Glycobiology and Plant Extracellular Matrix

GlycoMEV UR 4358 – University of Rouen Normandy

Pour l'obtention du diplôme de doctorat

Spécialité ASPECTS MOLECULAIRES ET CELLULAIRES DE LA BIOLOGIE

Thèse préparée au sein de l'Université de Rouen Normandie

Rhizobactéries bénéfiques pour les plantes : Réponses physiologiques et génétiques aux exsudats racinaires.

Présentée et soutenue par Eulalie FOURNEAU le 19/12/2024 à 14h - Amphithéatre CURIB de l'Université de Rouen Normandie

Directrice de thèse : Mme Barbara PAWLAK

Co-directeur de thèse : M. Josselin BODILIS

JURY :

Mme Odile BERGE, Chargée de Recherche, INRAE Provence-Alpes-Côte d'Azur : Rapportrice

M. Johannes STUTTMANN, Directeur de Recherche, CEA Cadarache : Rapporteur

Mme Marie-Laure PILET NAYEL, Directrice de Recherche, INRAE Rennes : Examinatrice

Mme Maïté VICRÉ, Professeure des Universités, Université de Rouen Normandie : Examinatrice

Mme Barbara PAWLAK, Maître de Conférences HDR, Université de Rouen Normandie : Directrice de thèse

M. Josselin BODILIS, Maître de Conférences HDR, Université de Rouen Normandie : Co-directeur de thèse

Résumé :

La rhizosphère est la zone étroite de sol soumise à l’influence des racines des plantes qui libèrent un mélange moléculaire complexe : les exsudats racinaires. Ils permettent à la plante de recruter son microbiote rhizosphérique qui joue un rôle clé dans sa croissance et sa résistance aux stress biotiques et abiotiques.
Dans le cadre de l’agroécologie, la compréhension du dialogue moléculaire racines-microbiote pourrait permettre de promouvoir l’installation de rhizobactéries bénéfiques pour les plantes (PGPR) dans la rhizosphère.
Lors de cette thèse, la capacité des exsudats racinaires de colza (Brassica napus), de pois (Pisum sativum) et de ray-grass (Lolium perenne) à attirer et nourrir trois PGPR (Bacillus subtilis ATCC 6633, Pseudomonas fluorescens ATCC 17400 et Azospirillum brasilense Sp245) a été mesurée et comparée grâce à la définition d’un nouvel indicateur, le score de « love match ». Pour toutes ces bactéries, les exsudats de colza sont les plus attractifs et induisent la croissance la plus rapide, ceux de pois permettent la production de biomasse la plus élevée, tandis que ceux de ray-grass sont les moins efficaces.
Si l’on compare les PGPR, P. fluorescens et A. brasilense semblent répondre plus efficacement aux exsudats racinaires que B. subtilis.
L’analyse transcriptomique révèle quant à elle que B. subtilis régule l’expression de nombreux gènes en réponse aux exsudats racinaires, tandis que P. fluorescens semble déjà exprimer la plupart des gènes nécessaires à cette réponse.
Ces résultats mettent en évidence la sélection spécifique des PGPR par la plante à travers ses exsudats racinaires, et pourraient aider à sélectionner les exsudats les plus efficaces pour promouvoir l'établissement de bioinoculants dans la rhizosphère.