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Dernière mise à jour : Mai 2021

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UMR Agroécologie

Equipe Fonctions et Evolution de l’Holobionte Végétal

Thématique: interactions entre plante et communauté microbienne, sur un plan fonctionnel et évolutif

L’holobionte végétal est constitué d’une plante et des microorganismes associés. En plus d’être une unité fonctionnelle dans laquelle le microbiote modifie la croissance et le développement de la plante, et vice et versa, l’holobionte serait également une unité de sélection en évolution. Du fait de cette intégration fonctionnelle et évolutive, de nombreuses adaptations des holobiontes à leur environnement reposent sur les interactions entre plantes et microorganismes. Le rôle des microorganismes dans ces adaptations a vocation à prendre une importance grandissante dans un contexte de changement global, du fait de la vitesse d’adaptation plus rapide chez les microorganismes que chez les plantes. De plus, la dynamique écologique et évolutive des interactions plantes-microorganismes peut avoir des conséquences sur des fonctions de l’écosystème primordiales, telles que la production primaire, le cycle des nutriments, la structure du sol, le devenir des polluants organiques...

L’équipe possède une expertise, notamment sur : (i) les plantes, en particulier les espèces cultivées et les espèces modèles, (ii) différentes catégories spécifiques de microorganismes, tels que les champignons mycorhiziens ou pathogènes, les bactéries fixatrices d’azote et/ou promotrices de la croissance des plantes, (iii) les communautés microbiennes dans leur diversité.

Du fait de la variété des objets d’étude, les travaux de l’équipe portent sur des fonctions aussi diverses que la fixation d’azote atmosphérique, la nutrition minérale (en particulier N, P et Fe) et le transfert et le biocontrôle de pathogènes végétaux et humains dans une approche One Health. Ces fonctions sont étudiées sur des plantes seules, ou en interaction au sein de communautés végétales. L’équipe travaille également sur l’Evolution des microorganismes associés aux plantes (en particulier les mycorhizes), le core microbiote rhizosphérique, la sélection naturelle et artificielle de communautés microbiennes, le transfert d’éléments génétiques et ses conséquences en termes d’adaptation à des perturbations anthropiques.

De nombreuses méthodes sont mobilisées pour aborder ces thématiques scientifiques, depuis la culture de microorganismes (souches, communautés synthétiques ou complexes), la biologie moléculaire, la bioinformatique, les approches -omiques, l’imagerie et la cytométrie de flux. Des expertises spécifiques concernent la mesure d’activités enzymatiques par voie électrochimique et la gestion de collections de microorganismes (IBG, MIAE) qui servent comme ressources biologiques dans des projets de recherche et peuvent être valorisées commercialement. Les membres de l’équipe mobilisent régulièrement les plateformes INRAE 4PMI (phénotypage haut débit), GENOSOL, le dispositif expérimental CA-SYS et le plateau sol de l’Institut Agro.

L’équipe possède également une expertise en ingénierie écologique, notamment sur la caractérisation des organismes in situ, la production et le suivi d’inoculants, l’évaluation du risque et une expertise pour l’homologation d’inoculants microbiens. Elle ancre cette démarche d’ingénierie écologique microbienne pour les cultures dans une volonté de respect de l’intégrité des écosystèmes et de la santé des plantes, des animaux et des humains, traduite par l’approche One Health.