Développement de nouvelles méthodologies basées sur la spectrométrie de masse moléculaire de haute résolution pour la caractérisation des complexes métal-métallophore dans les matrices biologiques et environnementales.

Development of new methodologies based on high resolution molecular mass spectrometry for the characterization of metal-metallophore complexes in biological and environmental matrices.

• Auteur / Autrice : Thomas Beaurepere
• Direction : Laurent Ouerdane
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Inscription en doctorat le 05/09/2023
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences analytiques et de Physico-chimie pour l'Environnement et les Matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Spectrométrie

Masse

Caractérisation

Métal-métallophore

Biologiques

Environnementales

Spectrometry

Mass

Characterization

Metal-metallophore

Biological

Environmental

Résumé

L'objectif de cette thèse est de développer une méthodologie analytique systématique et essentiellement basée sur la spectrométrie de masse afin de disposer d'un outil efficace pour mieux cribler les rôles environnementaux et biologiques des métallophores dans la mobilisation des ions métalliques et, en particulier, leur rôle dans l'interaction entre le microbiote de la rhizosphère et les plantes cultivées. Les données produites dans ce projet permettront de comprendre comment favoriser la croissance des plantes avec des micro-organismes en améliorant l'absorption de nutriments métalliques clés (Fe, Mn, Zn…) pour les plantes ou pour favoriser d'autres rhizobactéries bénéfiques et en faisant concurrence aux pathogènes des plantes notamment par le piégeage des métaux. Cette thèse de doctorat s'inscrit dans le cadre du projet ANR AMETHYSTES qui présente une nouvelle manière d'envisager l'étude des interactions métallophore-plante. Il a également un objectif ambitieux de répondre à plusieurs questions concernant les rôles des métallophores dans les interactions plante-microbe et vise à tester des hypothèses sur plusieurs souches bactériennes et plantes modèles pour progresser dans notre connaissance du mode d'action des métallophores. Il combinera l'utilisation de conditions spécifiques de culture microbienne et végétale, de différents types d'échantillons, de différents types de préparation et d'appareillage de pointe de spectrométrie de masse. Les tâches de cette thèse consisteront à caractériser la présence de tous les métallophores potentiels dans les échantillons issus des investigations bactériennes et végétales (extrait, surnageant, sève, tissu végétal, contenu bactérien, extrait de sol…) et à mettre en place des dispositifs expérimentaux qui permettront de répondre aux questions sur l'absorption des complexes métal-métallophores. Pour pouvoir suivre spécifiquement les métallophores, seront développées différentes méthodologies de préparations d'échantillons et de couplages chromatographiques à des instruments de spectrométrie de masse moléculaire à haute résolution.

The objective of this thesis is to develop a systematic and essentially mass spectrometry-based analytical methodology to have an efficient tool to better screen the environmental and biological roles of metallophores in mobilizing metals ions and, particularly, their role in the interaction between rhizosphere microbiota and cultivated plants. The data produced in this project will help to understand how to promote plant growth with microorganisms by improving the uptake of key metallic nutrients (Fe, Mn, Zn ) for plants or for other beneficial rhizobacteria and by competing against plant pathogens notably through metal scavenging. This doctoral thesis is part of the ANR project AMETHYSTES that presents a new way to envision study on metallophore-plant interactions. It has also an ambitious objective to answer several questions regarding metallophore roles in plant-microbe interactions and it is aiming to test hypotheses on several bacterial strains and model plants to progress in our knowledge of metallophore mode of action. It will combine the use of specific microbe and plant culture conditions, of various sample types, of different types of preparation and of high-end mass spectrometric analytical tools. The tasks of this thesis will consist in characterizing the presence of all the potential metallophores in samples from bacterial and plant investigations (extract, supernatants, sap, collected plant tissues, bacterial content, soil extract ) setting up experimental designs that will allow answering questions about the uptake of metal-metallophores complexes. To be able to track precisely the metallophore, specific sample preparations and chromatographic couplings to high-end instruments of high-resolution molecular mass spectrometry will be developed.