Des champignons et des bactéries modifient subtilement la chimie des feuilles de vigne, selon une étude

Une étude publiée mardi dans la revue Plant Biology a révélé que l’inoculation de vignes avec des champignons mycorhiziens et des bactéries bénéfiques entraînait de faibles changements, mais mesurables, dans les minéraux et les composés volatils des feuilles. Les réactions différaient entre le Tempranillo et le Cabernet Sauvignon. Selon les chercheurs, ces résultats laissent penser que ces microorganismes peuvent modifier la composition chimique de base des feuilles, ce qui pourrait influer sur la réaction ultérieure des vignes à un stress biologique. L’étude n’a toutefois pas montré que les plants devenaient plus résistants aux maladies.

L’étude portait sur les champignons mycorhiziens à arbuscules, ou CMA, qui vivent en association avec les racines des plantes, ainsi que sur les rhizobactéries promotrices de la croissance des plantes, appelées PGPR. Les chercheurs étudient ces associations microbiennes comme solutions de remplacement possibles à la protection chimique des cultures, notamment dans les vignobles qui cherchent à réduire leur impact environnemental tout en préservant la santé des plantes.

Selon le résumé publié avec l’article, l’équipe a évalué si l’inoculation de ces deux cépages avec ces microorganismes bénéfiques pouvait améliorer la nutrition des feuilles et accroître la teneur en composés organiques volatils, ou COV, associés aux défenses constitutives des plantes. Ces composés font partie du profil chimique des feuilles et peuvent intervenir dans la signalisation végétale et les réactions au stress. Les chercheurs ont également mesuré l’ionome des plantes, c’est-à-dire la composition minérale des feuilles.

Les travaux ont recensé plus de 40 composés volatils dans les feuilles des deux cépages. La plupart étaient produits par la voie de la lipoxygénase-hydroperoxyde lyase, associée aux « composés volatils des feuilles vertes », des substances souvent liées aux lésions végétales et à la signalisation des défenses. Le Cabernet Sauvignon présentait une quantité totale de COV supérieure à celle du Tempranillo. Il affichait également des concentrations plus élevées de composés volatils à cinq carbones issus des feuilles, de certains composés volatils des feuilles vertes et de composés produits par la voie du shikimate.

Le traitement microbien n’a pas eu le même effet sur les deux cépages. Chez le Cabernet Sauvignon, l’association mycorhizienne a accru la concentration de composés volatils des feuilles vertes et favorisé l’accumulation de 2-hexénal et de 3-hexénal, deux composés associés à l’odeur des feuilles et aux réactions des plantes au stress. Chez le Tempranillo, en revanche, les chercheurs ont constaté une baisse des composés volatils synthétisés par la voie du mévalonate.

Les résultats concernant les minéraux différaient également selon le cépage. La mycorhization a augmenté la teneur en cuivre des feuilles de Tempranillo, tout en réduisant celle en fer chez le Cabernet Sauvignon. Chez ce dernier, les composés phénoliques solubles ont aussi diminué lorsque les vignes étaient associées à des CMA. Les composés phénoliques sont souvent étudiés pour leur rôle dans les défenses et le métabolisme des plantes, mais le résumé de l’article n’affirme pas que les changements observés se sont traduits par une meilleure protection contre les agents pathogènes.

Les auteurs ont qualifié les effets de subtils et propres à chaque cépage. Autrement dit, l’inoculation microbienne a modifié la chimie des feuilles, mais le sens et l’ampleur de ces changements dépendaient du cépage. Selon eux, ces différences pourraient être liées à des niveaux de résistance distincts. Ils ajoutent qu’il n’est pas exclu que la synthèse de COV soit déclenchée en réaction à une attaque pathogène. Le résumé ne va toutefois pas jusqu’à affirmer que le traitement a préparé les vignes à résister de manière avérée à une pression pathogène ultérieure.

Cette distinction importe, car l’étude s’inscrit dans un intérêt croissant pour les outils biologiques susceptibles d’aider les vignobles à réduire leur dépendance aux produits phytosanitaires conventionnels. Le Tempranillo et le Cabernet Sauvignon étant des cépages majeurs pour la production de vin, les résultats pourraient intéresser le secteur des boissons, qui cherche à rendre la gestion des vignobles plus durable. Ils suggèrent toutefois qu’un traitement modifiant la chimie des feuilles d’un cépage pourrait ne pas produire le même effet sur un autre, ce qui limite toute hypothèse selon laquelle l’inoculation microbienne pourrait être appliquée uniformément aux cépages de cuve.

Les chercheurs ont utilisé la microextraction en phase solide dans l’espace de tête et la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse pour isoler et analyser les composés volatils. Les minéraux ont été mesurés par spectrométrie d’émission optique à plasma à couplage inductif, tandis que les protéines, les sucres, les composés phénoliques, l’amidon et la proline ont été évalués par des méthodes spectrophotométriques. Ces mesures ont permis à l’équipe de comparer les émissions chimiques et l’état nutritionnel des feuilles après l’inoculation.

L’article a été publié par D. Kozikova, I. Pascual, I. Garmendia et N. Goicoechea. D’après le résumé, l’étude vient étayer les données montrant que les microorganismes bénéfiques du sol peuvent influer sur la physiologie de la vigne, mais de manière complexe et variable selon le cépage. Des travaux supplémentaires seraient nécessaires pour déterminer si les changements observés dans les feuilles améliorent réellement la résistance lorsque les vignes sont confrontées à une pression pathogène réelle au champ.