Facteurs Nod et Myc : des molécules signal au champ pour un gain de productivité des cultures
Résumé
In the 1970s, Pierre Boistard and Jean Dénarié, then researchers at INRA Versailles, formulated an ambitious project: to understand the fundamental genetic mechanisms of interactions between plants and micro-organisms. At a time marked by the first oil crises and the rise of biotechnologies, the symbiotic fixation of atmospheric nitrogen by cereals held out the promise of attracting a great deal of support. Investment in this area of research will have a major scientific impact, renewing the approach to interactions between plants and micro-organisms. If the promise of nitrogen fixation by cereals has not been fulfilled, major applications will emerge. In the 1990s, Jean Dénarié's team at LIPM2 (INRA/CNRS in Toulouse) discovered lipochito-oligosaccharides (LCOs). They demonstrated that these signaling molecules, “called Nodulation Factors (or Nod-LCOs)”, produced by rhizobia trigger the nodulation process in leguminous plants. In the 2010s, the same team demonstrated that certain fungi (arbuscular mycorrhizal fungi and ecto mycorrhizal fungi) also produce LCOs, enabling them to establish symbiotic relationships with plants. Researchers have also observed that LCOs can stimulate root system development. These discoveries have been patented by LIPM's supervisory bodies (CNRS and INRA). Exclusive licenses have been granted to an industrial player who has developed products that are now used in many countries. This industry player has observed that during field trials LCO-based biostimulants increase yields by around 3%. Nod-LCOs are used on 3 million hectares for legumes, while Myc-LCOs are used on 17 million hectares, mainly for corn.
Dans les années 1970, Pierre Boistard et Jean Dénarié, alors chercheurs à l’INRA de Versailles, proposent à la Direction générale un projet ambitieux : comprendre les mécanismes génétiques fondamentaux des interactions entre plantes et micro-organismes. À cette époque marquée par les premières crises pétrolières et par l’essor des biotechnologies, la fixation symbiotique de l’azote atmosphérique par les céréales est une promesse qui permet de mobiliser de nombreux soutiens. Les investissements dans cette voie de recherche auront un impact scientifique majeur en renouvelant l’approche des interactions entre plantes et micro-organismes. Si la promesse de la fixation de l’azote par les céréales n'a pas été tenue, des applications majeures en seront issues. En particulier, l’équipe de Jean Dénarié du LIPM (UMR INRA/CNRS implantée à Toulouse en 1981) a découvert dans les années 1990 les lipochito-oligosaccharides (LCO). Elle a démontré que parmi ces molécules de signalisation, les facteurs Nod (Nodulation) -LCO (Nod-LCOs) produites par les bactéries de type rhizobia déclenchent le processus de nodulation chez les légumineuses. Dans les années 2010, cette même équipe a montré que certains champignons (champignons mycorhiziens à arbuscules et ecto mycorhiziens) produisent également des LCO (Myc-LCOs) qui leur permettent d’établir des relations symbiotiques avec les plantes. Les chercheurs ont également observés que les LCOs peuvent stimuler le développement du système racinaire. Ces découvertes ont été brevetées par les tutelles du LIPM (CNRS et INRA). Des licences exclusives ont été concédées à un acteur industriel qui a mis au point des produits, aujourd’hui utilisés dans de nombreux pays. Cet acteur industriel a observé lors d’essais au champ que les biostimulants à base de LCOs augmentent les rendements de 3% environ. En 2024, les Nod-LCOs sont utilisés sur 3 millions d’hectares pour les légumineuses quand les Myc-LCOs sont utilisés sur 17 millions d’hectares, principalement pour le maïs.
Domaines
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