Caractérisation des écosystèmes microbiens colonisant les biofiltres, les solutions nutritives et les racines de Lycopersicon esculentum en culture hors-sol

Characterisation of bacterial communities colonizing the biofilters, nutrient solutions and Lycopersicum esculentum roots in soilless culture

• Auteur / Autrice : David Renault
• Direction : Georges Barbier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie microbienne
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cultures hydroponiques

Cultures

Tomates

Rhizosphère

Biofiltres

Écologie bactérienne

Mots clés libres

Horticulture

Biofiltration

Communautés bactériennes

Sscp

Clonage-séquençage

PCR quantitative

Ribotypage

Biolog GN

Résumé

Ces travaux visent à évaluer l’impact écologique d'inocula bactériens dans les biofiltres en culture hors-sol de tomate. L’étude porte sur la microflore colonisant i) les biofiltres, ii) les solutions nutritives entrant et sortant des colonnes iii) et la rhizosphère des plants cultivés. Certaines souches de Pseudomonas et Bacillus, sélectionnées in vitro pour leurs propriétés de type suppressif, ont été introduites dans des biofiltres (filtre-P et -B). Leurs écosystèmes microbiens ont été comparés à ceux d’un filtre témoin (filtre-T). Chaque filtre possède un profil fonctionnel (Biolog GN2) et structural (SSCP-PCR) spécifique. Le filtre-T est colonisé à 70% par des Proteobacteria alors que les filtres-P et -B possèdent une microflore riche en Firmicutes. Le comportement trophique des communautés bactériennes au niveau des solutions nutritives évolue dans le temps vers la métabolisation de certains acides aminés et organiques. Comparés au filtre-T, les filtres-P et -B modifient davantage la structure moléculaire des solutions nutritives et réduisent leur diversité phylotypique. Les effluents du filtre-T ont une proportion accrue en Protebacteria ; ceux issus des filtres-P et -B sont enrichis en candidate division. La microflore de la rhizosphère des plants de tomate ne montre pas de grandes variations quantitatives (PCRq) au cours du temps. La rhizosphère des plants reliés au filtre amendé en bactéries ne présente qu’un nombre réduit de phylotypes en commun avec la rhizosphère des plants reliés au filtre témoin ; les phyla majoritaires sont Acrinobacteria et Bacteroidetes. L’installation progressive d’une microflore bactérienne suppressive dans la rhizosphère est suggérée.

This work was carried out to investigate the consequences of bacterial inoculation of biofilters in tomato soilless culture. The study carries on microbial populations colonizing i) biofilters, ii) nutrient solutions before and after filtration and iii) rhizosphere of plants. Several strains of Pseudomonas and Bacillus, selected in vitro for several suppressive activities, were inoculated into biofilters (P- and B-filters). Their microbial ecosystems were compared with those of a control filter (C-filter). Each filter has a functional (BiologGN2) and a structural (SSCP-PCR) specific profile. The C-filter contained 70% of Proteobacteria whereas P- and B-filters were significantly colonized by Firmicutes. The metabolism of nutrient-solutions was progressively shifted towards degradation of specific amino acids and carboxylic acids. P- and B- filters change more the molecular structure of nutrient solutions than C-filter and they reduce their phylotypic diversity. When solutions were filtered on C-fllter, the proportion of Proteobacteria increased whereas the uncultured candidate phyla rose in P- and B-filters. The rhizosphere microflora of tomato plants was relatively stable (qPCR) during the whole cultural season. Roots colonizing-bacterial communities had relatively few phyla in common for te 2 cultural conditions (bacteria-amended filter and control filter); mots were mainly colonized by Actinobacteria et Bacteroidetes. The involvement of a suppressive microflora in this process is suggested.