Accelerated growth rate and increased drought stress resilience of the model grass brachypodium distachyon colonized by bacillus subtilis B26.

Gagné-Bourque, F., Mayer, B.F., Charron, J.-B., Vali, H., Bertrand, A., et Jabaji, S. (2015). « Accelerated growth rate and increased drought stress resilience of the model grass brachypodium distachyon colonized by bacillus subtilis B26. », PLoS ONE, 10(6: Article number e0130456). doi : 10.1371/journal.pone.0130456  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les bactéries favorisant la croissance des plantes (BFCP) induisent des effets positifs chez la plante, par exemple, une croissance accrue et une sensibilité réduite aux stress abiotiques. Les mécanismes d’action de ces bactéries sur la plante hôte sont nombreux, diversifiés et souvent spécifiques. Nous présentons ici une étude des effets agronomiques, moléculaires et biochimiques de la BFCP endophyte Bacillus subtilis B26 sur le cycle complet de Brachypodium distachyon Bd21, une espèce modèle reconnue pour sa génomique fonctionnelle dans les cultures céréalières et les graminées tempérées. L’inoculation de la souche B26 de B. subtilis chez la plante Brachypodium a augmenté le poids des racines et des pousses, la vitesse de croissance et le rendement grainier comparativement aux plantes témoins. La souche B26 de B. subtilis a colonisé efficacement la plante et a été retrouvée dans les racines, les tiges et les limbes, de même que dans les graines de Brachypodium; ces observations indiquent que la bactérie peut migrer, se répandre de façon systémique à l’intérieur de la plante et s’établir dans les organes et les tissus aériens de la plante, et qu’elle se transmet verticalement aux graines. La présence de la souche B26 de B. subtilis dans les graines a mené à la colonisation généralisée de la génération de plantes de Brachypodium suivante. Les semis et les plantes matures de Brachypodium inoculés et exposés à un stress de sécheresse aiguë et persistante ont connu un effet phénotypique de la sécheresse limité par rapport aux plantes n’hébergeant pas la bactérie. La protection contre les effets inhibiteurs de la sécheresse offerte par la bactérie était liée à la régulation à la hausse de gènes de réponse à la sécheresse, DREB2B-like, DHN3-like et LEA-14-A-like, et à la modulation de gènes de méthylation de l’ADN, MET1B-like, CMT3-like et DRM2-like, qui régulent le processus. De plus, les teneurs totales en sucres solubles et en amidon ont augmenté dans les plantes inoculées soumises au stress, ce qui constitue un indicateur biochimique de la tolérance à la sécheresse. En conclusion, nous montrons qu’une seule inoculation d’une BFCP dans la plante Brachypodium a influé sur la totalité de son cycle de croissance : elle en a accéléré la croissance, raccourci la période végétative et atténué les effets du stress lié à la sécheresse. Ces effets sont dignes d’intérêt pour les graminées et les cultures céréalières.

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