Pendant des décennies, la croissance démographique toujours croissante a suscité des inquiétudes quant à la durabilité à long terme de notre planète. Peut-être la plus grande préoccupation? Comment nourrir au mieux tout le monde. À la recherche d'une solution à ce problème, des scientifiques de l'Université Washington de St. Louis ont cherché un moyen par lequel les plantes peuvent créer son propre engrais. Une telle avancée pourrait signifier que les agriculteurs n’auraient plus besoin d’en acheter et de l’épandre manuellement sur leurs cultures pour que celles-ci puissent pousser.
Leur solution innovante fait appel à une bactérie génétiquement modifiée capable d’extraire les engrais de l’air. L’azote biodisponible étant un nutriment essentiel à la productivité des cultures, cela pourrait changer la donne en agriculture.
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"Une solution durable et à long terme sera que les plantes fixent leur propre azote", Himadri Pakrasi, professeur au département de biologie des arts et des sciences, a déclaré à Digital Trends. « L’énergie nécessaire peut provenir du soleil via la photosynthèse. Cependant, la fixation biologique de l’azote chez les bactéries est catalysée par la nitrogénase, une enzyme empoisonnée par l’oxygène, produit de la photosynthèse. La nouvelle passionnante de notre étude est que nous avons pu créer une nitrogénase fonctionnelle chez des cyanobactéries qui effectuent la photosynthèse et produisent également de l'oxygène. Il s’agit d’une étape importante vers la conception de cultures fixatrices d’azote à l’avenir.
Pour leur étude, les chercheurs ont pu isoler des gènes chez une cyanobactérie appelée cyanothèque, qui réalise la photosynthèse pendant la journée et utilise l'azote pour créer de la chlorophylle pour la photosynthèse pendant la nuit, puis les fusionne dans un autre type de cyanobactéries. En conséquence, ce nouveau type de cyanobactéries était également capable d’extraire l’azote de l’air. Bien que les travaux en soient encore à un stade relativement précoce, ils espèrent que le résultat final sera d’appliquer ces découvertes pour créer des plantes fixatrices d’azote.
"La conception d'usines fixatrices d'azote constitue un défi de taille en agriculture, et il faudra du temps pour réaliser ce rêve", a déclaré Pakrasi. "En collaboration avec d'autres phytologues, nous tenterons ensuite d'imiter notre approche d'ingénierie cyanobactérienne dans les plantes vasculaires."
Un article décrivant le travail, « Engineering Nitrogen Fixation Activity in an Oxygenic Phototroph », a été publié. récemment publié dans la revue mBio.
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