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Soutenance de thèse d'Aude Rochefort

Le microbiote des graines de Brassica napus : assemblage, transmission et contribution à la réponse de la plante à un champignon pathogène du sol

Thèse dirigée par Alain Sarniguet , UMR Institut de Recherche en Horticulture et Semences (IRHS)

Résumé

Le microbiote des plantes peut moduler leur fitness. Comprendre les processus écologiques qui dirigent son assemblage est nécessaire pour promouvoir la croissance et la santé des plantes via la manipulation de sa composition. La graine et le sol sont les deux principaux réservoirs du microbiote de la plante et donc essentiels pour son assemblage. Dans cette thèse, nous avons montré que la structure du microbiote des graines de Brassica napus est surtout façonnée par l’environnement mais également par le génotype de l’hôte. Le produit de la coalescence des communautés des graines et du sol a été évalué avec des sols de diversité microbienne contrastée et des lots de graines distincts. Seule la diversité microbienne du sol module la structure du microbiote des racines et des tiges. Les plantules favorisent l’émergence de taxons rares issus des graines et du sol. L’influence de ces niveaux de diversité sur une maladie a été mesurée avec le champignon pathogène Rhizoctonia solani. Le sol de diversité élevée entraîne une réduction de maladie pour un lot de graines, révélant un rôle du microbiote des graines. Aucun lien entre le microbiote des graines, le microbiote des plantules et la maladie n’a pu être établi. La transmission de communautés synthétiques bactériennes a ensuite été mesurée.  Leur inoculation sur graines impacte la diversité du microbiote des plantules et la maladie. La connaissance de la coalescence, la transmission de taxons rares et l’utilisation de communautés synthétiques révèlent de nouveaux leviers de pilotage de l’assemblage du microbiote des plantules et la réduction de maladie.

Mots clés : microbiote des graines, sol, coalescence, communautés synthétiques, culturomique, maladie fongique

Abstract

Plant microbiota can modulate host fitness. Understanding the ecological processes that drive its assembly is a prerequisite for promoting plant growth and health via the manipulation of its composition. Seed and soil are two main sources of plant microbiota inoculum and are therefore critical for its assembly. In this thesis, we showed that the structure of the seed microbiota of Brassica napus is primarily shaped by the environment and to a lesser extent by host genotype. The output of community coalescence between seed and soil microbiota was assessed with soils of contrasting microbial diversity and with distinct seed samples. Soil diversity but not seed diversity modulates seedling microbiota structure in roots and stems. Overall, seedling favors the emergence of seed- and soil-borne rare taxa. Impact of these different levels of initial diversity on a plant disease were monitored during inoculation with the pathogenic fungus Rhizoctonia solani. The soil of high diversity promotes disease reduction for one particular seed lot, giving rise for a role of the seed microbiota. No link between initial seed microbiota, seedling microbiota and disease could be established. The transmission of bacterial synthetic communities was subsequently monitored. Their inoculation on seed influences seedling microbial diversity and disease. Coalescence knowledge, transmission of rare taxa from seed to seedling and synthetic community using, give new inputs to drive seedling microbiota assembly and disease reduction.

Keywords: seed microbiota, soil microbiota, coalescence, synthetic communities, culturomics, fungal disease