Etude du potentiel d'un inoculum mixte dans l'amélioration de la santé du colza

Characterisation of the potential of a bacterial inoculum on the improvement of the health of the oilseed rape

• Auteur / Autrice : Arnaud Laveilhé
• Direction : Thierry Heulin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 20/10/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Commissariat à l'énergie atomique (France). Département de biologie moléculaire et structurale
• Jury : Président / Présidente : Chantal Tardif
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Antoine Bonhomme, Lucie Miché
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre-Alain Maron, Feth-el-Zahar Haichar

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhizobactéries

Colza

Rhizosphère

Cultures -- Rendements

Pesticides

Mots clés libres

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Résumé

Le modèle de production agricole actuel est en pleine évolution. Là où jadis prévalaient volume et qualité des productions, les enjeux actuels intègrent de nouvelles exigences reposant sur l’éthique et le développement durable. La question n’est plus « comment produire plus » mais bien « comment produire plus efficacement ».Désormais, il n’est donc plus envisageable de dépendre uniquement de l’usage de produits phytosanitaires pour garantir un rendement suffisant des cultures. La sortie de cette dépendance passe par l’exploration de nouvelles voies d’amélioration basées sur des démarches scientifiques.Parmi les éléments de réponse proposés, l’axe exploré dans le cadre de ce travail repose sur l’amélioration de la compréhension des mécanismes mis en jeux au sein de la rhizosphère. Cette rhizosphère est le siège de nombreuses relations impliquant un bénéfice réciproque entre la plante et les populations microbiennes associées. Ces bactéries, appelées PGPR ont sur la plante de multiples effets bénéfiques qui seront détaillés dans ce travail.Un panel de sept souches bactériennes a été testé en interaction avec le colza dans le but d’évaluer sa réponse à l’inoculation. Ce travail a été complété par une étude sur l'expression des gènes phytobénéfiques de P. brassicacearum co-cultivé avec des champignons phytopathogènes et deux autres rhizobactéries en présence ou en l'absence de plante, et en fonction de la disponibilité du fer.La meilleure compréhension des mécanismes moléculaires régissant la rhizosphère permettra d’apporter de nouveaux éléments de réponse aux problématiques soulevées pas l’évolution des techniques de cultures.

Agricultural production is changing. Now, this way of production includes new considerations as ethics and sustainable development. The main question is not any more “how to produce more” but “how to produce better?” The use of chemicals inputs cannot remain a solution to yield well and alternatives methods based on the recent scientific results are under investigation.One of these solutions is a better understanding of the mechanisms governing the microbial interactions in the rhizosphère. This soil fraction is characterized by an intense biological activity where plant and microorganisms interact. Beneficial microorganisms, called PGPR, are able to use root exudates as sole carbon and energy source and produce beneficial molecules stimulating directly or indirectly plant growth.Seven bacterial strains have been tested for their phytobeneficial abilities and their effect on rapeseed growth. The main objective of this study was to propose a mixt inoculum able to generate complementary phytobeneficial effects on rapeseed. Several trials have been carried out to evaluate the capacity of the inoculated strains to persist and grow in a non-sterile soil and their impact on the endogenous microbiota.This work has been completed by an evaluation of the expression of phytobeneficial genes in P. brassicacearum co-cultivated with plant pathogen fungi and two other rhizobacteria in presence or absence of plant, as well as in relation to iron availability.A better understanding of the microbial phytobeneficial mechanisms acting in the rhizosphere is a prerequisite of a successful application of microbial inoculation to face new challenges of modern agriculture.