Diversité génétique et fonctionnelle des souches de Bradyrhizobium impliquées dans les cultures mixtes niébé-soja-arachide/céréales (maïs) en Côte d’ivoire : approche méthodologique par analyse multi-locus (MLSA) : étude des effets PGPR sur le maïs

Bradyrhizobium in mixed-cropping systems (cowpea, groundnut, soybean and maize) in Ivory Cost : genetic diversity by Multi-Locus Sequence Analysis and plant growth promotion on maize

• Auteur / Autrice : Affoué Angèle N'Zoué
• Direction : Philippe de Lajudie, Lionel Moulin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie. Parasitologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Céréales

Côte d'Ivoire

Fabacées

Bradyrhizobium

Mots clés libres

Bradyrhizobium

Mlsa

Côte d’Ivoire

Pgpr

Endophyte

Diversité génétique

Fixation symbiotique

Résumé

Les bactéries du genre Bradyrhizobium forment des symbioses fixatrices d'azote avec des légumineuses. En Côte d'Ivoire, des cultures mixtes sont pratiquées en agriculture associant le niébé, le soja, l'arachide et le maïs. Ce travail de thèse décrit la diversité génétique et fonctionnelle des symbiotes des légumineuses trouvées dans ces cultures mixtes, et leurs effets PGPR sur le maïs. Dans un premier temps nous avons développé une analyse phylogénétique Multi-Loci (sur 9 gènes) sur une collection d'isolats d'Aeschynomene de référence afin de détecter les marqueurs les plus informatifs pour la classification dans Bradyrhizobium. Les 3 marqueurs glnB, dnaK et recA congruents entre eux et avec les données taxonomiques, ont été retenus pour étudier la diversité génétique d'une collection d'isolats provenant de cultures mixtes céréales-légumineuses en Côte d'Ivoire. Les capacités symbiotiques des isolats ont été étudiées en détails, révélant une diversité des spectres d'hôtes sur niébé, arachide et soja, et des degrés d'efficience variables. Des souches efficientes sur les trois légumineuses présentent également un effet stimulateur (PGPR) sur la croissance de deux variétés de maïs traditionnelles de Côte d'Ivoire, illustrant une interaction tripartite. L'examen microscopique avec des bactéries marquées GUS et GFP a révélé le statut d'endophytes du maïs de plusieurs souches, dont des déterminants de l'effet PGPR (synthèse de sidérophores, pectinase, cellulase etc) ont été détectés. Ces souches constituent un nouveau modèle d'étude pour la recherche fondamentale, avec des applications possibles pour l'agriculture en Afrique

Bacteria of the genus Bradyrhizobium fix nitrogen in symbiosis with legumes. In Côte d'Ivoire, mixed-cropping systems associating cowpea, groundnut, soybean and maize are practiced in agriculture. The aim of this PhD was to describe the genetic and functional diversity of legume symbionts found in these mixed-cropping systems, and their PGPR effects on maize. First we developed a Multi-Locus Sequence Analysis (on 9 conserved genes) on a collection of reference strains (from Aeschynomene) to detect most informative genes for Bradyrhizobium classification. Three gene-loci dnaK, glnB and recA congruent among each other and with previous taxonomic data, were chosen to study the genetic diversity of two collections of strains derived from mixed cereal/legume crops in Côte d'Ivoire and from soybean in India. Symbiotic properties of isolates from Côte d'Ivoire were analyzed in detail, revealing a large functional diversity in terms of plant host range (cowpea, groundnut and soybean) with variable efficiency according to strains. Several efficient strains on legumes also showed plant growth promotion (PGP) on traditional maize varieties from Côte d'Ivoire, demonstrating tripartite rhizobium-legume-cereal interactions. Microscopic observation using GUS and GFP-labeled bacteria evidenced the endophytic status of several strains on maize. Some of the known characteristics of PGP effect were found in several strains (siderophores, ammonium production, pectinase, cellulase). These strains are promising models in fundamental research and could have beneficial applications for agriculture in Africa