Literatura académica sobre el tema "Microbiote racinaire"

Le phosphore (P) est essentiel à la croissance des plantes. La plupart des plantes terrestres dépend de la symbiose mycorhizienne à arbuscules (AM) pour leur nutrition en P, mais certaines lignées non-mycorhiziennes (non-AM) ont perdu cette capacité, soulevant la question de leurs stratégies alternatives pour l'acquisition de P. Alors que peu d'informations existent sur le microbiote de ces plantes, des associations avec des champignons « pseudo-mycorhiziens » capables de transférer des nutriments tels que le P, ont été mis en évidence chez des Brassicaceae non-AM, ainsi que d’autres plantes. Parmi ces champignons, les Helotiales semblent jouer un rôle clé dans les environnements alpins et arctiques pauvres en nutriments, mais leur écologie est mal documentée. L’hypothèse de cette thèse est que les plantes non-AM ont développé des interactions nutritionnelles avec des champignons pseudo-mycorhiziens, notamment des Helotiales, compensant ainsi la perte de la symbiose AM vis-à-vis leur nutrition P. Ces associations pourraient constituer une stratégie cruciale pour ces plantes dans des milieux pauvres en nutriments, comme les environnements alpins. Le but de ce travail était d’évaluer le statut non-AM des Brassicaceae, Caryophyllaceae et Cyperaceae, d’analyser leur microbiote racinaire et de déterminer sa contribution potentielle à la nutrition en P dans des conditions de carence. Le criblage de 67 génomes incluant ces trois familles, a confirmé la perte convergente de cinq gènes AM clés, suggérant que la perte de la symbiose AM a précédé l'émergence de ces lignées. L’étude de 37 espèces non-AM à travers sept sites a révélé des niveaux de P foliaire inférieurs (-21 %) par rapport aux plantes AM voisines, suggérant une moindre capacité d'acquisition de P. Cependant, en utilisant l'apprentissage automatique, nous avons identifié 85 taxons fongiques associés à une meilleure accumulation de P chez les plantes non-AM, principalement des Helotiales (24 taxa) et des Pleosporales (19 taxa) même si l’analyse par métabarcoding du microbiote fongique des racines a montré des différences marginales entre les communautés fongiques des plantes AM et non-AM. Compte-tenu du rôle potentiel des Helotiales dans la nutrition des plantes non-AM et du manque d'informations sur leurs lignées bénéfiques, nous avons entrepris l'isolement massif de champignons endophytes racinaires. Six espèces non-AM alpines des familles Brassicaceae, Caryophyllaceae et Cyperaceae ont été échantillonnées, et 602 isolats fongiques ont été obtenus. La comparaison de cette diversité cultivable avec les résultats du métabarcoding a montré que 43 % des taxons d'Helotiales étaient présents dans la collection, composée à 53 % d'isolats d'Helotiales. Certains de ces isolats, appartenant à trois grands clades, montraient un potentiel de solubilisation du P et étaient proches de lignées favorisant la croissance des plantes ou de souches pseudo-mycorhiziennes. Cela montre que les racines des plantes alpines non-AM sont des réservoirs importants de champignons Helotiales bénéfiques, offrant des opportunités pour explorer leurs mécanismes d’amélioration de la nutrition des plantes. Enfin, des essais in planta ont montré que deux souches d'Helotiales pouvaient coloniser les racines et améliorer la croissance et l'acquisition de P chez des hôtes non-AM en conditions de carence en P, probablement via des mécanismes de transfert de P. Ces résultats suggèrent que les plantes non-AM ont développé de nouvelles associations nutritionnelles avec diverses lignées d'Helotiales contribuant à leur nutrition P, compensant ainsi la perte de la symbiose AM
Phosphorus (P) is essential for plant growth. Most terrestrial plants rely on the arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis for their P nutrition, but some non-mycorrhizal (non-AM) lineages have lost this ability, raising the question of alternative strategies they may have to acquire P. While little information exists on the microbiota of these plants, associations with "mycorrhizal-like" fungi capable of transferring nutrients such as P have been identified in non-AM Brassicaceae and other plants. Among these fungi, Helotiales appear to play a key role in nutrient-poor alpine and arctic environments, but their ecology is poorly documented. The hypothesis of this thesis is that non-AM plants have developed nutritional interactions with mycorrhizal-like fungi, particularly Helotiales, for P nutrition, compensating for the loss of the AM symbiosis. These associations could be a crucial for these plants in nutrient-poor environments such as alpine environments. The aim of this work was to assess the non-AM status of Brassicaceae, Caryophyllaceae, and Cyperaceae, to analyze their root microbiota, and to determine its potential contribution to plant P nutrition under deficiency conditions. Screening of 67 genomes including these three families, confirmed