Impact des génotypes de blé sur le métabolisme secondaire des Pseudomonas et conséquences sur leurs interactions avec la plante hôte

Wheat root modulation of Pseudomonas secondary metabolism and in turn consequences on the host plant

• Auteur / Autrice : Laura Rieusset
• Direction : Gilles Comte, Claire Prigent-Combaret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 10/07/2020
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie Microbienne Lyon
• Jury : Président / Présidente : Laurence Fraissinet-Tachet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gilles Comte, Claire Prigent-Combaret, Monica Höfte, Alain Bouchereau, Guilhem Desbrosses
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Monica Höfte, Alain Bouchereau, Guilhem Desbrosses

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pseudomonas

Métabolomique

Rhizobactéries promotrices de la croissance des plantes

Écologie -- Réseaux d'interactions

Mots clés libres

PGPR

Génotypes de blé

Métabolomique

Biofilm

Interaction plante-bactérie

Métabolites secondaires

PGPR

Wheat

Metabolomics

Biofilm

Interaction

Secondary metabolites

Signalling

Résumé

Le sol adhérant aux racines des plantes abrite une communauté bactérienne importante et diversifiée. La plante libère, en effet, au niveau de ses racines, des exsudats qui vont sélectionner des bactéries capables de les utiliser. En retour, certaines bactéries sont capables d’entretenir des relations de coopération avec la plante, en stimulant sa croissance et en la protégeant contre des pathogènes. Ces bactéries phytobénéfiques dites PGPR (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria) peuvent également interagir entre elles au sein de la communauté. Le double objectif de ces travaux de thèse, a été de développer une approche métabolomique pour étudier l’impact du mode de vie et des interactions plante-bactéries sur la physiologie des organismes et mettre en évidence des médiateurs chimiques de l’interaction. Pour répondre à cet objectif, notre étude a été réalisée sur deux organismes modèles, le blé tendre (Triticum aestivum L.) et des souches bactériennes appartenant au groupe des Pseudomonas fluorescents. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont permis une caractérisation de l’impact du mode de vie et des interactions sur la physiologie et l’expression des propriétés phytobénéfiques des Pseudomonas. Ils ont soulevé des points concrets à prendre en compte dans l’utilisation appliquée des PGPR en agriculture et ont également mis en évidence plusieurs médiateurs d’interactions entre la plante et les Pseudomonas. Ils forment un point de départ à de nombreuses perspectives à la fois pour définir l’activité biologique des médiateurs mis en évidence au cours de l’étude, mais également utiliser cette approche pour étudier d’autres interactions mettant en jeux d’autres organismes.

The plant root adhering soil houses an important microbial community. Roots exude a wide variety of secondary metabolites able to attract and/or control a large diversity of microbial species. In return, among the root microbiota, some bacteria are able to promote plant development, using plant growth-promotion and plant protection properties. These bacteria are named PGPR for Plant Growth-Promoting Rhizobacteria. Some PGPR belong to the Pseudomonas genus. Pseudomonas are known to produce a wide diversity of secondary metabolites that could have biological activity on the host plant and other soil microorganisms. But yet, the impact of lifetyle and host plant on Pseudomonas secondary metabolism is still poorly understood. The aim of our project is to better understand the impact of plant-bacteria interactions on organisms physiology and highlight chemical mediators of these interactions. For that, a metabolomic approach was developed in order to characterize plant-bacteria interactions between three wheat genotypes and five different fluorescent Pseudomonas strains. Work realized during this thesis allowed to characterize the impact of bacterial lifestyle and plant-bacteria interactions on physiology and plant-beneficial properties of Pseudomonas. Our data highlight specific points that had to be considered for PGPR utilization in agriculture. They also allowed to identify chemical mediators of wheat-Pseudomonas interaction. They constitute a first step and lead to numerous perspectives in order to characterize biological activities of chemical mediators, but also use this approach to study the interaction between other organisms.