Exploiter les microbiomes pour pérenniser les systèmes alimentaires
Les micro-organismes font partie intégrante de l’environnement. Ils sont présents dans l’air, le sol et l’eau et font partie, avec leurs hôtes, d’un réseau complexe d’interactions appelé l’holobiome. Les scientifiques savent que l’holobiome joue un rôle important dans les systèmes alimentaires, mais les mécanismes par lesquels les micro-organismes, les plantes et les animaux interagissent pour affecter la production alimentaire demeurent mal compris. Le projet CIRCLES(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, a étudié les holobiomes liés à l’alimentation et a élaboré des outils et des procédures microbiomiques qui améliorent la production alimentaire.
Cartographier les écosystèmes microbiens
Pour atteindre ses objectifs, le projet CIRCLES a concentré ses recherches sur six systèmes alimentaires représentatifs de l’approvisionnement alimentaire européen. Il s’agit des épinards, des tomates, de la volaille, du porc, du saumon de l’Atlantique et de la daurade. Le projet a porté son choix sur ces six systèmes alimentaires parce qu’ils couvrent la production de viande, l’aquaculture et les produits frais. Dans les fermes de recherche et les installations aquacoles, les scientifiques ont fait appel des technologies de pointe de séquençage de l’ADN pour évaluer les microbiomes des plantes et des animaux étudiés. Ils ont identifié les microbes associés aux organismes sains et aux organismes moins sains à l’aide d’une approche de métagénomique comparative. «CIRCLES a identifié des microbes essentiels dans les six systèmes alimentaires qui assurent des fonctions clés de promotion de la croissance, améliorant la défense et la nutrition de l’holobiome associé», explique Marco Candela, coordinateur du projet.
Des modulateurs intelligents du microbiome
CIRCLES a exploité les connaissances acquises lors de la phase de cartographie du projet en analysant les résultats de la métagénomique comparative afin d’identifier les éléments manquants ou déséquilibrés du microbiome. L’équipe a ensuite tenté de ramener le microbiome à un état sain en introduisant des modulateurs intelligents du microbiome (MIM), tels que des prébiotiques ou des probiotiques, adaptés aux déficits observés. Le bien fondé de cette approche a été testé en mesurant les performances des plantes et en prélevant des échantillons biologiques sur les animaux. CIRCLES entend commercialiser des MIM adaptés aux producteurs de denrées alimentaires afin de garantir un approvisionnement alimentaire sûr, durable et de haute qualité.
Des boîtes à outils du microbiome pour les producteurs de denrées alimentaires
CIRCLES a développé des boîtes à outils, disponibles sur le site web du projet, pour chacun des six systèmes alimentaires ciblés. Ces boîtes à outils apportent aux producteurs les informations et les outils dont ils ont besoin pour exploiter le microbiome naturel et stimuler la production. Outre des MIM adaptés à chaque aliment, les boîtes à outils donnent accès à un instrument d’évaluation en instance de brevet. Marco Candela confie: «Le résultat le plus prometteur du projet est l’outil de rapport universel, un instrument qui, adapté à différents contextes, a permis de développer divers rapports qui évaluent l’état de santé (diversité, structure du réseau, présence de taxons clés) du microbiote dans les processus de production alimentaire». CIRCLES a démontré que travailler avec les microbes, plutôt que contre eux, est judicieux d’un point de vue économique et environnemental. Néanmoins, le cadre réglementaire qui régit la production alimentaire constitue un défi, car il est flou et fragmenté. Marco Candela espère que les réglementations se clarifieront bientôt. «CIRCLES a mis en lumière le rôle crucial des microbiomes naturels en tant que réservoirs de micro-organismes jouant un rôle clé dans les systèmes alimentaires», explique-t-il. Grâce aux nouvelles connaissances concernant les holobiomes et à un soutien réglementaire adéquat, nous pouvons préserver un avenir sûr, durable et sain des systèmes alimentaires.
