Un système de défense « pêchu » pour les semences

De nombreuses récoltes sont mal protégées contre les insectes nuisibles pendant leur stockage. Pour protéger les graines de céréales stockées contre les herbivores, on utilise souvent des pesticides qui sont indéniablement utiles mais dont l’application est une source d’inquiétude croissante.

Dans une récente étude, des chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zürich), Suisse, ont étudié un enrobage cyanogénétique bio-inspiré à base d’amygdaline comme précurseur cyanogénétique imitant la libération de cyanure d’hydrogène (HCN) déclenchée par l’alimentation et qu’on trouve, par exemple, dans les amandes amères et les noyaux de pêches. L’enrobage multicouche comprenait de l’acide polylactique biodégradable et chaque couche contenait de l’amygdaline ou du β-glucosidase capable de dégrader l’amygdaline en HCN. Les chercheurs expliquent que cette réaction ne se produit que lorsque les couches sont rompues, par exemple par une attaque d’herbivore.

L’étude révèle qu’en donnant des graines de céréales enrobées d’un produit cyanogénétique à manger à Tenebrio molitor (ténébrion meunier), à Rhizopertha dominica (capucin des grains) et à Plodia interpunctella (pyrale indienne des fruits secs), leur taux de reproduction et de consommation diminuait considérablement et que la capacité de germination des graines était améliorée par rapport à des graines non enrobées. Lors d’essais en plein champ, les chercheurs ont observé un retard initial de croissance par rapport aux graines non enrobées, ce retard devenant négligeable aux stades de croissance ultérieurs.

Une éventuelle solution de substitution aux pesticides

« Nous avons démontré que cette nouvelle méthode d’enrobage fonctionne : les graines sont protégées des insectes et sont utilisables sur le terrain, » expliquent Carlos Mora et Jonas Halter, les auteurs de l’étude, qui ajoutent qu’avec cette méthode, le traitement des graines est aussi simple qu’un traitement par pulvérisation et que le coût de cette nouvelle méthode n’est pas significativement supérieur à un traitement par insecticides.

Les chercheurs de l’ETH sont convaincus que ce type d’enrobage des semences peut également être utilisé sur d’autres types de cultures. « La méthode a le potentiel pour remplacer certains pesticides synthétiques, » pense Carlos Mora. « Non seulement l’enrobage est biodégradable, mais il garantit également que les graines conservent leur qualité pendant le stockage. »

L’étude faisant état de leurs travaux a été récemment publiée dans le Journal of Agricultural and Food Chemistry.

(ETH/wi)

Références bibliographiques
Mora CA, Halter JG, Adler C., Hund A, Anders H, Yu K, Stark WJ. Application of the Prunus spp. Cyanide Seed Defense System onto Wheat : Reduced Insect Feeding and Field Growth Tests. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2016. DOI 10.1021/acs.jafc.6b00438

Halter, J.G., Chen, W.D., Hild, N., Mora, C.A., Stoessel, P.R., Koehler, F.M., Grass, R.N., Stark, W.J.. Induced cyanogenesis from hydroxynitrile lyase and mandelonitrile on wheat with polylactic acid multilayer-coating produces self-defending seeds. Journal of Materials Chemistry A 2014, 2, 853-858. DOI: 10.1039/C3TA14249C