Interactions Pisum sativum – Pseudomonas : conséquences sur la nutrition en fer, la croissance et l’immunité de la plante hôte

Pisum sativum – Pseudomonas interactions : influence on iron nutrution, growth and immunity of the host plant

• Auteur / Autrice : Tristan Lurthy
• Direction : Sylvie Mazurier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et écologie
• Date : Soutenance le 13/03/2020
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Agroécologie (Dijon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)
• Jury : Président / Présidente : Thierry Rigaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Angélique Besson-Bard, Marie Champomier-Verges, Yvan Moënne-Loccoz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Mari, Yves Dessaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bactéries

Rhizosphère

Teneur en fer

Pisum sativum

Pseudomonas syringae

Mots clés libres

Pseudomonas

Pisum sativum

Pyoverdines

Fer

Nutrition en fer de la plante

Interactions plante-Microorganismes

Pseudomonas

Pisum sativum

Pyoverdines

Iron

Plant iron nutrition

Plant-Microorganisms interactions

Résumé

À travers cette étude, l’importance des interactions entre la plante et les microorganismes du sol liées à la dynamique du fer dans la rhizosphère a été mise en évidence. Plus particulièrement, l'objectif a été de déterminer le rôle des bactéries appartenant au groupe des Pseudomonas spp. fluorescents et de leurs sidérophores (sids) majoritaires, les pyoverdines (pvds), dans la nutrition en fer et l'immunité du pois (Pisum sativum), une plante à fort intérêt en agroécologie et pour l'alimentation.La stratégie choisie a été d’étudier l'effet de la plante sur les microorganismes et, en retour, des microorganismes sur la plante. Deux cultivars de pois, l'un sensible (S), et l'autre tolérant (T), à la chlorose ferrique ont été étudiés afin de dégager des hypothèses de la comparaison des données acquises. La pvdC7R12 modèle utilisée dans plusieurs études antérieures, et A. thaliana, ont également été intégrées à ce travail pour progresser dans la connaissance des mécanismes impliqués dans les interactions étudiées.

The project aimed at making progress in the knowledge of the iron-mediated interactions between pea and fluorescent pseudomonads in order to promote the iron-nutrition and health of the host-plant. A bibliographical study was conducted to draw up the state of the art concerning the influence of rhizosphere microorganisms on plant iron status (Chapter 1).Pisum sativum has been chosen as an agronomic model-plant because of its high potential in agroecology and in Human nutrition related to its ability to fix atmospheric nitrogen and to the high amino-acids content of its seeds. However, this species suffers from a high susceptibility to iron deficiency as expressed by the well-known chlorosis symptom. The goal is to value pseudomonad’s siderophores through the promotion of pea iron-nutrition and health.The strategy used consisted in evaluating (i) the influence of two pea cultivars, tolerant (T) and susceptible (S) to iron chlorosis, on the diversity of fluorescent pseudomonads and of their siderophores (Chapter 2), and in return (ii) the variability of the beneficial effects of the siderophores according to their diversity at the level of the organism, and at the cellular and molecular levels. Bacteria, and siderophores representative of the described diversity, have been tested for (i) their antagonistic potential against a phytopathogen oomycete, Aphanomyces euteiches (Chapter 2), and (ii) their effects on the plant iron content and ionome (Chapter 3). Mechanisms involved in the beneficial effects, with a specific focus on the impact of the model-siderophores on iron homeostasis and regulation of the growth/defense balance, have been studied by analyzing (i) siderophore transport in planta of a model-siderophore at the cellular level (Chapter 4), and (ii) transcripts of genes involved in iron acquisition, homeostasis, regulation of the growth/defense balance and plant defense response, at the molecular level.Finally, the implications of these findings are discussed in a conclusive part.