Nanoparticules d’oxyde de cuivre synthétisées par des champignons : un bionanofongicide durable pour lutter contre Fusarium falciforme et améliorer la productivité de la pomme de terre

Pourquoi cela compte pour l’alimentation quotidienne

La pomme de terre occupe une place centrale dans les régimes alimentaires du monde entier, mais des infections fongiques cachées dans le sol ou lors du stockage peuvent détruire silencieusement une grande partie de la récolte. Les agriculteurs s’appuient souvent sur des fongicides chimiques pour contenir ces maladies, mais ces produits peuvent s’accumuler dans l’environnement et perdre en efficacité à mesure que les champignons développent des résistances. Cette étude explore une alternative plus propre qui mobilise des champignons utiles pour produire de minuscules particules de cuivre, capables à la fois de protéger la pomme de terre contre une maladie grave et d’améliorer la croissance des plants.

Une menace discrète sous la surface

Parmi les maladies les plus dévastatrices de la pomme de terre figure la pourriture sèche, provoquée par un groupe de champignons Fusarium qui attaquent les plants au champ et les tubercules en stockage. Les pommes de terre infectées peuvent perdre jusqu’à la moitié de leur rendement commercialisable et subir des modifications de leur teneur en amidon et en sucres, réduisant leur qualité. Les chercheurs se sont intéressés à Fusarium falciforme, un champignon du sol qui infecte racines et tubercules. La lutte classique repose sur des fongicides synthétiques et des sels de cuivre, mais ces outils sont de plus en plus limités par l’apparition de souches résistantes et par des préoccupations environnementales, ce qui crée une demande pour des méthodes plus sûres de protection de cette culture de base.

Transformer des champignons amicaux en petites usines à cuivre

Plutôt que d’employer des produits chimiques agressifs pour fabriquer des particules métalliques, l’équipe a collecté des champignons courants du sol dans des parcelles maraîchères en Égypte et les a mis à l’œuvre. Ils ont cultivé ces champignons en culture liquide, séparé soit les filaments vivants soit le bouillon contenant les molécules libérées, puis mélangé ce matériel biologique à une solution de sel de cuivre. En quelques jours, un solide sombre s’est formé ; des analyses détaillées ont montré qu’il s’agissait d’oxyde de cuivre sous forme de particules très petites, majoritairement sphériques, d’environ 11 nanomètres de diamètre. La microscopie et les mesures de charge de surface ont confirmé que les molécules fongiques contribuaient à modeler et stabiliser ces particules en suspension aqueuse.

Mettre le bouclier nano à l’épreuve du champignon

L’étape suivante a consisté à vérifier si ces particules de cuivre produites par les champignons pouvaient arrêter Fusarium falciforme. Dans des essais en boîte de Pétri, les colonies fongiques de pomme de terre se sont développées plus lentement lorsque le milieu contenait les nanoparticules, avec une réduction de croissance d’environ un tiers à la dose choisie. Au même niveau de cuivre, un sel de cuivre classique ralentissait à peine le champignon, tandis qu’un fongicide commercial exerçait l’effet le plus fort mais suscitait des inquiétudes concernant des effets secondaires pour la plante. Sur la base d’une gamme de doses testées, les chercheurs ont retenu 200 milligrammes par litre de nanoparticules comme compromis efficace qui freine le champignon sans nuire aux plantes.

Aider les plants de pomme de terre malades et sains à prospérer

Pour évaluer l’effet dans un contexte plus réaliste, les chercheurs ont cultivé des pommes de terre en pots contenant un sol propre ou délibérément infesté par Fusarium falciforme. Les tubercules semence et, plus tard, les feuilles ont reçu des pulvérisations d’eau, de sel de cuivre en vrac, de fongicide commercial ou des nanoparticules produites par les champignons. L’infection seule a raccourci les pousses, réduit la surface foliaire et diminué le nombre et le poids des tubercules. Les pulvérisations de nanoparticules de cuivre ont permis aux plantes infectées de retrouver une grande partie de leur croissance perdue, d’améliorer les niveaux de chlorophylle dans les feuilles et de modifier l’équilibre des sucres, protéines et systèmes antioxydants naturels d’une manière suggérant un stress réduit. Fait important, chez les plantes saines sans maladie, les nanoparticules ont aussi stimulé la croissance des pousses et la surface foliaire.

Plus de pommes de terre à partir d’une même plante

Le rendement à la récolte est la mesure la plus parlante pour les agriculteurs. Sur sol propre, les plants traités par pulvérisation avec les nanoparticules de cuivre produites par les champignons ont donné environ 20 % de tubercules en plus et 40 % de poids frais de tubercules en plus par rapport aux plants non traités. En situation d’infection, le même traitement non seulement a empêché les pertes mais a porté le rendement au‑dessus de celui des témoins sains. Le sel de cuivre en vrac n’a apporté que des gains modestes, tandis que le fongicide commercial a augmenté le poids des tubercules mais réduit fortement leur nombre chez les plants sains, laissant entrevoir un effet nocif sur la formation normale des tubercules. La forme nano, en revanche, a agi à la fois comme un traitement doux et comme une source nutritive.

Ce que cela signifie pour l’avenir de la protection des cultures

Pour un public non spécialiste, le message clé est que de petites particules d’oxyde de cuivre produites par des champignons du sol peuvent à la fois combattre une maladie dévastatrice de la pomme de terre et aider les plantes à mieux pousser et à produire davantage, tout en évitant certains inconvénients des produits chimiques classiques. En agissant à très petite échelle, ces particules délivrent le cuivre sous une forme qui affecte davantage l’agent pathogène que la plante et soutient les systèmes de défense et de croissance de la plante. L’étude suggère que de telles nanoparticules biosynthétisées pourraient intégrer un arsenal plus durable pour les agriculteurs, réduisant la dépendance aux fongicides traditionnels tout en contribuant à sécuriser une culture alimentaire mondiale essentielle.

Citation: Ahmed, R.U., Abou-Zeid, A.M., Ahmed, A.I. et al. Myco-synthesized copper oxide nanoparticles as a sustainable bionanofungicide for managing Fusarium falciforme and enhancing potato productivity. Sci Rep 16, 16128 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-52727-w

Mots-clés: maladie de la pomme de terre, nanoparticules de cuivre, pourriture sèche due à Fusarium, agriculture durable, lutte biologique