Exploitation du potentiel de la biodiversité microbienne pour l’agriculture et le secteur agroalimentaire

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La diversité microbienne a une importance fondamentale pour la fonction écosystémique. Des paramètres importants dans l’agriculture et le secteur agroalimentaire peuvent être influencés par des communautés microbiennes (microbiomes) de façon significativement positive, par exemple: la protection phytosanitaire, la santé des animaux et des êtres humains, le contrôle naturel des ravageurs, la décomposition de la matière organique, les cycles des éléments nutritifs de même que la transformation de produits agricoles par la fermentation.

La caractérisation des microbiomes, l’identification d’espèces de référence et la compréhension de leurs fonctions et interactions constituent la base pour le développement de stratégies en vue d’une utilisation ciblée et du contrôle de la biodiversité microbienne dans l’agriculture et le secteur agroalimentaire. Par l’influence ciblée des microbiomes (microbiome engineering), il s’agit d’exploiter les multiples effets positifs de l’utilisation de microorganismes dans l’agriculture et le secteur agroalimentaire de sorte à augmenter les rendements et simultanément à réduire l’utilisation d’engrais et de pesticides. Cette stratégie ménage non seulement les sols et l’environnement, mais contribue aussi à renforcer le développement durable. La maîtrise du microbiome permet d’influencer les processus de fermentation ou la conservation des denrées alimentaires et ainsi d’améliorer la qualité, la sécurité et la compétitivité des produits issus de l’agriculture.

Objectifs scientifiques et questions de recherche

  1. Biodiversité microbienne du sol: quelle influence les différents systèmes de cultures et les techniques exercent-ils sur la composition des microbiomes dans l’écosystème agricole? Y a-t-il des espèces ou des groupes d’espèces, susceptibles d’être des indicateurs fiables de la fertilité du sol? Peut-on stimuler la durabilité et l’autorégulation du sol en influençant les microbiomes (associés au sol et aux plantes) de manière ciblée et améliorer ainsi leurs fonctions écosystémiques?
  2. Stimulation ciblée des propriétés utiles des microbiomes: quelles sont les conditions préalables à la promotion ou à l’utilisation de microorganismes utiles qui empêchent la propagation des agents pathogènes, des maladies et des ravageurs (conservation biocontrol, lâchers ciblés, etc.) ou qui ont un effet positif sur la santé des hommes, des plantes et des animaux? Peut-on ainsi augmenter les rendements et réduire l’emploi des produits phytosanitaires?
  3. Nouvelles relations et fonctions: quelles interactions d’organismes jusqu’ici inutilisées dans les écosystèmes de l’agriculture et de l’agro-alimentaire peuvent être utilisées spécifiquement pour accroître la durabilité, la sécurité et la compétitivité tout au long de la chaîne de création de valeur (pathogènes, détritivores, antagonistes, cultures (de protection), etc.)?
  4. Caractérisation et préservation de la biodiversité des collections de souches d’Agroscope: à Liebefeld, Wädenswil et Reckenholz, il existe des collections de souches microbiennes. Les génomes de ces collections doivent être caractérisés (par séquençage NGS), pour que leur immense potentiel puisse être identifié et qu’ils puissent être utilisés de manière ciblée dans l’agriculture et l’agroalimentaire. Quelle est leur biodiversité et dans quelle mesure sont-ils typiques de la Suisse? Quels potentiels la connaissance de leurs propriétés offre-t-elle en vue de l’amélioration de la qualité des produits, de la sécurité alimentaire et de la santé?
  5. Caractérisation de l’écosystème d’aliments fermentés sélectionnés: quelles espèces ou groupes d’espèces peuvent être utilisés de manière ciblée pour augmenter la qualité, la sécurité et la compétitivité des produits agricoles (p. ex. fromage au lait cru)? Comment la qualité nutritionnelle (biodisponibilité, métabolisme) des denrées alimentaires peut-elle être accrue par fermentation?