Amélie Semblat

Résumé:

Le fer est un micronutriment essentiel pour les plantes, indispensable à des processus fondamentaux tels que la photosynthèse et la respiration. Cependant, sa faible biodisponibilité dans de nombreux sols, en particulier les sols calcaires ou à pH élevé, limite leur croissance et provoque des chloroses ferriques. Bien que les plantes aient développé des mécanismes pour mobiliser le fer, ces stratégies restent insuffisantes dans les sols pauvres en fer bioassimilable. Les bactéries du genre Pseudomonas spp. sont reconnues pour leur capacité à coloniser la rhizosphère, produire des sidérophores assimilables par les plantes et, ainsi, favoriser leur croissance et leur santé. Toutefois, des zones d’ombre subsistent concernant le rôle des communautés microbiennes rhizosphériques dans la dynamique du fer, ainsi que l’impact des pratiques agroécologiques, telles que l’association céréales-légumineuses, sur la nutrition en fer des plantes. Dans ce contexte, cette thèse s’est intéressée à l’influence des plantes (espèce, génotype, variété) et des associations céréales-légumineuses sur le microbiote rhizosphérique et la teneur en fer des plantes. Deux variétés de pois (l’une tolérante et l’autre sensible à la chlorose ferrique) et une variété de blé ont été étudiées, ainsi que leur association sur différents types de sols. Par ailleurs, plusieurs variétés de pois, représentatives de deux génotypes distincts, ont été intégrées à l’étude afin d’élargir la portée des résultats. Enfin, l’impact des microbiotes recrutés sur la croissance et la nutrition des plantes a été analysé à l’aide de Communautés Synthétiques (SynComs). Les résultats ont permis d’identifier onze groupes bactériens clés, notamment les Pseudomonadales et les Enterobacterales, pour leur rôle dans la mobilisation du fer. Les Pseudomonadales, présentes dans toutes les conditions étudiées, constituent un élément stable du microbiote du blé et du pois. En revanche, les Enterobacterales ont montré des capacités intéressantes, comme la solubilisation du phosphate de fer, et ont été préférentiellement associées à la variété de pois sensible dans un sol spécifique, suggérant un recrutement ciblé. Une étude au champ a confirmé ce recrutement préférentiel, corrélé à une meilleure nutrition de la plante. Les interactions entre Pseudomonas et Enterobacter, étudiées in vitro, ont révélé des synergies prometteuses dans la mobilisation du fer et la solubilisation du phosphate. Les SynComs constitués ont démontré un effet bénéfique sur la croissance des plantes, bien qu’aucun effet significatif n’ait été détecté sur leur nutrition en fer. Dans les cultures associées pois-blé, le blé a bénéficié d’une meilleure assimilation du fer grâce à une meilleure stratégie d’acquisition, sans compromettre le statut en fer du pois. Une augmentation notable de l’abondance des Pseudomonas spp. dans la rhizosphère des plantes de pois a également été observée en culture associée, suggérant que le microbiote contribue directement à ces bénéfices. En conclusion, cette recherche met en évidence le rôle crucial des interactions plante-microbiote et plante-plante dans la mobilisation du fer. Les Pseudomonadales, éléments ubiquistes des microbiotes associés aux légumineuses et aux céréales, occupent une place centrale dans cette dynamique, tandis que les Enterobacterales apportent desbénéfices spécifiques en fonction du contexte.