Une étude, dont les résultats intitulés «Ligand-recognizing motifs in plant LysM receptors are major determinants of specificity» ont été publiés dans la revue Science, a permis de décrypter à l’échelle moléculaire le mécanisme par lequel les plantes légumineuses assimilent naturellement l’azote atmosphérique, grâce à des bactéries symbiotiques. Il en ressort que celui-ci pourrait être adapté à toutes les plantes grâce à une légère évolution d’un récepteur de leur système immunitaire.

Relevons tout d'abord que «les engrais azotés se sont imposés comme une composante essentielle de l’agriculture moderne, car ils alimentent les plantes en azote, qui aide leur croissance». Néanmoins, ils peuvent «être source de pollution, accélèrent la prolifération de certaines algues invasives et sont hautement explosifs». Ainsi, le nitrate d’ammonium est «en cause dans l’incident d’AZF à Toulouse et dans la dévastation de Beyrouth». Il en résulte que d’autres manières d’apporter de l’azote sont recherchées.

Dans ce contexte, comme «les plantes légumineuses vivent en symbiose avec des bactéries présentes dans le sol, les rhizobiums, qui transforment l’azote atmosphérique en ammoniaque pour nourrir la plante, qui les abrite en échange», l'étude ici présentée a «montré qu’un récepteur protéique des légumineuses, impliqué dans la perception de molécules de signalisation symbiotiques, possède une structure très proche d’un récepteur commun à toutes les plantes terrestres».

Concrètement, «pour établir la symbiose avec les légumineuses, les rhizobiums sécrètent des molécules dérivées de la chitine, dont la structure se rapproche de composés produits par des champignons pathogènes», de sorte que «seuls quelques acides aminés séparent le récepteur nécessaire à la symbiose de celui, bien plus courant, dédié à la réponse immunitaire contre les champignons».

A partir de cette observation, cette étude a «reprogrammé ces récepteurs avec succès, une première étape pour transférer la capacité à enclencher une symbiose rhizobienne chez d’autres types de plantes que les légumineuses». Ce travail ouvre donc «des perspectives pour réduire l’usage d’engrais azotés».