Développement et validation d'une puce à ADN taxonomique 16S pour la caractérisation et le suivi de la communauté bactérienne rhizosphérique

par Hervé Sanguin

Thèse de doctorat en Écologie microbienne

Soutenue en 2006

à Lyon 1 .


  • Résumé

    La rhizosphère est un habitat microbien complexe, où les exsudats racinaires (rhizodépots) favorisent une intense activité microbienne. La communauté bactérienne joue un rôle majeur dans le fonctionnement biologique de la rhizosphère, mais sa caractérisation est encore très incomplète, limitée par la puissance des méthodes d’étude actuelles. L’objectif de cette thèse était de développer une puce à ADN taxonomique (600 sondes) ciblant l’ADNr 16S pour la caractérisation et le suivi de la communauté bactérienne, particulièrement rhizosphérique. Des protocoles de définition de sondes spécifiques ont été développés et le seuil de sensibilité de l’outil a été déterminé. La puce à ADN a été validée expérimentalement avec une cinquantaine de souches pures et par clonage séquençage. Elle a été utilisée pour étudier les bactéries associées à deux monocultures de graminée (maïs et blé). Un effet rhizosphère a été montré chez le maïs, avec une prédominance d’Agrobacterium dans la rhizosphère et des Acidobacteria, Bacteroidetes, Verrucomicrobia et particulièrement les Planctomycetes dans le sol environnant. L’outil a aussi permis de mettre en évidence une variabilité inter-plante. Dans le cas du blé, la monoculture conduit à un déclin de la maladie du piétin-échaudage du blé. Il s’est accompagné de changements de structure de la communauté bactérienne, confirmant la présence de Pseudomonas antagonistes producteurs d’antibiotiques et révélant des groupes bactériens appartenant aux Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Planctomycetes, Acidobacteria, Chloroflexi et Firmicutes. Ces travaux ont démontré l’aptitude de cette puce à ADN haut débit à caractériser et différencier des communautés bactériennes rhizosphériques, préalable à une meilleure compréhension des relations entre communauté bactérienne et statut biologique du sol.


  • Résumé

    The rhizosphere is a complex microbial habitat, where root exudates (rhizodeposits) lead to intense microbial activity. The bacterial community plays an important role in the biological functioning of rhizosphere, but its description remains incomplete with current analysis methods. The objective of this work was the development of a 16S rDNA-based taxonomic microarray (600 probes) for characterizing and monitoring the bacterial community, especially in the rhizosphere. Protocols were developed for the design of probes and the sensitivity of the tool was determined. The microarray was validated experimentally using about 50 strains and by comparison with cloning sequencing. It was used to assess bacteria colonizing monoculture maize and wheat. In the case of maize, a rhizosphere effect was shown, with the predominance of Agrobacterium in rhizosphere and Acidobacteria, Bacteroidetes, Verrucomicrobia and especially Planctomycetes in bulk soil. Inter-plant variability was also evidenced. In the case of wheat, crop monoculture leads to the decline of take-all disease. This is paralleled by modifications of bacterial community structure, confirming the presence of antibitiotic-producing antagonistic Pseudomonas and evidencing bacterial groups belonging to Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Planctomycetes, Acidobacteria, Chloroflexi and Firmicutes. This work demonstrates the microarray potential for characterizing and discriminating between rhizosphere bacterial communities, a prerequisite for a better understanding of the relationships between bacterial community and soil biological status

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Informations

  • Détails : 1 vol. (187 p.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 164-187

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T50/210/2006/212bis
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