Biodiversité des rhizobiums et interactions tripartite dans le groupe Piptadenia (tribu des Mimoseae)

Biodiversity of rhizobia and tripartite interactions in the Piptadenia group (tribe Mimoseae)

• Auteur / Autrice : Caroline Bournaud
• Direction : Yves Prin, Lionel Moulin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie/Parasitologie
• Date : Soutenance le 05/12/2012
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Brigitte Brunel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yves Prin, Lionel Moulin, Brigitte Brunel, Philippe Normand, J. Peter W. Young, Cyril Bontemps
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Normand, J. Peter W. Young

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhizobium

Mycorhizes

Biodiversité

Burkholderia

Fabacées

Symbiose

Mots clés libres

Symbiose

Piptadenia

Burkholderia

Biodiversité

Mycorhize

Rhizobium

Symbiosis

Piptadenia

Burkholderia

Biodiversity

Mycorrhizal fungi

Rhizobium

Résumé

Les espèces du groupe Piptadenia sont des légumineuses endémiques du Brésil, dont la plupart sont des arbres capables de se développer sur des sols peu fertiles faisant d'eux de bons candidats pour le reboisement des terres dégradées. Les Piptadenia établissent une symbiose à la fois avec des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) et des rhizobiums. Ces espèces sont proches du genre Mimosa, connu pour son affinité pour les symbiotes du genre Burkholderia. Dans ce travail de thèse nous décrivons la biodiversité des symbiotes rhizobiums associés au groupe Piptadenia, et élargissons l'affinité des Burkholderia à ce groupe de légumineuses. Les études phylogénétiques sur des marqueurs neutres et symbiotiques montrent une origine stable et ancienne de la symbiose Burkholderia/Mimoseae. Les études de spécificité d'association entre espèces de Burkholderia et espèces de Piptadenia montrent que cette dernière est lâche, les patterns d'association étant davantage liées aux sites prospectés au Brésil plutôt qu'à une sélection par l'hôte. Dans un second temps, nous avons étudié l'association tripartite entre plusieurs génotypes de Burkholderia, un CMA (Glomus clarum), et l'espèce Piptadenia gonoacantha, décrite dans la littérature comme formant une nodulation mycorhize-dépendante. Nos travaux montrent que la nodulation n'est pas CMA-dépendante, mais par contre l'efficience symbiotique des nodules dépend de la mycorhization pour certains génotypes de Burkholderia. Nous décrivons également des interactions entre symbiose rhizobienne et mycorhizienne au sein des nodules (présence du CMA dans les nodules avec sporulation dans certaines combinaisons de symbiotes). Ces travaux soulèvent la nécessité de prendre en compte les interactions génotype-génotype entre symbiotes rhizobiens et mycorhiziens lors de la sélection des inoculums dans le cadre des programmes de revégétalisation au Brésil par des arbres du groupe Piptadenia.

The Piptadenia group comprise endemic species from Brazil of which many are trees able to develop on poorly fertile soils and are good candidates for revegetation programs. Piptadenia species establish symbioses with both arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and rhizobia. These species are phylogenetically close to the Mimosa genus, known for its affinity for Burkholderia rhizobial symbionts. In this thesis we describe the biodiversity of rhizobial symbionts associated to the Piptadenia group, and enlarge the affinity towards Burkholderia to this group of legumes. Phylogenetic studies on neutral and symbiotic markers show a stable and ancient symbiosis Burkholderia/Mimoseae. Specificity studies between Burkholderia and Piptadenia group species show that specificity is not strong, and that patterns of associations between partners are isolation site dependent rather than linked to the host legume. In the second part of this thesis we have studied the tripartite association between several Burkholderia genotypes, an AMF (Glomus clarum), and Piptadenia gonoacantha (Pg), a legume species described as making an AMF-dependent nodulation (Jesus et al., 2005). Our experiments show that nodulation in Pg is not AMF-dependent, but that symbiotic efficiency of nodules rely on AMF presence for specific Burkholderia genotypes. We also describe interactions between rhizobial and mycorrhizal symbiosis (AMF presence in nodules, with sporulation in several symbionts combinations). Our work underlines the necessity to consider genotype-genotype interactions between rhizobial and AMF symbionts for the selection of synergistic inoculums in revegetation programs using Piptadenia group species in Brazil.