L'engrais nécessite beaucoup d'énergie pour produire, est absorbé de manière inefficace par les plantes, et le ruissellement peut polluer les cours d'eau. Mais et si les plantes pouvaient simplement produire leur propre engrais ? C'est une question à laquelle des tas de scientifiques tentent de répondre, et de nouvelles recherches de l'Université de Washington à St. Louis ont fait un grand pas vers cet objectif.

L'une des voies les plus prometteuses dans ce domaine est ce qu'on appelle les bactéries fixatrices d'azote. Le composant principal de la plupart des engrais est l'azote, dont les plantes ont besoin pour pousser. L'azote est partout dans l'atmosphère terrestre, mais les plantes ont besoin d'une aide supplémentaire pour la saisir et la convertir en une forme que les plantes peuvent utiliser. Le traitement pour rendre l'azote utilisable est appelé "fixation de l'azote, " et c'est surtout fait par des bactéries. Il y a beaucoup de bactéries dans le sol qui font cela, produire de l'azote pour les plantes à aspirer, mais les cultures modernes sont si gourmandes en azote que les bactéries ne peuvent pas suivre et leurs efforts doivent être complétés par des engrais à base d'azote.

Les bactéries du sol ont l'avantage de fixer leur azote sans l'interférence de l'oxygène, dont la présence compromettrait normalement cet effort. Il existe un type de bactérie, Cyanothèque, qui parvient à la fois à effectuer la photosynthèse et à fixer l'azote.

Comment Cyanothece fait-il cela ? Les chercheurs ont découvert que la bactérie fonctionnait selon un rythme circadien, tout comme les gens. Il effectue la photosynthèse pendant la journée, puis respire l'oxygène, lui permettant de fixer l'azote la nuit. L'étape suivante consistait à voir si cette capacité pouvait être transférée avec succès à d'autres organismes.

Ils ont réussi à prendre certains des gènes de Cyanothece et à les coller dans une bactérie qui n'a pas naturellement la capacité de fixer l'azote. Grâce à la compréhension du rythme circadien, ils ont réussi et se sont retrouvés avec une première étape majeure vers les plantes autofertiles :un organisme qui a été génétiquement modifié pour fixer l'azote.

« L'ingénierie des plantes fixatrices d'azote est un grand défi en agriculture et il faudra un certain temps pour réaliser ce rêve. En collaboration avec d'autres phytotechniciens, nous tenterons ensuite d'imiter notre approche d'ingénierie cyanobactérienne dans les plantes vasculaires, " écrit Himadri Pakrasi, l'auteur principal de l'étude, dans un e-mail. Mais salut, si les scientifiques peuvent donner cette capacité à certaines bactéries aléatoires, pourquoi pas au maïs ?