the convergent loss of five key AM genes, suggesting that the loss of AM symbiosis preceded the emergence of these lineages. The study of 37 non-AM species across seven sites revealed lower foliar P levels (-21%) compared to neighbouring AM plants, suggesting a reduced P acquisition capacity. However, using machine learning, we identified 85 fungal taxa associated with better P accumulation in non-AM plants, primarily Helotiales (24 taxa) and Pleosporales (19 taxa), even though metabarcoding root microbiota analysis showed marginal differences between fungal communities of AM and non-AM plants. Given the potential role of Helotiales in non-AM plant nutrition and the lack of information on beneficial Helotiales lineages, we undertook a large-scale isolation of root endophytic fungi. Six non-AM alpine species from the Brassicaceae, Caryophyllaceae, and Cyperaceae families were sampled, and 602 fungal isolates were obtained. Comparison of this cultivable diversity with metabarcoding results showed that 43% of Helotiales taxa were present in the collection, which included 53% of Helotiales isolates. Some of these isolates, belonging to three major clades, exhibited P-solubilizing potential and were closely related to plant growth-promoting lineages or mycorrhizal-like strains. This demonstrates that the roots of non-AM alpine plants are important reservoirs of beneficial Helotiales fungi, offering opportunities to explore their mechanisms for enhancing plant nutrition. Finally, in planta experiments showed that two Helotiales strains could colonize roots and improve growth and P acquisition in non-AM hosts under P deficiency conditions, likely through P transfer mechanisms. These results suggest that non-AM plants have developed novel nutritional associations with diverse Helotiales lineages, contributing to their P nutrition thus compensating for the loss of the ancestral AM symbiosis

Le développement des plantes est conditionné par leurs interactions avec le microbiote racinaire, dont le fonctionnement repose sur des fonctions élémentaires partagées par plusieurs taxons, au sein de groupes fonctionnels. Certains de ces groupes incluent des PGPR (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria), qui stimulent la croissance des plantes grâce à différentes fonctions phytobénéfiques. L'inoculation d'une PGPR peut avoir un impact sur la physiologie de la plante et sur les autres partenaires microbiens de la racine. D'ailleurs, une PGPR inoculée peut modifier la structure génétique du microbiote racinaire global, sans que l'on sache comment cet impact se concrétise au niveau de groupes fonctionnels particuliers. L'hypothèse de cette thèse est que les PGPR inoculées peuvent modifier la structure de communautés microbiennes fonctionnelles importantes pour le développement de la plante. Ces travaux ont évalué l'impact de l'inoculation de la PGPR Azospirillum lipoferum CRT1 sur la taille et/ou la diversité des diazotrophes, des producteurs d'1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) désaminase et des producteurs de 2,4-diacétylphloroglucinol (ainsi que de la communauté bactérienne totale) dans la rhizosphère du maïs cultivé en champ sous différents intrants azotés. Nos travaux ont montré que diazotrophes et producteurs d'ACC désaminase pouvaient être co-sélectionnés dans la rhizosphère du maïs, et que l'inoculation modifiait la composition taxonomique de ces groupes fonctionnels. En conclusion, l'inoculation de PGPR module la sélection rhizosphérique de taxons telluriques portant des fonctions phytobénéfiques, ce qui pourrait contribuer aux effets phytobénéfiques observés
Plant development is influenced by interactions established with root microbiota. Microbiota functioning relies on individual functions carried out by functional groups, which often contain multiple microbial taxa. Some of these groups include plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR), which stimulate plant growth thanks to several plant-beneficial functions. PGPR inoculation may impact plant physiology and microbial partners of roots, and inoculated PGPR can modify the genetic structure of the root microbiota. However, it is not known how this impact materializes at the level of particular microbial functional groups. The hypothesis of this thesis is that inoculated PGPR will also modify the structure/composition of microbial functional groups important for plant development. This work assessed the impact of inoculation with the PGPR Azospirillum lipoferum CRT1 on the size and/or diversity of diazotrophs, 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase producers and 2,4-diacetylphloroglucinol producers (as well as the total bacterial community) colonizing the maize rhizosphere in three fields and under different nitrogen fertilization regimes. Our work showed that diazotrophs and ACC deaminase producers could be co-selected in maize rhizosphere and that PGPR inoculation modified the taxonomic composition of functional groups. To conclude, PGPR inoculation modulates rhizospheric selection of microbial members of functional groups important for plant growth, which may mediate some of the plant-beneficial effects of PGPR inoculants

