De nouvelles recherches contribuent à réduire l'absorption d'arsenic par les plants de riz.

Des chercheurs de l'Université du Delaware (États-Unis) ont découvert un type de bactérie du sol capable de créer un « bouclier de fer » qui aide à empêcher l'absorption d'arsenic par les plants de riz.

L'arsenic est naturellement présent dans les sols, les roches, l'air, l'eau, les plantes et les animaux. Il est utilisé dans de nombreux produits et activités industrielles, notamment pour la préservation du bois, les pesticides, les engrais et la fusion du cuivre. Une forte exposition à l'arsenic est suspectée de provoquer des maladies graves telles que le cancer, les maladies cardiovasculaires et le diabète.

Une expérience menée par l'Université du Delaware a démontré les effets de la bactérie EA106 (à l'extrême gauche, la culture de riz témoin n'a été traitée ni avec EA106 ni avec de l'arsenic. Le riz traité avec EA106 a présenté une croissance supérieure, tandis que le riz traité avec de l'arsenic était rabougri et avait des feuilles jaunes. À l'extrême droite, le riz traité avec de l'arsenic a récupéré lorsque ses racines ont été inoculées avec EA106).

L’étude a été menée par Harsh Bais, professeur agrégé en sciences du sol et des plantes et chercheur principal à l’Université du Delaware. Financée par la National Science Foundation, la recherche a ensuite été publiée dans la revue internationale Planta. Parmi ses collaborateurs figuraient les professeurs Angelia Seyfferth, Janine Sherrier, Venkatachalam Lakshmanan, Gang Li et Deepak Shantharaj, tous actuellement employés au Département des sciences du sol et des plantes de l’Université du Delaware.Des recherches menées à l'Université du Delaware ont ouvert la voie à une solution biologique peu coûteuse : une préparation microbienne pour le riz qui contribue à protéger cette ressource alimentaire essentielle contre l'accumulation d'arsenic à des niveaux toxiques, l'une des toxines les plus répandues au monde. Le riz est actuellement un aliment de base pour plus de la moitié de la population mondiale.

La bactérie du sol découverte par les scientifiques a été nommée « EA106 » en hommage à Emily Alff, une ancienne étudiante qui l'a isolée lorsqu'elle était chercheuse au laboratoire Bais. EA106 a été trouvée dans les racines d'une variété de riz nord-américaine cultivée commercialement en Californie. Elle appartient au groupe des bactéries Gram négatif en forme de bâtonnet appelées Pantoea, qui forment des colonies jaunes et visqueuses sur les racines des plantes.

Le riz étant cultivé dans des rizières inondées, souvent dans une eau contenant de l'arsenic dans des zones à risque comme le Bangladesh, l'Inde et la Chine, il absorbe 10 fois plus d'arsenic que d'autres céréales comme le blé et l'avoine.

Le riz absorbe le phosphate, un nutriment essentiel à sa croissance, mais aussi l'arsenic, une substance dont la structure chimique est similaire à celle du phosphate. « Cette bactérie en particulier, EA106, est très efficace pour mobiliser le fer, empêchant ainsi le riz d'absorber l'arsenic », explique Bais. « Un dépôt de fer à la surface des racines entrave l'absorption de l'arsenic par la plante de riz. »

Des chercheurs ont mené des expériences sur des centaines de variétés de riz, incluant des rizières pluviales et pluviales, dans les serres de l'Université du Delaware. L'introduction de la variété EA106 a amélioré l'absorption du fer par les racines tout en réduisant l'accumulation d'arsenic dans les plantes.

Des bactéries EA106 et des dépôts de fer se forment sur les racines des plants de riz.

Bien que les résultats soient très prometteurs, selon Bais, les prochaines étapes de la recherche détermineront s'il existe une solution naturelle viable à ce problème. Si ces prochaines étapes sont concluantes, une technologie peu coûteuse permettant de protéger les variétés de riz grâce à des bactéries bénéfiques pourrait être mise au point.

De plus, l'utilisation d'EA106 pour protéger le riz réduit non seulement l'absorption d'arsenic, mais contribue également à augmenter la teneur en fer des grains de riz – un nutriment bénéfique.

« J’ai grandi près des rizières en Inde, et c’est pourquoi je suis particulièrement passionné par ce domaine », a déclaré M. Bais. « Les petits exploitants agricoles y ont généralement peu de moyens de nourrir leurs familles. Ils cultivent le riz sur de petites parcelles où le sol et l’eau sont fortement contaminés à l’arsenic. Le travail que nous accomplissons est essentiel pour eux, ainsi que pour la sécurité alimentaire mondiale en matière de riz. »

Dans une autre étude connexe, Bais a voulu évaluer la capacité des plantes inoculées avec EA106 à résister à d'autres stress, notamment à l'arsenic et à la pyriculariose du riz, un champignon qui peut entraîner la perte d'environ 30 % de la production mondiale de riz chaque année.

L'équipe de Bais avait précédemment isolé une bactérie naturellement présente dans le sol des rizières, capable d'atténuer la pyriculariose. Elle évalue actuellement comment un lien entre des micro-organismes bénéfiques et le riz pourrait renforcer la résistance de cette culture aux maladies.

Selon le Service national de vulgarisation agricole