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Nouveaux moyens pour protéger nos plantes



Notre mission

Les changements climatiques apportent de nouveaux défis à l'agriculture et à la société dans notre région, le Rhin supérieur. Par exemple, la sécheresse et la chaleur révèlent de nouvelles maladies, comme par exemple le syndrome de l'Esca en viticulture. Mais notre environnement végétal souffre également en dehors de l'agriculture où les mauvaises herbes néophytes entrent en compétition voire remplacent nos plantes indigènes. Dans nos villes et nos forêts, de plus en plus d'arbres sont affectés par des parasites fongiques, soit en conséquence de la mondialisation, soit de par leur moindre résistance envers des champignons avec lesquels ils cohabitent depuis toujours. Ainsi, lorsque les plantes hôtes souffrent du stress climatique, des souches inoffensives se transforment en tueurs vicieux.

Nous recherchons donc de nouveaux moyens pour protéger nos plantes. Plutôt que d’empoisonner les champignons pathogènes avec des fongicides et les mauvaises herbes avec des herbicides, nous souhaitons utiliser des voies naturelles de communication chimique.


En effet, la nature a développé de nombreux signaux chimiques pour orienter et manipuler les interactions entre les organismes. Ces signaux sont spécifiques, efficaces et ont une empreinte écologique favorable. Pour identifier et valoriser ces signaux, nous avons constitué un consortium multidisciplinaire regroupant sciences végétales, génétique fongique, technologie des puces, chimie organique et agronomie. En utilisant une stratégie « d’écosystème sur puce », nous nous appuierons sur la biodiversité fongique pour identifier et développer de nouveaux composés de protection performants et durables, car de tels agents naturels se sont forgés au cours des millénaires de l'évolution biologique.

Sur ces pages, vous pouvez approfondir qui nous sommes et ce que nous faisons, quelle est notre recherche scientifique et ce que nous découvrons, en savoir plus sur l’intérêt de notre travail pour les partenaires industriels, et être informés des nouveautés de DialogProTec.



Weinreben


Ce que nous faisons

Nous voulons trouver des signaux chimiques utilisés par les plantes et les champignons pour communiquer entre eux. Une fois connus, nous voulons nous servir de cette communication dans l’intérêt de l’homme - pour une agriculture durable. De plus, nous souhaitons contribuer par notre recherche [marque de texte] à rendre notre agriculture plus durable. Par conséquent, le dialogue avec les partenaires [marques de texte] de l'agriculture et de l'industrie est très important pour nous. Comme le montre le débat actuel sur le référendum « Pro Biene » dans le Bade-Wurtemberg, nous devons également dialoguer avec le grand public. Ces objectifs seront réalisés en plusieurs étapes, appelées tâches de travail ou actions.

1. Notre recherche

1.1 Biodiversité des champignons et des plantes
Qui veut trouver quelque chose a besoin de quelque chose à chercher. Nous exploitons des collections de champignons et de plantes entre lesquels nous escomptons des signaux chimiques. Le partenaire IBWF fournit au projet une collection de plus de 20000 souches de champignons, le partenaire KIT-BOT une collection de plus de 6000 espèces de plantes.

1.2 Technologie des puces
Étudier la communication chimique dans des plantes entières serait fastidieux. Nous travaillons donc avec des cultures de cellules végétales et fongiques. Les cellules pourront communiquer chimiquement sur une puce de laboratoire, mais indirectement, sans se toucher - nous voulons découvrir des signaux avec effet à distance. Une puce microfluidique développée par les partenaires KIT-IMT et KIT-BOT sert de point de départ pour créer un écosystème sur puce.

1.3 Test de lecture pour l'immunité des plantes
Nous recherchons des signaux susceptibles d'activer l'immunité des plantes (une sorte de "vaccin pour les plantes"). Comme nous devrons tester de nombreux signaux et combinaisons, nous avons besoin d’un système de lecture qui fonctionne avec les cellules végétales. Pour ce faire, nous utilisons un commutateur génique identifié par le partenaire KIT-BOT , isolé d'un raisin sauvage d'Europe et doté d'un système immunitaire particulièrement fort. Ce commutateur génique allume un gène associé provenant d'une méduse, qui code pour la protéine fluorescente verte - l'ensemble étant introduit dans le génome de nos cellules test. Ainsi, chaque fois qu'un signal active le système immunitaire végétal, nous pouvons alors mesurer une fluorescence verte.

1.4 Système de lecture pour le contrôle de la croissance
Nous voulons trouver des signaux qui soit inhibent, soit favorisent la croissance des plantes. Ces signaux permettraient de développer des bio-herbicides ou des activateurs de croissance. En tant que système de lecture, nous sèmerons des graines de la plante modèle Arabette des dames (Arabidopsis thaliana), qui sont si petites qu’elles peuvent être intégrées dans la biopuce. Le partenaire Unistra a également développé des systèmes de lecture basés sur la protéine fluorescente verte, qui permettent l'observation du cytosquelette, un régulateur important de la croissance.

