Phytostimulation du maïs par la bactérie Azospirillum lipoferum CRT1 : impact sur des communautés fonctionnelles du microbiote racinaire

Phytostimulation of maize by the bacterium Azospirillum lipoferum CRT1 : impact on functional communities in the root microbiota

• Auteur / Autrice : Sébastien Renoud
• Direction : Daniel Muller, Yvan Moënne-Loccoz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 12/09/2016
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie Microbienne Lyon
• Jury : Président / Présidente : Agnès Richaume-Jolion
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniel Muller, Yvan Moënne-Loccoz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Florence Arsène-Ploetze, Stijn Spaepen, Philippe Vandenkoornhuyse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microflore

Maïs

Azospirillum

Mots clés libres

Azospirillum

Microbiome

Communautés fonctionnelles

Maïs

Metabarcoding

Azospirillum

Microbiome

Functional community

Maize

Metabarcoding

Résumé

Le développement des plantes est conditionné par leurs interactions avec le microbiote racinaire, dont le fonctionnement repose sur des fonctions élémentaires partagées par plusieurs taxons, au sein de groupes fonctionnels. Certains de ces groupes incluent des PGPR (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria), qui stimulent la croissance des plantes grâce à différentes fonctions phytobénéfiques. L'inoculation d'une PGPR peut avoir un impact sur la physiologie de la plante et sur les autres partenaires microbiens de la racine. D'ailleurs, une PGPR inoculée peut modifier la structure génétique du microbiote racinaire global, sans que l'on sache comment cet impact se concrétise au niveau de groupes fonctionnels particuliers. L'hypothèse de cette thèse est que les PGPR inoculées peuvent modifier la structure de communautés microbiennes fonctionnelles importantes pour le développement de la plante. Ces travaux ont évalué l'impact de l'inoculation de la PGPR Azospirillum lipoferum CRT1 sur la taille et/ou la diversité des diazotrophes, des producteurs d'1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) désaminase et des producteurs de 2,4-diacétylphloroglucinol (ainsi que de la communauté bactérienne totale) dans la rhizosphère du maïs cultivé en champ sous différents intrants azotés. Nos travaux ont montré que diazotrophes et producteurs d'ACC désaminase pouvaient être co-sélectionnés dans la rhizosphère du maïs, et que l'inoculation modifiait la composition taxonomique de ces groupes fonctionnels. En conclusion, l'inoculation de PGPR module la sélection rhizosphérique de taxons telluriques portant des fonctions phytobénéfiques, ce qui pourrait contribuer aux effets phytobénéfiques observés

Plant development is influenced by interactions established with root microbiota. Microbiota functioning relies on individual functions carried out by functional groups, which often contain multiple microbial taxa. Some of these groups include plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR), which stimulate plant growth thanks to several plant-beneficial functions. PGPR inoculation may impact plant physiology and microbial partners of roots, and inoculated PGPR can modify the genetic structure of the root microbiota. However, it is not known how this impact materializes at the level of particular microbial functional groups. The hypothesis of this thesis is that inoculated PGPR will also modify the structure/composition of microbial functional groups important for plant development. This work assessed the impact of inoculation with the PGPR Azospirillum lipoferum CRT1 on the size and/or diversity of diazotrophs, 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase producers and 2,4-diacetylphloroglucinol producers (as well as the total bacterial community) colonizing the maize rhizosphere in three fields and under different nitrogen fertilization regimes. Our work showed that diazotrophs and ACC deaminase producers could be co-selected in maize rhizosphere and that PGPR inoculation modified the taxonomic composition of functional groups. To conclude, PGPR inoculation modulates rhizospheric selection of microbial members of functional groups important for plant growth, which may mediate some of the plant-beneficial effects of PGPR inoculants