Les micro-organismes jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement des écosystèmes forestiers. L’ensemble de ces micro-organismes associés aux racines est appelé « microbiote racinaire » et est connu pour promouvoir la croissance de l’arbre, améliorer sa résistance face aux stress biotiques et abiotiques et participer au cycle des nutriments. Étudier les facteurs de structuration et de régulation du microbiote racinaire est essentiel pour mieux comprendre les mécanismes impliqués dans les interactions arbres/micro-organismes et le rôle du microbiote racinaire de l’arbre en réaction aux contraintes environnementales actuelles et futures. Au cours de ma thèse, j’ai étudié la dynamique de colonisation des racines du peuplier gris par les communautés bactériennes et fongiques du sol en combinant approches métagénomique et microscopique. Parallèlement, une étude réalisée en mésocosme a été menée afin de connaître l’impact du génotype de l’hôte et des facteurs environnementaux tels que le climat et le type de sol sur le microbiote racinaire du peuplier noir, espèce colonisant les écosystèmes ripisylves et particulièrement touchée par le changement climatique. Enfin, par des approches de métagénomique et de métabolomique, j’ai étudié, d’une part, l’impact des variations du microbiote du sol et, d’autre part, celui de la voie de signalisation de l’acide jasmonique, sur le métabolome et les communautés du microbiote racinaire du peuplier gris. L’ensemble de mes résultats met en lumière l’impact significatif de l’arbre et des facteurs environnementaux sur la composition et la structure taxonomique et fonctionnelle du microbiote racinaire ainsi que la nécessité de considérer l’arbre et son microbiote comme un « méta-organisme » à part entière
Microorganisms play an essential role in the functioning of forest ecosystems. The pool of the root- associated microorganisms is called “root microbiome” and is known to promote tree growth, improve tree resistance to biotic and abiotic stresses and participate in nutrient cycling. Studying the factors that structure and regulate the root microbiome is essential to better understand the mechanisms involved in tree-microorganism interactions and the role of the tree root microbiome in response to current and future environmental constraints. During my thesis, I studied the colonization dynamic of grey poplar roots by bacterial and fungal communities in the soil by combining metagenomic and microscopic approaches. In parallel, a mesocosm study was carried out to determine the impact of the host genotype and environmental factors such as climate and soil type on the root microbiome of black poplar, a species that colonizes riparian ecosystems and is particularly affected by climate change. Finally, through metagenomic and metabolomic approaches, I studied, on the one hand, the impact of soil microbiome variations and, on the other hand, the signalling pathway of jasmonic acid, a phytohormone involved in defence, on the metabolome and communities of the root microbiome of grey poplar. The results of my thesis highlight the significant impact of the tree and environmental factors on the composition and taxonomic and functional structure of the root microbiome as well as the need to consider the tree and its microbiota as a "meta-organism" in its own right

L'exsudation racinaire est connue pour avoir une influence sur le fonctionnement des communautés microbiennes, en particulier celles impliquées dans le cycle de l'azote (Haichar et al, 2012). Elle est liée à la physiologie de la plante, cette dernière pouvant être évaluée via les traits fonctionnels végétaux, permettant une classification des plantes en fonction de leur performance dans leur environnement. Ainsi, nous pouvons distinguer d'une part les espèces exploitatrices, avec une efficience de la photosynthèse élevée et une acquisition rapide de l'azote dans les sols, et d'autre part les plantes conservatrices, possédant des caractéristiques contraires (Aerts & Chapin, 1999) et des plantes intermédiaires dont les caractéristiques sont intermediaires.L'objectif de ces travaux de thèse est de déterminer l'influence de la stratégie de gestion des ressources de 6 poacées, réparties le long d'un gradient de stratégie de gestion des ressources, allant de stratégies conservatrices (Sesleria caerulea et Festuca paniculata), intermédiaires (Antoxanthum odoratum, Bromus erectus) à des stratégies exploitatrices (Dactylis glomerata et Trisetum flavescens), sur la diversité et le fonctionnement des communautés totales et dénitrifiantes. I) Dans un premier temps nous avons étudié le lien entre la stratégie de gestion de ressources des plantes et la quantité d'exsudats racinaires dans