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Thèmes de recherches

Interactions plantes-bactéries


​L’interaction plante/micro-organismes dans la rhizosphère est un processus clé qui joue un rôle primordial dans  la croissance et la santé des plantes et le recyclage du carbone

Publié le 25 mai 2016
​Les exsudats racinaires sont source de carbone et d’énergie pour le développement de communautés microbiennes actives dans la rhizosphère et représentent également une source riche en molécules ‘signal’ qui permettent à la plante d’initier une interaction plus ou moins spécifique avec les micro-organismes telluriques.

Le modèle d'étude

La plasticité génomique de Pseudomonas brassicacearum confère un avantage à cette espèce bactérienne dans la rhizosphère d’Arabidopsis thaliana, dans la compétition pour les ressources de son environnement et dans la tolérance aux toxiques potentiellement présents dans sa niche écologique.

Arabidopsis thaliana (Arabette des Dames) Crédit : Patrick DUMAS/CEA

Pseudomonas brassicacearum (microscopie électronique à transmission)
Crédit :Karim Benzerara/ CNRS



Traçage isotopique de la structure et fonctions des communautés bactériennes dans la rhizosphère

Pour déterminer l’impact du flux d’énergie dans la rhizosphère, la culture de plante sous 13CO2 permet de tracer et d’identifier les populations bactériennes qui bénéficient des exsudats racinaires et de déterminer l’impact de cette source de « carbone frais » sur la structure et les fonctions des communautés bactériennes du sol.

Stratégies d’adaptation à la rhizosphère

Notre modèle d’étude d’interaction plante-bactéries est Arabidopsis thaliana-Pseudomonas brassicacearum. P. brassicacearum est une bactérie qu’on trouve associée de façon fréquente et majoritaire à la rhizosphère des Brassicacées. Elle a la particularité de modifier l’architecture des racines, d’induire une résistance systémique chez la plante et de produire des métabolites qui inhibent la croissance de champignons phytopathogènes. La plasticité génomique de cette bactérie lui permet de générer une diversité intraclonale et d’exprimer un grand répertoire de gènes sous le contrôle d’ARNs non codants régulateurs (ARNnc). Ces ARNnc sont impliqués dans l’adaptation de la bactérie à la plante et dans son adaptation aux contraintes environnementales.

ReportageInteractions plante-bactéries
  • Racines d’Arabidopsis thaliana colonisées par Pseudomonas brassicacearum
    Crédits photo : Marie Bertrand/ CEA
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  • Racines d’Arabidopsis thaliana colonisées par Pseudomonas brassicacearum
    Crédits photo : Marie Bertrand/ CEA
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  • Racines d’Arabidopsis thaliana colonisées par Pseudomonas brassicacearum
    Crédits photo : Marie Bertrand/ CEA
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  • Analyse d’expression de gènes bactériens in planta
    Marquage chromosomique à la RFP et fusion transcriptionnelle GFP sous le contrôle d’un promoteur de gène bactérien.
    Crédits photo : Sylvain Fochesato/ CEA
    Analyse d’expression de gènes bactériens in plantaAfficher en plein écran



Interactions plantes-bactéries dans un écosystème perturbé

La dissémination de substances chimiques issues de l’activité anthropique, en particulier les métaux, les nanoparticules et leurs produits de dégradation dans l’air, l’eau et les sols constitue une source de fluctuation de l’environnement des plantes et des micro-organismes, ainsi qu’un risque inhérent de toxicité chez les partenaires de la chaîne trophique. Notre objectif est de déterminer et comprendre l’impact de nanoparticules, nanomatériaux et de leurs produits de dégradation sur les bactéries environnementales à l’échelle de la communauté et de modèles bactériens et d’appréhender comment ces substances influencent les interactions plante-bactéries et modifient le dialogue moléculaire. Une meilleure compréhension des perturbations engendrées par les nanotechnologies sur l’environnement est indispensable pour anticiper les risques potentiels engendrés par la dispersion de nanomatériaux et nanoparticules.

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