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20 novembre 2020 17:08

20 novembre 2020 17:08

Les plantes déploient une variété de défenses chimiques et physiques pour se protéger contre les herbivores et les agents pathogènes. L'agriculture biologique cherche à améliorer ces réponses en améliorant la qualité du sol, modifiant finalement la régulation ascendante des défenses végétales. Bien que des études en laboratoire suggèrent que cette approche est efficace, il reste difficile de savoir si l'agriculture biologique encourage des défenses végétales plus actives dans des conditions réelles. En travaillant sur les fermes des producteurs ayant coopéré, nous avons examiné l'expression génique dans les feuilles de deux variétés de pommes de terre (Solanum tuberosum), cultivées dans des fermes biologiques par rapport à des fermes conventionnelles. Pour une variété, Norkotah, nous avons trouvé une initiation significativement accrue des gènes associés aux voies de défense des plantes dans les plantes cultivées dans les champs biologiques par rapport aux champs conventionnels. Les champs organiques de Norkotah présentaient des niveaux inférieurs de nitrate dans le sol et d'azote dans le feuillage des plantes, ainsi que des différences dans les communautés de bactéries du sol, suggérant des liens possibles entre la gestion du sol et les différences observées dans les défenses des plantes. De plus, le nombre d'insectes prédateurs et phloèmes était plus élevé dans les champs biologiques que dans les champs conventionnels. Une deuxième variété de pomme de terre, Alturas, qui est généralement cultivée avec moins d'intrants et dans des sols de moins bonne qualité, présentait un nombre global d'herbivores et de prédateurs plus faible, peu de différences dans l'écologie des sols et aucune différence dans l'activité des gènes dans les systèmes agricoles biologiques et conventionnels. Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent que l’agriculture biologique a le potentiel d’augmenter la résistance des plantes aux herbivores, ce qui peut réduire le besoin d’applications d’insecticides. Ces avantages semblent être influencés par la variété végétale et / ou le contexte agricole.

Plants deploy a variety of chemical and physical defenses to protect themselves against herbivores and pathogens. Organic farming seeks to enhance these responses by improving soil quality, ultimately altering bottom up regulation of plant defenses. While laboratory studies suggest this approach is effective, it remains unclear whether organic agriculture encourages more-active plant defenses under real-world conditions. Working on the farms of cooperating growers, we examined gene expression in the leaves of two potato (Solanum tuberosum) varieties, grown on organic versus conventional farms. For one variety, Norkotah, we found significantly heightened initiation of genes associated with plant-defense pathways in plants grown in organic versus conventional fields. Organic Norkotah fields exhibited lower levels of nitrate in soil and of nitrogen in plant foliage, alongside differences in communities of soil bacteria, suggesting possible links between soil management and observed differences in plant defenses. Additionally, numbers of predatory and phloem-feeding insects were higher in organic than conventional fields. A second potato variety, Alturas, which is generally grown using fewer inputs and in poorer-quality soils, exhibited lower overall herbivore and predator numbers, few differences in soil ecology, and no differences in gene-activity in organic and conventional farming systems. Altogether, our results suggest that organic farming has the potential to increase plants’ resistance to herbivores, possibly facilitating reduced need for insecticide applications. These benefits appear to be mediated by plant variety and/or farming context.

None

• AB - Spécifique
• FREDO biologie et travail du sol
• FREDO lutte
• pomme de terre

• plant stress
• potato
• farming systems
• herbivores
• plant defensive pathways
• soil bacteria

Frontiers in Sustainable Food Systems

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2020

1 janvier 2020

10.3389/fsufs.2020.00097 Le DOI est une URL unique de référencement d'une publication. Il est donc plus fiable et permanent qu'une URL classique

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