le sol adhérent aux racines (SAR). Nous avons ensuite déterminé l'influence de la quantité d'exsudats racinaire sur les activités microbiennes potentielles des communautés microbiennes du SAR (respiration et dénitrification potentielles), puis par une approche ADN-SIP (Stable Isotope Probing) couplée à du séquençage haut-débit, l'influence de l'exsudation racinaire sur la structure et la diversité des communautés bactérienne colonisant le SAR et le système racinaire. II) Dans un second temps, nous avons étudié le lien entre la stratégie de gestion des ressources des plantes et la nature des exsudats racinaires libérés au niveau du SAR et présents dans les extraits racinaires en analysant les profils des métabolites primaires chez Festuca paniculata, Bromus erectus et Dactylis glomerata, représentant respectivement des stratégies de gestion des ressources conservative, intermédiaire et exploitatrice
Root exudation is known to influence microbial communities functioning, in particular those involve in nitrogen cycle. (Haichar et al, 2012). It’s linked to plant physiology, which can be evaluated with functional traits, allowing a plant distribution in function of their performance in their environment. Thus, we can distinguish competitive species, with higher photosynthetic capacity and rapid rates of N acquisition, conservative species with the opposite characteristics (Aerts & Chapin, 1999) and intermediate plants, with intermediate characteristics.The objective of this work is to determinate the influence of nutrient management strategiy of 6 poaceae, along a strategies gradient from conservative strategy (Sesleria caerulea and Festuca paniculata), intermediate (Antoxanthum odoratum and Bromus erectus) to competitive strategy (Dactylis glomerata and Trisetum flavescens), on diversity and functioning of total and denitrifying communities.I) Firstly, we studied the link between the plant nutrient management strategy and the root exudates quantity in the root adhering soil (RAS). Then, we determined the influence of the rate of root exudation on potential microbial activities (respiration and denitrification), and with a DNA-SIP (Stable Isotope Probing) approach coupled to high-throughput sequencing, the influence of root exudation on the bacterial structure and diversity of communities colonizing the RAS and the root system. II) Secondly, we studied the link between the plant nutrient management strategy and the nature of molecules exuded in RAS and present in root extracts by analyzing primary metabolites profile to Festuca paniculata, Bromus erectus and Dactylis glomerata, respectively a conservative, an intermediate and a competitive plant. Then, we determined the influence of primary metabolites profile of each plant on semi-real denitrification of communities colonizing RAS of plants. III) Finally, an mRNA-SIP approach is in progress to determine the influence of exuded metabolites on active bacterial communities functioning and the expression of genes involved in denitrification process in RAS and root system. Our results show an influence of the nutrient management strategy on the rate of carbon exudation, the competitive plants exuding more than conservatives ones

La réduction de l'utilisation des produits phytosanitaires constitue l'un des axes majeurs de la transition agroécologique. Dans ce contexte, il est urgent de développer des stratégies assurant une gestion efficace et durable de la pression parasitaire, tout en préservant l'environnement. La mobilisation du microbiome du sol, et notamment des communautés de bactéries qui le composent, représente une de ces solutions. S'il a été démontré qu'une partie de ces communautés était capable de limiter l'impact de pathogènes des cultures, les relations entre l'environnement de ce microbiome et sa capacité à réguler les maladies des plantes restent encore largement méconnus. L'ambition de ce projet de thèse était d'évaluer l'impact de facteurs, telles que les conditions pédologiques et les pratiques agricoles, sur la structure et le fonctionnement du microbiome du sol et d'analyser la relation entre ces modifications et la capacité du microbiome à participer à la régulation de la fusariose de l'épi. Ce projet s'articule autour de deux axes de recherche, visant à (1) déterminer quels facteurs expliquent le caractère suppressif des sols vis-à-vis de l'agent pathogène Fusarium graminearum, et (2) évaluer l'influence de l'environnement sur l'assemblage du microbiome du sol et du blé. Pour répondre à ces objectifs, un réseau de 103 parcelles d'agriculteurs de la plaine de Limagne (Puy-de-Dôme, France) a été mobilisé. Les parcelles représentaient une diversité de types de sols et de pratiques agricoles, et se répartissaient soit en agriculture conventionnelle, soit en agriculture biologique, soit en agriculture de conservation. Des échantillons de sol ont été prélevés dans chaque parcelle et caractérisés par (1) les pratiques agricoles (2) des