Production durable de métabolites insecticides et acaricides par des champignons endophytes utilisant la fermentation sur support solide

Transformer des champignons cachés en protecteurs des cultures

L’agriculture moderne dépend largement des pesticides chimiques pour empêcher insectes et acariens de détruire les récoltes. Mais ces produits peuvent nuire aux pollinisateurs, contaminer les sols et les eaux, et favoriser l’apparition de résistances chez les ravageurs. Cette étude explore une stratégie très différente : recruter des champignons inoffensifs qui vivent à l’intérieur des racines de blé et les amener à transformer les déchets agricoles en mélanges naturels capables d’éliminer les ravageurs, offrant potentiellement une protection plus sûre pour les cultures et l’environnement.

Alliés discrets vivant dans les racines du blé

Les chercheurs ont commencé par une question simple : les champignons microscopiques qui colonisent naturellement les racines saines du blé pourraient‑ils aider à défendre la plante ? Ces champignons dits endophytes vivent à l’intérieur des tissus végétaux sans provoquer de maladie. L’équipe a collecté des plants de blé dans trois régions d’Égypte et isolé 38 souches fongiques différentes à partir de leurs racines. Ils ont ensuite testé chaque souche pour évaluer sa capacité à produire des composés chimiques et des enzymes connus pour endommager les organismes d’insectes ou agir comme pesticides naturels. Une souche remarquable, nommée MORSY‑27 et par la suite identifiée comme une espèce de Geomyces, a systématiquement produit les niveaux les plus élevés de ces substances potentiellement protectrices.

Nourrir les champignons avec des déchets agricoles

Pour qu’un pesticide biologique soit utile en pratique, il doit être peu coûteux et facile à produire à grande échelle. Plutôt que de cultiver le champignon en bouillie, les scientifiques ont utilisé la fermentation sur support solide, le laissant se développer sur des résidus végétaux humides qui seraient autrement jetés — tels que la pulpe d’orange et de tomate, les pelures de banane, les déchets de taro, le tourteau de tournesol et les tiges d’un légume feuille appelé molokhia. Ces matériaux sont riches en sucres, fibres, huiles et protéines, et imitent l’habitat naturel du champignon. En ajustant la température et l’humidité, l’équipe a recherché les conditions favorisant la production maximale de composés insecticides.

Trouver la meilleure recette pour des toxines naturelles

Au microscope et par des analyses chimiques, Geomyces sp. MORSY‑27 s’est révélé une petite usine prolifique. Sur la plupart des déchets végétaux, il a produit quatre grands groupes de composés d’allure végétale — phénoliques, flavonoïdes, terpènes et alcaloïdes — ainsi que des acides gras capables de perturber les cellules d’insectes. Il a également sécrété de puissantes enzymes qui digèrent l’enveloppe externe (cuticule) des insectes et acariens, notamment des enzymes chitinolytiques, protéolytiques et lipolytiques. Le tourteau de tournesol et les déchets de taro se sont avérés des supports particulièrement efficaces, et une température proche de 20 °C avec une humidité modérée produisait le mélange le plus riche en molécules bioactives. En analysant l’extrait à base de tournesol par chromatographie en phase gazeuse–spectrométrie de masse, l’équipe a identifié 39 composés différents, dont beaucoup sont liés à des esters et amides d’acides gras auparavant associés à des activités insecticides ou antimicrobiennes.

Tester le cocktail fongique

Pour vérifier si ces mélanges nuisaient réellement aux ravageurs, les chercheurs ont testé les extraits contre deux ennemis agricoles majeurs : la noctuelle du chou (black cutworm), dont les chenilles peuvent anéantir les jeunes plants, et l’acarien Tetranychus urticae (acérien à deux points), un petit suceur de sève qui infeste des centaines d’espèces cultivées. Lorsque les chenilles se sont nourries de feuilles traitées avec les extraits fongiques, leur développement a fortement ralenti ; dans certains traitements, la durée du stade larvaire est passée d’environ 18 à plus de 40 jours. De nombreuses larves et pupes sont mortes, et les survivants sont souvent apparus en adultes déformés avec des ailes rabougries ou bloqués dans des mues partielles, signes d’une perturbation de leurs hormones et de la formation de la cuticule. Chez les acariens, les extraits ont provoqué une mortalité adulte forte, dépendante de la dose et du temps, et ont fortement réduit l’éclosion des œufs. Certains traitements ont atteint près de 100 % de mortalité adulte et une incapacité complète des œufs à éclore lorsque les femelles étaient exposées avant la ponte.

Ce que cela pourrait signifier pour l’agriculture de demain

Pour un non‑spécialiste, le message est clair : en s’associant à des champignons qui vivent déjà dans les cultures et en les nourrissant de déchets végétaux bon marché, il pourrait être possible de produire des mélanges puissants de lutte contre les ravageurs d’origine naturelle. La souche de Geomyces étudiée ici a transformé le tourteau de tournesol et d’autres déchets de transformation en un mélange complexe d’enzymes et d’huiles qui a paralysé chenilles et acariens tout en s’appuyant sur des intrants renouvelables et peu coûteux. Bien que des travaux supplémentaires soient nécessaires pour isoler les composés les plus sûrs, les tester sur le terrain et les comparer aux produits existants, cette approche ouvre la voie à un avenir où les agriculteurs pourraient protéger leurs rendements grâce à des alliés fongiques sur mesure plutôt qu’en dépendant principalement des produits chimiques synthétiques.

Citation: El-Gendy, M.M.A.A., Sadek, H.E., Barghout, M.E. et al. Sustainable production of insecticidal and acaricidal metabolites by endophytic fungi using solid-state fermentation. Sci Rep 16, 11356 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40413-w

Mots-clés: biopesticides, champignons endophytes, ravageurs du blé, fermentation sur support solide, agriculture durable