Candice MAZOYON
Doctorante
Axe 1 – Intensification écologique des systèmes de production
Sujet de la thèse
« Pratiques culturales et stratégie d’association ».
Spécialité
Sciences écologiques, agroécologie et écophysiologie
Résumé
Les microorganismes du sol jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement des agro-écosystèmes. Les interactions bénéfiques plante-microorganismes sont caractérisées des associations symbiotiques (nodulation et mycorhization) ou mutualistes (Plant Growth Promoting Microorganismes, PGPM). Ces microorganismes bénéficient des apports carbonés de la plante via les exsudats racinaires et induisent chez leurs hôtes une amélioration en terme de croissance et de protection contre les pathogènes.
Lors de récents travaux, nous avons mis en évidence un potentiel rôle de PGPM pour un genre d’α-protéobactérie, Sphingomonas (Verzeaux et al., 2016 ; Alahmad, 2017 ; Alahmad et al., 2018a). Ce genre bactérien, associé au labour, montre un métabolisme carboné très spécifique et une forte capacité à métaboliser diverses sources phosphatées et azotées (Mazoyon, 2017). Il pourrait également agir comme PGPM en libérant des composés solubles et volatiles pouvant influencer la croissance de la plante cultivée ou la croissance des autres microorganismes (Mazoyon, 2017 ; 2018 ; Mazoyon et al., 2018). L’un des objectifs du projet de thèse sera de caractériser les composés libérés par Sphingomonas et d’identifier leurs rôles sur la croissance des plantes et sur la structure de la communauté rhizosphérique. Une attention particulière sera portée à la transposition aux champs des observations obtenues en conditions contrôlées dans le cadre d’expérimentation de bio-stimulation.
Au sein de cette communication chimique rhizosphérique, les plantes peuvent émettent via leur exsudats racinaires des sucres, des acides organiques et des acides aminées qui constituent des sources de nutriments ou des signaux chimio-attractifs pour les microorganismes. De ce fait, un des volets du projet de thèse consistera à évaluer l’influence des pratiques culturales sur la composition des exsudats racinaires de la plante cultivées mais également des plantes issues d’un couvert végétal.
Beaucoup de travaux se sont penchés sur l’impact que pouvait avoir ces pratiques agricoles sur les microorganismes du sol. Toutefois, ces études se sont majoritairement focalisées sur un seul groupe de microorganismes, soit les communautés bactériennes, soit les communautés fongiques, négligeant les interactions entre eux et les interactions avec la plante. De même, les composés sécrétés dans le sol par les racines varient au cours du développement de la plante et sont également dépendant des paramètres physiques du. De ce fait, les éléments intervenant dans la communication contrôlant les associations rhizosphèriques peuvent évoluer avec les pratiques agricoles et doivent être appréhendées dans le cadre du changement de paradigme agricole actuel.
Dans ce sens, les résultats issues des études précédentes laissent penser que les Sphingomonas pourraient agir sur le recrutement par la plante de bactéries fixatrices d’azote atmosphérique tel que les Rhizobium (Mazoyon, 2018 ; Mazoyon et al., 2018). De plus, nous avons également montré que l’abondance en Sphingomonas dans un sol agricole est souvent corrélée avec la présence de champignons mycorhiziens, au détriment de certains champignons saprotrophes, tel que ceux appartenant au genre Mortierella (Alahmad et al., 2018b), traduisant un possible lien entre associations symbiotiques et non symbiotiques. De ce fait, le projet de thèse va s’intéresser aux interactions plante-microorganismes et microorganismes-microorganismes afin de définir comment les pratiques agricoles conventionnelles et celles dites plus « respectueuses de l’environnement » influencent les stratégies d’association. Ces informations sont cruciales pour identifier des techniques agricoles pertinentes dans le cadre d’une évolution agro-écologique des systèmes de production et pour les conseiller aux acteurs du monde agricole.
Références
Alahmad A. (2017) La métagénomique, un outil pertinent pour évaluer l’impact de différentes pratiques agricoles sur les communautés microbiennes du sol. Thèse à l’Université de Picardie Jules Vernes.
Alahmad A, Decocq G, Spicher F, Kobaissi A, Tetu T, Dubois F, Duclercq J. (2018a) Cover crops in arable lands increases soil ecosystem stability, promoting functional complementarity and redundancy of bacterial communities. Journal of Applied Ecology. under review
Alahmad A, Spicher F, Decocq G, Catterou M, Lacoux J, Roger D, Tetu T, Dubois F, Duclercq J. (2018b) Cover crops in arable lands limits plant-fungi symbiosis by providing fertile soil. In preparation.
Mazoyon C. (2017). Impacts de Sphingomonas sediminicola sur deux espèces végétales et caractérisation du métabolisme de cette bactérie du sol. Mémoire de Master 1, Mention Écosystèmes, Agrosystèmes, Développement Durable. UPJV. 53 pages.
Mazoyon C. (2018). Caractérisation de la communication chimique établie par Sphingomonas sediminicola avec les plantes et les microorganismes de la rhizosphère. Mémoire de Master 2, Mention Écosystèmes, Agrosystèmes, Développement Durable. UPJV.
Mazoyon C, Chabot A, Bensaddek L, Alahmad A, Sarazin V, Dubois F, Duclercq J (2018) Sphingomonas sediminicola une potentielle rhizobactérie favorisant la croissance des plantes. Poster aux Journées Condorcet 2018 (les 14 et 15 Juin 2018) à Calais (France).
Verzeaux J, Alahmad A, Habbib H, Nivelle E, Roger D, Lacoux J, et al. (2016). Cover crops prevent the deleterious effect of nitrogen fertilisation on bacterial diversity by maintaining the carbon content of ploughed soil. Geoderma 281: 49–57.
Publications
Mazoyon C, Chabot A, Bensaddek L, Alahmad A, Sarazin V, Dubois F, Duclercq J (2018) Sphingomonas sediminicola une potentielle rhizobactérie favorisant la croissance des plantes. Poster aux Journées Condorcet 2018 (les 14 et 15 Juin 2018) à Calais (France).