule les gènes de défense des tomates et attire les prédateurs des herbivores, protégeant ainsi les plantes.

Les huiles essentielles (HE) d’origine végétale trouvent des applications dans diverses industries, telles que les détergents, les cosmétiques, la pharmacologie et les additifs alimentaires. De plus, les HE ont un profil de sécurité exceptionnel et leurs nombreuses bioactivités sont grandement bénéfiques pour la santé humaine. Au-delà de ces avantages, il a également été démontré que les HE provoquent des réponses répulsives illicites contre les insectes en induisant des effets neurotoxiques.

Les terpénoïdes sont abondants dans les HE végétales et ont retenu l’attention car ils peuvent réguler les réponses de défense des plantes en régulant l’expression des gènes de défense. Par exemple, les plantes de soja et de komatsuna, cultivées à proximité de la menthe, connaissent une amélioration significative de leurs propriétés de défense et deviennent résistantes aux herbivores. Ce phénomène se produit grâce à un processus connu sous le nom d’« écoute clandestine », dans lequel des composés volatils sont libérés par la menthe. Ces composés volatils déclenchent l’activation de gènes de défense, protégeant contre les menaces potentielles des herbivores.

À la recherche d’alternatives aux pesticides chimiques

Aujourd’hui, l’application de pesticides chimiques est la méthode de choix pour la protection des cultures, mais les dommages qu’ils causent à l’environnement et aux écosystèmes, ainsi que la nécessité d’augmenter la productivité alimentaire, soulignent la nécessité de trouver des alternatives plus sûres. Il est donc urgent d’étudier les potentialisateurs de défense des plantes. À cet égard, la disponibilité des HE en fait des candidats attractifs en tant qu’activateurs de défense des plantes respectueux de l’environnement. Cependant, il manque suffisamment d’exemples éprouvés pour répondre à la demande.

Pour résoudre ce problème, une équipe de recherche dirigée par le professeur Gen-ichiro Arimura du Département des sciences et technologies biologiques de l’Université des sciences de Tokyo (TUS) a évalué l’efficacité de 11 HE dans l’activation des réponses de défense de la tomate. « Les HE utilisées comme parfums à diverses fins contiennent des composants odorants, qui peuvent avoir la capacité d’agir comme des composés volatils en conférant une résistance aux ravageurs. Notre objectif était d’étudier les effets de ces HE sur la résistance des plantes aux insectes nuisibles », explique le professeur Arimura. Les conclusions de l’équipe ont été récemment publiées dans le Journal de chimie agricole et alimentaire.

Des chercheurs du TUS ont découvert que l’huile essentielle de rose (REO) active les gènes de défense des tomates contre les ravageurs et attire les prédateurs herbivores. Par conséquent, le REO pourrait être utilisé comme pesticide respectueux de l’environnement dans l’agriculture biologique. Crédit : Gen-ichiro Arimura de l’Université des sciences de Tokyo (TUS), Japon

L’équipe a dressé le profil des effets des HE enrichies en terpénoïdes sur les plants de tomates. Ils ont appliqué des solutions diluées dans l’éthanol de 11 HE différentes au sol de plants de tomates en pot, effectué des analyses moléculaires pour étudier l’expression des gènes à l’intérieur des tissus des feuilles et observé que l’HE de rose (REO) augmentait les niveaux de transcription de PIR1 et PIN2, les gènes impliqués. dans la défense des plantes. De plus, les plants de tomates traités avec REO présentaient moins de dommages aux feuilles causés par le Spodoptera litura (un papillon espèces) les larves et Tetranychus urticae (un acarien nuisible).

En outre, pour explorer la possibilité d’une application plus large, les chercheurs ont mené une expérience sur le terrain pour mesurer l’activité des REO dans des conditions de terrain. Ils ont observé une réduction de 45,5 % des dégâts causés par les ravageurs de la tomate par rapport à la solution témoin. Les chercheurs pensent que les REO pourraient constituer une alternative viable aux pesticides pendant les saisons d’hiver et de printemps, lorsque l’infestation de ravageurs est moins grave, et pourraient potentiellement réduire l’utilisation de pesticides de près de 50 % pendant les étés.

Double fonction de l’huile essentielle de rose

Expliquant les résultats de la recherche, le professeur Arimura déclare : « REO est riche en β-citronellol, un insectifuge reconnu, qui améliore l’efficacité de REO. De ce fait, les dommages causés par les larves de papillons nocturnes et les acariens ont été considérablement minimisés, confirmant ainsi que le REO est un biostimulant efficace. Les résultats ont également montré qu’une faible concentration de REO ne repoussait pas T. urticae mais attirait Phytoseiulus persimilis, un prédateur de ces tétranyques, présentant ainsi une double fonction de REO.

Dans l’ensemble, l’étude met en évidence le rôle de l’HE enrichie en β-citronellol dans l’activation des gènes de défense dans les feuilles de tomate. De plus, il fournit la preuve que le REO est un biostimulant efficace pour améliorer la défense des plantes contre les ravageurs, qui est également sûr car il n’entraîne pas de phytotoxicité et ne laisse aucun résidu toxique. « Notre étude suggère une approche pratique pour promouvoir la production de tomates biologiques qui encourage des pratiques respectueuses de l’environnement et durables. Cette recherche pourrait ouvrir la porte à de nouveaux systèmes d’agriculture biologique. L’aube de puissants pesticides naturels et respectueux de l’environnement est à nos portes », conclut le professeur Arimura.

L’étude a été financée par la Société japonaise pour la promotion de la science.