1.5 Élucidation de la structure chimique et synthèse des signaux
Lorsqu'une activité prometteuse est observée (telle que l'activation de l'immunité ou la régulation de la croissance), la molécule responsable doit être identifiée et caractérisée. Cela passe par le fractionnement dit guidé par l'activité. Le milieu de culture est fractionné en fonction de ses propriétés chimiques, et chaque fraction est testée à nouveau pour ses activités. La fraction responsable est séparée davantage, jusqu'à ce que l'effet soit concentré sur quelques molécules candidates. Ces molécules seront ensuite identifiées par le partenaire ALUF en utilisant une chimie de pointe. Dans un deuxième temps, ces composés sont ensuite synthétisés en collaboration avec le partenaire IBWF en quantités suffisantes pour permettre une analyse plus précise du mode d'action.

1.6 Recherche du mode d'action
Notre objectif à long terme est d'utiliser les composés actifs identifiés au cours du projet pour une protection durable des plantes. Cela nécessite un lien avec les pratiques agricoles. Ce lien est garanti par le partenaire suisse, l'Institut de recherche pour l'agriculture biologique (FiBL), participant en tant que partenaire associé sans financement Interreg. Le FiBL a accumulé une expertise de longue date dans les tests et le développement de nouveaux produits phytosanitaires pour l'agriculture biologique. Une attention particulière est accordée à la viticulture, où la protection des plantes doit être particulièrement intense pour garantir le rendement. Premièrement, les composés candidats peuvent être testés sur des plants de vigne à l'échelle du laboratoire. À un stade ultérieur, les produits peuvent également être testés dans le propre vignoble de l'entreprise. Étant donné que les micro-organismes pathogènes entrent en compétition en une « guerre chimique », une sélection des composés candidats de la collection des souches fongiques du partenaire IBWF seront testés au FiBL au cours d'une première étape. A cet effet, un système de test d'activité des zoospores contre le pathogène responsable du mildiou de la vigne, l'Oomycete P. viticola a été mis en place. De plus, des tests de germination des spores et des tests d'inoculation des semis pour lutter contre d'autres agents pathogènes importants des plantes, tels que Phytophthora infestans (provoquant la pourriture de la pomme de terre) et Venturia inaequalis (provoquant la tavelure du pommier) seront réalisés.




2. Dialogue avec les partenaires


2.1 Dialog mit Partnern in Landwirtschaft und Industrie
Pour que les résultats du projet soient fructueux, nous avons besoin de l'engagement et du soutien de partenaires de l'agriculture (tels que les viticulteurs ou les producteurs de fruits) et de l'industrie (telles que les entreprises développant des composés phytosanitaires ou travaillant dans la technologie des puces). Ici, nous mènerons des sondages afin de déterminer les sujets et les problèmes pertinents pour l’application, mais nous explorerons également, en interaction directe avec les partenaires industriels, les résultats à développer dans les activités conjointes à venir.

2.2 Dialogue avec le public
Notre recherche est en l'occurrence financée par le public. Le public a donc le droit de savoir ce que nous faisons avec cet argent. Nous prenons cette tâche très au sérieux et informons de notre travail non seulement par le biais du site Web actuel, mais également et régulièrement par des communiqués de presse, des brochures et des conférences publiques régulières sur nos activités (par exemple, dans le cadre des relations publiques générales offertes par toutes les institutions partenaires). Nous souhaitons également utiliser le projet pour montrer que la culture scientifique, très marquée dans notre région, favorise notre société.



Partenaires

Logo KIT
Institut de technologie de Technologie (KIT)
Institut botanique
www.botanik.kit.edu/botzell/
Peter Nick
peter.nick@kit.edu
+49 (721) 608 42144
Alexandra Wolf
alexandra.wolf@kit.edu


Institut für Mikrostrukturtechnik
www.imt.kit.edu/guber.php
Andreas Guber
andreas.guber@kit.edu
+49 721 608-24781

Logo Universität Freiburg
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Institut für Pharmazeutische Wissenschaften
www.pharmazie-web.uni-freiburg.de
www.pharmchem.uni-freiburg.de/de/mueller/mueller_forschung
Michael Müller
michael.mueller@pharmazie.uni-freiburg.de
+49 (761) 203 6320
Wolfgang Hüttel
wolfgang.huettel@pharmazie.uni-freiburg.de

Logo Universität Straßburg
Université de Strasbourg
Institut de Biologie Moléculaire des Plantes
www.ibmp.cnrs.fr/equipes/signalisation-des-stress-au-noyau
Anne-Catherine Schmit
anne-catherine.schmit@ibmp-cnrs.unistra.fr
+33 3 67 15 53 29

Logo ibwf
Institut für Biotechnologie und Wirkstoff-Forschung (IBWF)

www.ibwf.de/
Eckhard Thines
thines@ibwf.de
+49 (631) 31672-20
Stefan Jacob
jacob@ibwf.de
+49 (631) 31672-21

Logo Fibl
Institut de recherche de l'agriculture biologique (FiBL)
Departement des sciences des plantes
www.fibl.org/de/schweiz/forschung/nutzpflanzenwissenschaften.html
Lucius Tamm
Lucius.tamm@fibl.org
+41 62 8657238


Science & recherches


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