analyses physico-chimiques, (3) leur communauté bactérienne par metabarcoding du gène ADNr 16S et (4) des tests d'inhibition in vitro (fongistase) du champignon pathogène Fusarium graminearum. Parmi ces 103 parcelles, 98 ont servi au prélèvement d'échantillons de rhizosphère et de racines de blé (Triticum aestivum) dont la communauté bactérienne a également été recensée. Enfin, neuf sols parmi les 103 ont été sélectionnés pour la culture et l'infection du blé par F. graminearum en conditions contrôlées. Le test de fongistase a révélé une grande variabilité au sein de l'échantillon ainsi que la capacité de certains sols à inhiber complètement la germination du champignon. Les caractéristiques pérennes du sol et la diversité bactérienne étaient liées à la fongistase des sols. Il existait aussi une corrélation entre l'abondance de Burkholderia spp. et la fongistase. La comparaison des microbiomes bactériens du sol, de la rhizosphère et des racines du blé a révélé des compositions différentes entre les trois compartiments. La composition microbienne dans les sols influençait celles de la rhizosphère et des racines dans une même parcelle. Les caractéristiques physico chimiques et le système de culture influençaient la composition de la communauté bactérienne dans les trois compartiments. L'expérimentation en conditions contrôlées n'a pas révélé de lien entre microbiome (diversité et composition) et symptômes de la fusariose, ni de lien entre fongistase et symptômes in planta sur un même sol. Dans l'ensemble, ces travaux contribuent à évaluer les possibilités d'utilisation des pratiques agricoles comme levier de contrôle agroécologique de la fusariose du blé, à travers la modulation des communautés microbiennes naturelles
Reducing the use of phytosanitary products constitutes one of the major axes of the agroecological transition. In this context, it is urgent to develop strategies ensuring effective and sustainable management of parasitic pressure, while preserving the environment. Mobilization of the soil microbiome, and particularly the bacterial community, represents one of these solutions. Although it has been demonstrated that part of these communities is capable of limiting the impact of crop pathogens, the relationships between the environment of the microbiome and its capacity to regulate plant diseases still remain largely unknown. The ambition of this thesis project was to evaluate the impact of factors, such as soil conditions and agricultural practices, on the structure and functioning of the soil microbiome and to analyze the relationship between these modifications and the capacity of the microbiome to participate in the regulation of Fusarium head blight. This project is structured around two axes of research, aiming to (1) determine which factors explain the suppressive nature of soils with respect to the pathogen Fusarium graminearum, and (2) evaluate the influence of the environment on the assembly of the soil and wheat microbiome. To meet these objectives, a network of 103 plots in the Limagne plain (Puy-de-Dôme, France) was mobilized. The plots represented a diversity of soil types and agricultural practices, and were divided into either intensive agriculture, organic agriculture, or soil conservation agriculture. Soil samples were taken from each plot and characterized by (1) agricultural practices (2) physicochemical analyses, (3) their bacterial community by metabarcoding of the 16S rDNA gene and (4) in vitro inhibition tests (fungistasis) of the pathogenic fungus Fusarium graminearum. Among these 103 plots, 98 were used to collect samples of wheat (Triticum aestivum) rhizosphere and roots, that were also described through their bacterial community. Finally, nine soils among the 103 were selected for the cultivation and infection of wheat by F. graminearum under controlled conditions. The fungistasis test revealed great variability within the sample as well as the ability of certain soils to completely inhibit the germination of the fungus. Perennial soil characteristics and bacterial diversity were related to soil fungistasis. There was also a correlation between the abundance of Burkholderia spp. and fungistasis. Comparison of bacterial microbiomes from soil, wheat rhizosphere and roots revealed different compositions between the three compartments. The microbial composition in the soil influenced those of the rhizosphere and roots of the same plot. The physicochemical characteristics and the management system influenced the composition of the bacterial community in the three compartments. Experimentation under controlled conditions did not reveal a link between microbiome (diversity and composition) and symptoms of Fusarium head blight, nor a link between fungistasis and in planta symptoms on the same soil. Overall, this work contributes to evaluating the possibilities of using agricultural practices as a lever for agroecological control of Fusarium head blight in wheat, through the modulation of natural microbial communities

