La métagénomique, un outil pertinent pour évaluer l'impact de différentes pratiques agricoles sur les communautés microbiennes du sol

Metagenomics, a relevant tool for assessing the impact of different agricultural practices on soil microbial communities

• Auteur / Autrice : Abdelrahman Alahmad
• Direction : Frédéric Dubois, Jérôme Duclercq
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences Écologiques. Agroécologie et écophysiologie
• Date : Soutenance le 12/12/2017
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie et dynamique des systèmes anthropisés (Amiens ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Wafa Achouak
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Dubois, Jérôme Duclercq, Sylvie Recous, Lionel Ranjard, Michel-Pierre Faucon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie Recous, Lionel Ranjard
• DOI : 10.70675/2f42402dzacb0z4a81z9c9cz239c677938b9

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écologie des sols

Couverture végétale du sol

Écologie microbienne

Boues d'épuration (engrais)

Fertilité des sols

Mots clés libres

Pratiques agricoles

Écosystème de sols

Metagenomics

Sewage sludge

Soil ecosystem

Résumé

Selon les projections démographiques de la FAO, la population mondiale atteindra 9 milliards de personnes d'ici 2050. Cette augmentation sera associée à une demande accrue de produits agricoles et à une augmentation de la production de déchets. Par conséquent, des approches alternatives dans les pratiques agricoles, tels que l'utilisation permanente de la couverture végétale et/ou l'application de boues d'épuration, sont envisagées pour répondre aux exigences mondiales et préserver l'environnement. Ces nouvelles pratiques pourraient influencer le fonctionnement et les propriétés du sol et des organismes microbiens présents dans cet environnement. Par conséquent, passer de l'agriculture intensive à une agriculture écologiquement intensive pourrait entraîner des modifications de la biodiversité des sols. En utilisant différents systèmes expérimentaux permettant une comparaison entre différentes pratiques agricoles, des études de la diversité microbienne taxonomique et fonctionnelle du sol (bactéries et champignons) ont été entreprises. La diversité taxonomique des organismes microbiens a été obtenue par séquençage à haut débit des régions hypervariables des gènes codant l'ARN16S et l'ITS1. Nous avons évalué les rôles écologiques des microorganismes du sol en utilisant des identifications taxonomiques, puis des études permettant d'examiner leur physiologie et leurs fonctions par rapport à différentes propriétés physicochimiques du sol. Nous avons constaté que la fertilisation azotée avait une incidence négative sur la diversité microbienne du sol et modifié leur fonctionnalité. Ces effets peuvent être modulés par l'utilisation de PPC ou l'application de boues. Ces travaux indiquent que les pratiques agricoles conventionnelles ont un impact sur la biodiversité microbienne du sol et peuvent être remplacées par des pratiques agricoles plus respectueuses de l'environnement afin de préserver l'écosystème et ses services

According to demographic projections, world population will reach 9 billion people by 2050. This increase will be associated with higher demand of agricultural products and an increase in wastes production. Therefore, alternative approaches in agricultural practices; such as permanent plant cover usage and/or sewage sludge application, are envisaged to meet global demands and preserve the environment. These new practices could therefore influence the properties of the soil and its functioning. Therefore moving from intensive to ecologically intensive agriculture could lead to modifications in soil biodiversity. Using different experimental systems allowing comparison between different agricultural practices, studies of the taxonomic and functional soil microbial diversity (bacteria and fungi) had been undertaken. This was achieved by next generation high-throughput sequencing of the hypervariable regions of the genes encoding RNA16S and ITS1. Sequencing was performed using an Illumina platform and the sequences obtained were analyzed using various bioinformatic tools. We inferred the ecological roles of soil micro-organisms by using taxonomic identifications, moving on to the examination of their physiology and functions in comparison with different soil physiochemical properties. We found that nitrogen fertilization negatively impacted the soil microbial diversity and altered their functionality. These negative effects have been modulated by the PPC usage or SS application. Proving that conventional agricultural practices effects the soil biodiversity and can be replaced by ecofriendly farming applications in order to preserve the ecosystem and its services