Prédire l'occurrence de la maladie avec une grande précision basée sur les modèles macroécologiques du sol du flétrissement à Fusarium

Les maladies phytopathogènes d'origine sédimentaire causent de plus en plus de pertes dévastatrices dans la production agricole. Le développement d'un modèle plus raffiné pour la prédiction des maladies peut aider à réduire les pertes de récolte grâce à l'utilisation de mesures de contrôle préventives ou au jachère du sol pour une saison de plantation. L'émergence de la technologie de séquençage ADN à haut débit a fourni un aperçu sans précédent de la composition microbienne des sols malades par rapport aux sols sains. Cependant, une seule étude de cas indépendante ne produit rarement une conclusion générale prédictive de la maladie dans un sol particulier. Ici, nous tentons de tenir compte des différences entre diverses études et variétés de plantes en utilisant une approche d'apprentissage automatique basée sur 24 ensembles de données bactériennes indépendants comprenant 758 échantillons et 22 ensembles de données fongiques indépendants comprenant 279 échantillons de sols sains ou atteints du flétrissement à Fusarium en provenance de huit pays différents. Nous avons constaté que les communautés bactériennes et fongiques du sol étaient clairement séparées entre les échantillons de sol malades et sains provenant de six cultures dans neuf pays ou régions. La diversité alpha était systématiquement plus grande dans la communauté fongique des sols sains. Alors que les microbiomes des sols malades abritaient des abundances plus élevées de Xanthomonadaceae, Bacillaceae, Gibberella et Fusarium oxysporum, le microbiome du sol sain contenait plus de Streptomyces Mirabilis, Bradyrhizobiaceae, Comamonadaceae, Mortierella et des champignons non pathogènes du Fusarium. De plus, une méthode de forêt aléatoire a identifié 45 OTUs bactérienes et 40 OTUs fongiques qui ont catégorisé l'état de santé du sol avec une précision >80%. Nous concluons que ces modèles peuvent être appliqués pour prédire le potentiel d'occurrence du flétrissement F. oxysporum en révélant des indicateurs biologiques clés et des caractéristiques communes au microbiome des sols atteints de flétrissement.