La rhizosphère est la zone étroite de sol soumise à l’influence des racines des plantes qui libèrent un mélange moléculaire complexe : les exsudats racinaires. Ils permettent à la plante de recruter son microbiote rhizosphérique qui joue un rôle clé dans sa croissance et sa résistance aux stress biotiques et abiotiques. Dans le cadre de l’agroécologie, la compréhension du dialogue moléculaire racines-microbiote pourrait permettre de promouvoir l’installation de rhizobactéries bénéfiques pour les plantes (PGPR) dans la rhizosphère. Lors de cette thèse, la capacité des exsudats racinaires de colza (Brassica napus), de pois (Pisum sativum) et de ray-grass (Lolium perenne) à attirer et nourrir trois PGPR (Bacillus subtilis ATCC 6633, Pseudomonas fluorescens ATCC 17400 et Azospirillum brasilense Sp245) a été mesurée et comparée grâce à la définition d’un nouvel indicateur, le score de « love match ». Pour toutes ces bactéries, les exsudats de colza sont les plus attractifs et induisent la croissance la plus rapide, ceux de pois permettent la production de biomasse la plus élevée, tandis que ceux de ray-grass sont les moins efficaces. Si l’on compare les PGPR, P. fluorescens et A. brasilense semblent répondre plus efficacement aux exsudats racinaires que B. subtilis. L’analyse transcriptomique révèle quant à elle que B. subtilis régule l’expression de nombreux gènes en réponse aux exsudats racinaires, tandis que P. fluorescens semble déjà exprimer la plupart des gènes nécessaires à cette réponse. Ces résultats mettent en évidence la sélection spécifique des PGPR par la plante à travers ses exsudats racinaires, et pourraient aider à sélectionner les exsudats les plus efficaces pour promouvoir l'établissement de bioinoculants dans la rhizosphère
The rhizosphere is the narrow zone of soil under the influence of plant roots that release a complex molecular mixture: root exudates. They allow the plant to recruit its rhizosphere microbiota, which plays a key role in its growth and resistance to biotic and abiotic stresses. In the context of sustainable agriculture, understanding the molecular root-microbiota dialogue could help to promote the establishment of Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) in the rhizosphere. In this thesis, the ability of root exudates from rapeseed (Brassica napus), pea (Pisum sativum) and ryegrass (Lolium perenne) to attract and feed three PGPR (Bacillus subtilis ATCC 6633, Pseudomonas fluorescens ATCC 17400 and Azospirillum brasilense Sp245) was measured and compared by defining a new indicator, the « love match » score. For all bacteria, rapeseed exudates are the most attractive and induce the fastest growth, pea exudates allow the highest biomass production, while ryegrass exudates are the least effective. When comparing PGPR, P. fluorescens and A. brasilense seem to respond more efficiently to root exudates than B. subtilis. Transcriptomic analysis reveals that B. subtilis regulates the expression of many genes in response to root exudates, whereas P. fluorescens appears to already express most of the genes required for this response. These results highlight the specific selection of PGPR by the plant through its root exudates, and could help to select the most efficient exudates in order to promote the establishment of bioinoculants in the rhizosphere

Le pois protéagineux, dont la culture est bien adaptée au contexte pédoclimatique normand, représente une source nutritive importante en protéines végétales. A l’heure actuelle, les cultures protéagineuses font partie des cultures d’avenir aux vues de leurs nombreux intérêts agronomique, économique et environnemental. Malgré ses multiples atouts, la culture du pois protéagineux n'a pas autant de succès, principalement en raison d’une forte atteinte par diverses phytopathologies, dont le plus préjudiciable est la pourriture racinaire du pois causée par Aphanomyces euteiches. Les dégâts occasionnés peuvent conduire à une baisse importante du rendement et ainsi pénaliser les agriculteurs. Ne disposant d’aucun traitement efficace à ce jour, il est donc important de focaliser les recherches sur le développement de moyens de contrôle, ce qui passe par une compréhension holistique du pathobiome. Dans cette thèse, les travaux se sont concentrés sur la compréhension de certains mécanismes de résistance directs ou indirects à la pourriture racinaire du pois causée par A. euteiches, en se focalisant sur l’étude de la contribution des facteurs biotiques, à savoir, le génotype variétal, seul ou accompagné de son phytobiome, et donc la mise en place de multiples interactions avec les microorganismes. L’analyse comparée de l’expression de la maladie et des modifications architecturales induites a montré une expression différentielle de la maladie selon leur appartenance au groupe hiver ou printemps. Les variétés d’hiver caractérisées par une grande tolérance au froid présentent 2 traits