Microbiologie des plantes en coussin des milieux alpins : influence des facteurs biotiques et abiotiques dans l'assemblage des communautés microbiennes

Microbiology of alpine cushion plants : biotic and abiotic drivers of alpine microbial communities assembly

• Auteur / Autrice : Julien Roy
• Direction : Roberto Geremia
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biodiversité, écologie, environnement
• Date : Soutenance le 18/09/2014
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'écologie alpine (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Serge Aubert
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marc-André Selosse, Monique Gardes
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Francesco De Bello, Corinne Vacher

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Microbiologie

Mots clés libres

Microorganismes

Diversité moléculaire

Écologie des communautés

Plante en coussins

Espèce fondatrice

Biogéographie

Microorganisms

Molecular diversity

Community ecology

Cushion plants

Foundation species

Biogeography

Résumé

Les microorganismes occupent une place centrale dans la diversité du vivant et les processus écosystémiques, notamment dans le sol où ils sont en interaction avec les plantes. Cette thèse vise à caractériser l'influence respective des plantes et du contexte abiotique dans la distribution spatiale des microorganismes. Le travail s'appuie sur un modèle simplifié de la biologie des sols, les plantes en coussins des falaises de haute montagne. Nous avons suivi une seule espèce aux morphotypes variés, Silene acaulis, une espèce ingénieure de l'écosystème dont la croissance mène à la création d'un sol de novo. L'échantillonnage comprend le prélèvement de sol de plante et de sol extérieur comme témoin, pour des coussins distribués le long de gradients altitudinaux et géologiques. Des méthodes moléculaires ont été utilisées pour décrire la diversité microbienne et le génotypage des coussins.Les coussins structurent la beta diversité bactérienne et fongique à l'échelle régionale en agissant comme un tampon à échelle locale sur les effets de la roche mère et de l'altitude en homogénéisant le pH et par un apport de nutriments. Cet effet ingénieur est d'autant plus fort que la contrainte abiotique augmente et varie selon le génotype des coussins. La beta diversité bactérienne diffère de la beta diversité fongique. Alors que les communautés bactériennes sont sensibles au pH du sol et convergent sous les coussins, les communautés fongiques sont corrélées à la génétique des coussins, particulièrement les clades aux modes de vie biotrophes/pathogènes. Ce travail montre que les plantes sont un filtre biotique majeur de la biogéographie microbienne.

Microorganisms are key component of Hearth biodiversity and ecosystem processes, especially in soils where they interact with plants. The objectives of the PhD was to caracterize the plant and abiotic respective influence on microbial spatial distribution. The work was based on a simplified soil biology model, the alpine cushion plants. We choose one species composed of variable morphotype, Silene acaulis,can ecosystem engineer species that creates de novo soil through growth. Sampling design includes soil within cushions and outside, spanning altitudinal and geological gradients. Molecular approachs were used to describe diversity and to genotype cushions.Cushions structures bacterial and fungal regional beta diversity through a local buffering of the influence of abiotic context, homogeneizing soil pH and by nutrient supply. This engineering effect increased in stressful conditions and varied according to plant genotype. Betadiversity differed between bacteria and fungi. Bacterial communities are mainly influenced by pH and converge within cushions while fungal communities correlate to cushion genetic, especially plant-associated biotrophs fungal clades. This work shows that plants act as a major biotic filter on microbial biogeography.