Amélioration de l'efficacité de la bioremédiation des pesticides par la synergie des communautés microbiennes – BESTMICRO

L'un des défis majeurs de l’agriculture au 21e siècle est d'augmenter la production alimentaire mondiale tout en répondant aux attentes sociétales concernant la préservation et la protection de l'environnement. Cependant, le modèle agricole actuel repose encore sur des pratiques de gestion intensive, en particulier l'utilisation de pesticides, ce qui soulève des préoccupations concernant les risques pour la santé humaine et la contamination des écosystèmes. Les pesticides peuvent impacter les communautés microbiennes du sol, qui jouent un rôle majeur dans les processus clés des écosystèmes. Ainsi, les guildes microbiennes impliquées dans le cycle de l'azote suscitent un intérêt particulier et ont ainsi été proposées comme des indicateurs clés pour évaluer les effets des pesticides sur les fonctions du sol. Par ailleurs, l'adaptation microbienne aux perturbations anthropiques conduit à la sélection de micro-organismes capables d'utiliser les pesticides comme source de nutriments pour leur croissance. Cette dégradation microbienne est considérée comme le principal processus biotique de dissipation limitant la persistance des résidus de pesticides dans l'environnement. Ainsi, l'inoculation de ces micro-organismes dans des sols contaminés (i.e., la bioaugmentation) émerge comme une stratégie prometteuse pour réduire leur persistance dans les sols et limiter le transfert de ces composés et de leurs produits de transformation vers d'autres compartiments de l’environnement. Dans ce contexte, le projet BEstMicro étudiera l’impact écotoxicologique du glyphosate, l’un des pesticides les plus utilisés en France et dans le monde, et de son principal produit de transformation, l’AMPA, sur les micro-organismes du sol. Il développera également des stratégies de remédiation innovantes, basées sur l’inoculation de consortiums microbiens pour réduire la contamination environnementale par ces composés.
Le projet BEstMicro se focalisera sur les objectifs suivants :
1- Déterminer l'impact des pesticides et de leurs produits de transformation sur la diversité et le fonctionnement des communautés microbiennes du sol. Plus précisément, nous allons (i) évaluer l’impact écotoxicologique sur la diversité, la composition et les réseaux de co-occurrence des communautés microbiennes dans des sols aux propriétés physico-chimiques contrastées, et (ii) analyser leurs effets sur les groupes microbiens fonctionnels impliqués dans les processus clés du sol, notamment le cycle de l’azote et la biodégradation.
2- Concevoir des communautés microbiennes pour une biodégradation complète des pesticides et de leurs produits de transformation. Nous utiliserons deux approches complémentaires pour concevoir des communautés microbiennes optimisées pour la biodégradation, avec l’hypothèse que la complémentarité fonctionnelle entre espèces au sein d’un consortium permettra une minéralisation plus efficace et complète du pesticide ciblé, comparée à une souche isolée.
3- Évaluer l'efficacité des communautés microbiennes conçues pour dégrader les pesticides, ainsi que leur impact sur la structure, la composition et le fonctionnement des communautés microbiennes natives du sol. Ici, nous évaluerons expérimentalement si ces communautés conservent leur efficacité de biodégradation et leur stabilité dans un environnement complexe, ainsi que l’impact potentiel des consortiums inoculés sur le microbiome du sol.
Les résultats attendus de ce projet sont : (i) l’avancement des connaissances scientifiques sur les effets du glyphosate et de l’AMPA sur la diversité et le fonctionnement des communautés microbiennes du sol, (ii) le développement de protocoles d’ingénierie microbienne pour la conception efficace de communautés dégradant les pesticides, et (iii) l’ouverture de nouvelles perspectives pour des stratégies de bioremédiation utilisant des inoculants microbiens afin d’atténuer les impacts néfastes des pesticides et de promouvoir la durabilité des écosystèmes.