Interaction entre la rhizobactérie Bacillus velezensis et le champignon mycorhizien à arbuscules Rhizophagus irregularis : dialogue moléculaire et métabolisation du phosphore

Details

Supervisors

Declerck, Stephan

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en sciences agronomiques, à finalité spécialisée

Abstract

Dans le cadre de la recherche pour le développement durable, la réduction de l’utilisation des intrants chimiques est l’un des objectifs principaux pour l’agriculture de demain. Dans ce contexte, il est important de trouver des alternatives écologiquement plus sûres et durables pour la fertilisation phosphatée des cultures. Bien que le phosphore (P) soit abondant dans les sols, sa biodisponibilité pour les plantes est souvent limitée. Cette carence est considérée comme l’un des facteurs les plus limitants pour le rendement des cultures dans la plupart des systèmes agricoles à travers le monde. De ces faits, les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) représentent un potentiel très intéressant étant donné leur capacité d’apport de P aux plantes. De plus, un sous-groupe de rhizobactéries favorisant la croissance des plantes (RFCP), les bactéries solubilisatrices de phosphate (BSP), ont la capacité de solubiliser le P inorganique insoluble et/ou de minéraliser le P organique en une forme bioassimilable. Bien que les associations mycorhiziennes aient fait l’objet de nombreuses études par le passé, les interactions entre les CMA et les BSP sont restées relativement peu explorées. Le premier objectif de ce mémoire visait à déterminer la capacité de solubilisation de la bactérie Bacillus velezensis en conditions in vitro. En milieu solide, aucun « halo » autour des colonies de bactéries n’a été visualisé mais une solubilisation du P inorganique insoluble a été observée en milieu liquide. Le second objectif se concentrait sur l’interaction entre le CMA Rhizophagus irregularis et la RFCP B. velezensis dans le cadre de la minéralisation du phytate (P organique) en conditions in vitro. Dans les deux expériences réalisées, les résultats ont montré une libération plus importante de P inorganique en présence de ces organismes. Cependant, pour ce qui est du P total restant, il n’a pas été possible de confirmer les résultats intéressants issus de la première expérience lors de la seconde expérience. Par ailleurs, en présence de la bactérie, des activités plus importantes des phosphatases alcalines ont été mesurées. Dans l’ensemble, bien que cette minéralisation du P organique en P inorganique n'ait pas été vérifiée dans le cadre de ce travail, des observations intéressantes ont été faites concernant l'interaction entre B. velezensis et R. irregularis qui ouvrent des perspectives pour des recherches ultérieures. Le troisième objectif était l’étude de l’expression de différents gènes clés dans le processus de minéralisation du P organique mais n’a pas pu être réalisée dans le cadre de l’expérience étant donné un rendement initial trop faible en ARN. Cependant, un protocole complet a été créé et détaillé au sein de ce mémoire et de futures études dans ce domaine pourront utiliser cette version optimisée pour étudier l’expression génétique que ce soit pour B. velezensis ou d’autres bactéries. Au terme de ce projet, il serait intéressant d’approfondir ce domaine d’étude afin de comprendre au mieux les réelles capacités de solubilisation et de minéralisation de B. velezensis ainsi que les stratégies d’interactions reliant les CMA au BSP dans nos sols agricoles.