Impact des exsudats racinaires dans la sélection des taxa et fonctions bactériens dans la rhizosphère

Impact of root exudats on the selection of bacterial taxa and function in the rhizosphere

• Auteur / Autrice : Feth-el-Zahar Haichar
• Direction : Wafa Achouak
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie et Biotechnologie Végétale
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Exsudats

Cellulose

ADN bactérien

Rhizosphère

Résumé

[. . . ] Nous avons mis en oeuvre l’approche ADN-SIP au laboratoire en utilisant une macromolécule (la cellulose), ce qui nous a permis d’identifier les communautés bactériennes impliquées dans la cellulolyse dans le sol au cours du temps. Ensuite, nous avons étudié l’impact des exsudats racinaires dans la structuration des communautés bactériennes au niveau de la rhizosphère. Nous avons déterminé la capacité de quatre espèces végétales à sélectionner des populations bactériennes à partir du même réservoir. Nous avons montré que la racine constituait l’habitat le plus sélectif du fait que chacune des plantes : blé, maïs, colza et Medicago truncatula était colonisée spécifiquement par certaines rhizobactéries comparée au sol rhizosphérique où les communautés bactériennes ne sont pas très différentes entre plantes. Nous avons également mis en évidence un fort impact de la plante sur la dégradation de la matière organique du sol dans la rhizosphère. Nous avons également étudié la dynamique et l’évolution de la structure des communautés bactériennes dans la rhizosphére d’A. Thaliana en combinant les deux approches ADN- et ARN-SIP. Nous avonss montré un shift des populations bactériennes au niveau du sol rhizosphérique pour des plantules âgées de six semaines probablement en relation avec une initiation de la floraison conduisant à une modification quantitative et qualitative des exsudats racinaires. Cependant, les bactéries colonisant les racines n’ont pas été déplacées par de nouveaux colonisateurs. Nous avons mis au point l’ARNm-SIP pour déterminer l’impact des exsudats racinaires sur l’expression de gènes : phlD (phytoprotection), gacA (régulateur de la production de métabolites secondaire), acdS (phytostimulation) et nosZ (cycle de l’azote) dans la rhizosphère. [. . . ]

[. . . ] We first of all, performed DNA-SIP using a 13C labelled macromolecule, the cellulose in order to identify bacterial community involved in cellulose degradation in soil over time. We also examined the ability of different plant species to select different taxa and functions from the same reservoir. We determined which carbon source was used and by which bacterial group in the rhizosphere of four plant species using stable isotope probing technique. To do this, we growth wheat, maize, rape and Medicago truncatula, separately in the same soil under 13CO2 (99% of atom 13C). This study revealed that root compartment was the most selective habitat as the bacterial community inhabiting the roots of wheat, rape, maize and Medicago truncatula were specific for each plant compared to the rhizosphere soil, where bacterial community were not very different between plants. We also demonstrated that plant exert a high impact on soil organic matter turnover in the rhizosphere. The last study was devoted to the analysis of the structure and the dynamic of bacterial community using DNA- and RNA-SIP in the rhizosphere of Arabidopsis thaliana and to set up mRNA-SIP technic to analyse bacterial gene expression in the rhizosphere. The combination of rDNA- and rRNA-SIP in the rhizosphere of A. Thaliana over time revealed an evolution of bacterial populations especially in the rhizosphere soil probably in relation to plant stage development leading to a modification of root exudates nature, whereas root colonizing bacteria seemed well established and were not delocalized by new colonizers. The development of mRNA-SIP allowed us to analyze the expression of certain genes in the rhizosphere of A. Thaliana. [. . . ]