d’intérêt : un retard d’impact sur les parties aériennes malgré une atteinte racinaire et un accroissement du système racinaire en réponse à l’infection. De plus, l’étude de la diversité bactérienne intra-nodules chez ces mêmes variétés de pois d’hiver et de printemps, a montré que la diversité de ce microbiome endophyte varie en fonction du génotype variétal. Cette étude a permis de déceler le fort potentiel biocontrôle des endophytes bactériens intra-nodulaires, avec une abondance relative observée des genres bactériens connus pour leurs effets antagonistes envers A. euteiches plus importante chez deux variétés de pois d’hiver. Le génotype variétal constitue donc un levier, direct et indirect via l’établissement d’interactions avec des microorganismes bénéfiques, pour lutter contre la pourriture racinaire du pois. Le dernier axe de recherche a démontré la forte influence des espèces cultivés sur les associations microbiennes au sien de la rhizosphère, en particulier sur l’assemblage des populations bénéfiques. La manipulation de la composition des communautés microbiennes par les couverts végétaux au bénéfice de la culture suivante représente un argument de plus en faveur de l’utilisation des rotations des cultures comme levier contre les phytopathologies. Plusieurs pistes intéressantes ressortent donc de ce travail, pour une lutte efficiente et globale contre A. euteiches : à l’échelle de la variété, par ses caractéristiques propres en lien avec son génotype et sa capacité à sélectionner des endophytes protecteurs, et à l’échelle de la rotation, par la manipulation du microbiome en faveur du pois. De belles perspectives de recherche se profilent, notamment la réalisation de tests d’efficacité de protection de tous les potentiels agents de biocontrôles isolés, qui permettraient la mise en oeuvre de consortia bénéfiques adaptés au terroir normand et aux spécificités variétales du pois
Pea, well-adapted to the Normandy pedoclimatic context, represents an important nutritional source of plant proteins. At present, protein crops are among the promoting crops in view of their many agronomical, economic, and environmental interests. Despite their multiple advantages, the cultivation of protein peas is not as successful, mainly due to strong attacks by various phytopathology. The most damaging is pea root rot caused by Aphanomyces euteiches leading to a significant drop in yield and thus can penalize farmers. As there is no effective treatment to date, numerous focus researches are in progress to develop efficient control methods, which requires a holistic understanding of the pathobiome. In this thesis, studies were focused on the understanding of some direct and indirect resistance mechanisms of pea root rot caused by A. euteiches. The contribution of biotic factors in this disease were studied, specifically the influence of varietal genotype and its associated phytobiome, and so the establishment of multiple interactions with microorganisms. The comparative analysis of disease severity and induced architectural modifications, showed a differential expression according to their affiliation to winter or spring group. The two winter pea cultivars characterized by a high cold tolerance presented two features of interest: a delayed impact on aerial part despite significant root damage and an increased growth of root system in response to infection. In addition, the study of intra-nodule bacterial diversity in these same cultivars showed that the diversity of their nodule microbiome varies according to varietal genotype. This study highlighted the strong biocontrol potential of intra-nodule bacterial endophytes, with a higher relative abundance of known antagonistic bacterial genera towards A. euteiches for two winter pea cultivars. The varietal genotype therefore constitutes a direct and indirect lever by the establishment of interactions with beneficial microorganisms, to fight against pea root rot. The last research line has demonstrated the strong influence of plant cultivated species on the microbial associations in the rhizosphere, specifically a modulation of the assemblage of beneficial populations. Shaping the microbial community composition though the cultivation of crops to the benefit of the next crop represents an additional argument in favor of crop rotation use as a lever against phytopathology. Several interesting alternatives were highlighted in this research work to effectively and efficiently manage A. euteiches: at the cultivar scale, by specific characteristics in relation to varieties’ genotype and their ability to select protective endophytes, and at the scale of crop rotation, by shaping microbiome in favor of pea. Great research perspectives are emerging, especially the efficiency of protection resulting from all potential isolated biocontrol agents, which would allow the development and implementation of beneficial consortia adapted to Normandy soils and to pea cultivars specificities