Impact du génotype de blé dans les interactions avec les rhizobactéries : quelle influence de la sélection variétale sur les relations entre plantes et bactéries phytostimulatrices ?

par Jordan Valente

Thèse de doctorat en Écologie microbienne

Sous la direction de Claire Prigent-Combaret et de Yvan Moënne-Loccoz.

Soutenue le 20-12-2018

à Lyon , dans le cadre de École Doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation , en partenariat avec Université Claude Bernard (Lyon) (établissement opérateur d'inscription) et de Écologie Microbienne Lyon (laboratoire) .

Le président du jury était Maria P Fernandez.

Le jury était composé de Claire Prigent-Combaret, Yvan Moënne-Loccoz.

Les rapporteurs étaient Monica Höfte, Thierry Heulin, Manuel Blouin.


  • Résumé

    Depuis 1960, la grande majorité des variétés de blé sont des variétés naines, présentant de nombreuses différences par rapport aux variétés plus anciennes. Elles sont capables de mieux utiliser les apports d’engrais synthétiques et présentent des rendements supérieurs. Cependant, peu d’intérêt a été porté au système racinaire et aux impacts sur les interactions avec les bactéries du sol. Pourtant, la main de l’Homme pourrait avoir rendu caduque les effets bénéfiques apportés par les PGPR (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria) aux plantes, et les traits génétiques permettant les interactions entre plante et PGPR pourraient ne pas avoir été sélectionnés chez les génotypes de variétés modernes. L’hypothèse dans cette thèse est que les PGPR intéragiraient mieux avec des variétés anciennes qu’avec des variétés modernes. Nous avions à disposition 199 accessions de blé tendre représentatif des variétés de blés sélectionnées depuis le milieu du 19ème siècle. Par une approche de criblage, nous avons évalué in vitro la capacité de deux PGPR, Pseudomonas kilonensis F113 et Azospirillum brasilense Sp245, à coloniser les racines de ces génotypes de blé, et a y exprimer des gènes impliqués dans des fonctions bénéfiques pour la croissance de la plante. Par la suite nous avons testé si les résultats obtenus in vitro se traduisaient en une amélioration de la croissance du blé par une approche d’inoculation réalisée en sol. Enfin, une étude aux champs a été menée pour analyser l’impact des génotypes de blé sur les bactéries indigènes du sol. Ces travaux ont montré (1) une meilleure aptitude de F113 et Sp245 à interagir avec les génotypes anciens in vitro, (2) de meilleurs effets phytostimulateurs suite à l’inoculation de PGPR chez les génotypes de blés ayant présenté de bons résultats lors du criblage et (3) un impact du génotype de blé sur les bactéries indigènes associées à ses racines, notamment entre génotypes anciens et génotypes modernes

  • Titre traduit

    Impact of wheat genotype on its interactions with rhizobacteria : what influence of modern breeding on the relationships between plants and PGPR ?


  • Résumé

    Since 1960, the great majority of wheat modern varieties are dwarf varieties (because of Rht genes), showing multiple differences compared to ancient varieties. Thus, they are more able to use synthetic fertilizers used in huge quantities since the mid-20th and show higher yield. However, few studies have been made regarding the impact of modern breeding on root systems and on interactions of crops with soil bacteria. Yet, these evolutions in agricultural practises could have reduced the beneficial effects brought by PGPR (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria), and the genetic traits involved in these interactions between plant and PGPR may have not been selected in modern genotypes. Our work hypothesis in this thesis is that PGPR are more able to interact with ancient genotypes than modern ones. To test this hypothesis, we had 199 bread wheat accessions representative of the wheat varieties selected since the mid-19th. Using an in vitro screening approach, we assessed the abilities of two PGPR model strains, Pseudomonas kilonensis F113 and Azospirillum brasilense Sp245, to colonize the roots of these genotypes and to express genes involved in plant-beneficial functions. Then, we assessed whether the results obtained in vitro had a biological significance by measuring the amelioration of growth performance of wheat genotypes using a soil pot inoculation experiment under greenhouse. Finally, an in-field study was performed to analyse the impact of wheat genotypes on the indigenous bacterial communities. This work showed (1) a better ability of F113 and Sp245 to interact with ancient wheat genotypes than modern ones, (2) better growth performance improvements in wheat genotypes that showed good results during screening experiments and (3) an impact of wheat genotypes on indigenous bacterial communities, notably between ancient and modern genotypes


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