Maquette sujet master 15_16_Prigent-Combaret - Spiral

Master Ecosciences, Microbiologie
Parcours Recherche « Ecologie Microbienne »
ème
Bâtiment Dubois – 2 étage
Université Claude Bernard Lyon 1
69622 – VILLEURBANNE CEDEX
Tel : 04 72 43 13 77
E-mail : [email protected]
http://spiralconnect.univ-lyon1.fr/webapp/website/website.html?id=3170502
PROPOSITION SUJET de MASTER 2015-2016
TITRE : Impact des génotypes de maïs sur le fonctionnement de la coopération avec la PGPR modèle
Pseudomonas fluorescens F113
Nom, Prénom des Maitres de Stage :
PRIG ENT -C OMBA RET C laire (C R C NRS)
C OMT E G illes (Professeur L yon 1)
T éléphone : 04-72-43-13-49/04-72-44-82-05
lyon1.fr/[email protected]
E-mail : claire.prigent-combaret@univ-
L aboratoire d’accueil, Responsable et équipe : UMR C NRS 5557 Ecologie Microbienne, Pr MOËNNEL OC C OZ Yvan, équipe Rhizosphère
A dresse :
Université C laude Bernard L yon 1
43, Boulevard du 11 Novembre 1918
69622 V IL L EURBA NNE C ED EX
T el : +33 (0)4 72 43 13 49
Nom du candidat éventuellement proposé :
S'il n'est pas retenu, acceptez-vous un autre candidat ?
Oui - Non
Description du sujet au verso
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Sujet (objectif, démarche et technique, collaboration(s),...) :
Introduction
Les bactéries phytobénéfiques associées aux racines des plantes, dites PGPR (pour Plant GrowthPromoting Rhizobacteria), favorisent la croissance du végétal par différents modes d’action comme
l’amélioration de la nutrition minérale de la plante (fixation libre d’azote, solubilisation du phosphore)
ou la modulation des balances hormonales (synthèse de phytohormones et molécules signal,
désamination du 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC), précurseur de l’hormone végétale
éthylène) (*Richardson et al. 2009 Plant Soil 321:305-339). Pour que les effets bénéfiques des PGPR
soient observés sur la plante hôte, les bactéries PGPR doivent pouvoir coloniser efficacement les racines
et produire leurs propriétés phytobénéfiques dans la rhizosphère.
En ce qui concerne le partenaire végétal, différents travaux (y compris de l’équipe d’accueil) ont
mis en évidence que les génotypes végétaux, au sein d’une même espèce de plantes, diffèrent entre eux
vis-à-vis des relations qu’ils partagent avec le microbiote associé à leurs racines. Ainsi, le génotype
végétal influence (1) la structure du microbiote sélectionné par la plante, et (2) le niveau d’expression
des propriétés phytobénéfiques des PGPR indigènes (*Bouffaud et al. 2012 Mol Ecol 29:195-206 et
doctorat de M-L Bouffaud).
Dans ce contexte, nous faisons l’hypothèse que la capacité de génotypes végétaux à valoriser
l’effet des PGPR coïncide avec la capacité de ces génotypes végétaux à favoriser efficacement
l’établissement de bactéries PGPR inoculées dans la rhizosphère et permettre la synthèse de leurs
propriétés phytobénéfiques.
Objectif
L'objectif du stage sera de caractériser la relation existant entre le génotype végétal et sa capacité à
valoriser ou non l’effet phytostimulateur d’une PGPR inoculée. Cet objectif sera poursuivi dans le cas du
maïs (Zea mays) et de la PGPR Pseudomonas fluorescens F113 qui possède les activités phytobénéfiques
de désamination de l’ACC et de production du 2,4-diacétylphloroglucinol (DAPG), une molécule signal
ayant une activité mimétique de l’auxine. Pour atteindre cet objectif, la capacité de colonisation de la
rhizosphère par la PGPR inoculée sera comparée entre génotypes de maïs et la contribution relative des
propriétés phytobénéfiques citées ci-dessus aux effets phytostimulateurs de F113 sera comparée entre
génotypes de maïs.
D émarche expérimentale
Du côté du partenaire végétal, 6 maïs répondant ou non à l’inoculation par F113 et dont on connait les
relations génétiques entre eux seront considérés dans ce projet. Du côté du partenaire bactérien, les
effets de la souche sauvage seront comparés à ceux de mutants simples et doubles de P. fluorescens
F113 (disponibles): il s’agit des mutants AcdS (désamination de l’ACC) et PhlD (production de DAPG). Les
effets des souches inoculées sur les génotypes de maïs seront comparés en termes de (1) croissance
végétale (mesure des biomasses végétales racinaires et aériennes), (2) d’architecture racinaire
(utilisation du logiciel WinRhizo) et (3) de composition en métabolites secondaires de la famille des
benzoxazinoïdes. Ces métabolites correspondent à des métabolites clés dont le niveau de biosynthèse
varie en fonction des PGPR inoculées et de leurs effets phytostimulateurs (Walker et al. 2011 New
Phytologist 189: 494-506). Parallèlement, les effets du génotype végétal et des fonctions bactériennes
PhlD et AcdS sur la survie de la PGPR dans la rhizosphère seront évalués par PCR quantitative (méthode
disponible).
C ollaboration
Ce projet sera mené, pour partie, sur la plateforme CESN (Centre d’Etudes des Substances Naturelles,
collaboration avec Marjaolaine REY) et co-encadré par Dr. Daniel Muller.