Diversité microbienne des sols forestiers

Diversité taxonomique et fonctionnelle de différents groupes microbiens dans le site expérimental de Montiers (Meuse) : effet des types de sol dans un même écosystème forestier

Contexte de recherche

La disponibilité des nutriments est un paramètre fondamental des cycles biogéochimiques qui régit la fertilité d'un sol et le fonctionnement d'un écosystème. Dans les écosystèmes forestiers tempérés qui ne subissent aucun apport en nutriments inorganiques de la part de l'Homme, les arbres doivent puiser ces nutriments à partir des ressources présentes dans leur environnement à savoir la matière organique et les minéraux du sol. La libération de ces nutriments devient dès lors un facteur déterminant pour le bon fonctionnement de l'écosystème et implique des processus d'altération, dégradation et recyclage associant des paramètres abiotiques et biotiques de l'environnement.

Cycle des nutriments nécessaires à la croissance des arbres.

 

Dans le cas particulier de l'écosystème forestier, le cycle des nutriments nécessaires à la croissance des arbres s'organise autour de sept grands flux: prélèvements, recyclage, apports atmosphériques, exportation du bois, drainage, dégradation de la matière organique et altération des minéraux.

Quatre de ces flux (prélèvements, recyclage, dégradation de la matière organique et altération des minéraux) sont fortement influencées par les microorganismes du sol. Cette figure illustre notamment l'implication des bactéries et des champignons dans les processus d'altération minérale et de dégradation de la matière organique (bois, litière) et met aussi en évidence les niches écologiques d'importance telles que le sol, le bois, la minéralosphère, la mycorhizosphère et la rhizosphère.

Objectifs du projet recherche

Les objectifs du projet de recherche proposé ici sont d'étudier la distribution et la structuration des communautés bactériennes et fongiques en lien avec les caractéristiques physiques du site de Montiers, ainsi que les interactions établies entre ces deux communautés microbiennes (bactéries-bactéries et bactéries-champignons). Le site expérimental de Montiers se caractérise par un peuplement de hêtraie dominante développée sur un sol présentant un gradient de pH, ce qui en fait un site expérimental particulièrement intéressant pour traiter de l'impact du pH sur les communautés microbiennes. Le pH est un paramètre essentiel du sol qui régit à la fois le compartiment biotique (croissance végétale et microbienne) et le compartiment abiotique (disponibilité des nutriments).

Déroulement du projet de recherche

Durant les deux années du projet proposé, quatre axes scientifiques seront développés :

  • Axe 1. Effet du type de sol sur les communautés bactériennes et fongiques dans un écosystème forestier identique

L'objectif est d'appréhender la diversité taxonomique des communautés bactériennes et fongiques sur un même site expérimental et de tester l'impact de variations de pH sur l'assemblage des communautés microbiennes.

  • Axe 2. Diversité taxonomique et fonctionnelle des communautés impliquées dans la dégradation du bois

L'objectif est d'appréhender la diversité taxonomique et fonctionnelle des communautés bactériennes capables de dégrader le bois sur le site de Montiers

  • Axe 3. Diversité des Streptomyces en lien avec le pH du sol

L'objectif est de tester l'impact du pH sur la diversité taxonomique spécifique, génomique et fonctionnelle des bactéries appartenant au genre Streptomyces.

  • Axe 4. Effet du métabolisme secondaire de Streptomyces sur la diversité microbienne du sol de Montiers

Les bactéries appartenant au genre Streptomyces sont bien connues pour leur capacité à produire de nombreuses molécules d'intérêt (enzyme, antibiotiques). Néanmoins, l'impact de ces métabolites sur la diversité des communautés microbienne du sol reste aujourd'hui inconnu. L'objectif de cet axe est de tester l'effet de la production d'antibiotique.

Coordination

UMR IAM (Interactions Arbre Microorganismes)/Stéphane Uroz (INRA Nancy)

Durée du projet

2011-2012

Références associées

Buée, M., Reich, M., Murat, C., Morin, E., Nilsson, R.H., Uroz, S. and Martin, F. (2009) 454-pyrosequencing analyses of forest soil reveal an unexpectedly high fungal diversity. New Phytologist. 184:449-456.

Uroz, S., Buée, M., Murat, C., Frey-Klett, P. and Martin, F. (2010) Pyrosequencing highlights the contrasted bacterial diversity in forest soil. Environmental Microbiology Reports. 2: 281-288.

Partenaires

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