Yvan Moënne-LoccozUMR CNRS Ecologie Microbienne, Université Lyon 1<yvan.moenne-loccoz@univ-lyon1.fr>Performance du système...
1. Inoculation de microorganismes bénéfiques Qui ? • Bactéries et champignons. • Absents ou pas dans le sol. • Si déjà pré...
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2. Effets directs sur la nutrition minérale et            hydrique de la plante Nutrition minérale : • Fixation biologique...
2. Effets directs sur la nutrition minérale et            hydrique de la plante Nutrition hydro-minérale : développement d...
3. Effets indirects sur la nutrition minérale et             hydrique de la plante  Autres types d’effets sur la plante : ...
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4. Vue d’ensemble    Modes d’action :    • Sans doute pas tous connus. Cf. nouveaux signaux    • Souvent plusieurs types d...
5. Verrous en amontManque de connaissances scientifiques :• Quels modes d’action ?• Comment ces modes d’action sont-ils ré...
Importance de la génétique de la plante                                                    0,025                          ...
6. Verrous stratégie d’inoculationSélection des souches :• Souvent empiriqueType d’inoculants :• Utilisation de souches in...
Interactions entre différents inoculants               au champ                   Développement racinaire maïs            ...
6. Verrous stratégie d’inoculationConditions d’utilisation :• Mode de préparation de la biomasse microbienne + formulation...
7. Verrous en avalOutils de suivi de l’inoculant :• Survie au champ• Physiologie et expression géniqueOutils de suivi des ...
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Atelier 4 - Performance du système racinaire et inoculants microbiens : nutrition minérale et hydrique : Etat de l'art

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Yvan Moenne Loccoz (Université de Lyon)

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Atelier 4 - Performance du système racinaire et inoculants microbiens : nutrition minérale et hydrique : Etat de l'art

  1. 1. Yvan Moënne-LoccozUMR CNRS Ecologie Microbienne, Université Lyon 1<yvan.moenne-loccoz@univ-lyon1.fr>Performance du système racinaire et inoculants microbiens: nutrition minérale et hydrique 1. Inoculation de microorganismes bénéfiques 2. Effets directs sur la nutrition minérale et hydrique de la plante 3. Effets indirects sur la nutrition minérale et hydrique de la plante 4. Vue d’ensemble 5. Verrous en amont 6. Verrous stratégie d’inoculation Présentation modifiée pour permettre 7. Verrous en aval sa diffusion au sein de Qualiméditerranée
  2. 2. 1. Inoculation de microorganismes bénéfiques Qui ? • Bactéries et champignons. • Absents ou pas dans le sol. • Si déjà présents, problème d’effectif ou d’efficacité (diversité microbienne). Bactéries inoculées (vert) sur racine Bactéries inoculées (vert) sur racine (Prigent-Combaret, Univ Lyon 1) Champignons mycorhiziens (Raven et al. 1999)
  3. 3. 1. Inoculation de microorganismes bénéfiques Qui ? • Bactéries et champignons. • Absents ou pas dans le sol. • Si déjà présents, problème d’effectif ou d’efficacité (diversité microbienne). Quelle association avec la plante ? • Microbes: à l’extérieur (rhizosphère) et/ou dans la racine (endophytes). • Coopérations/symbioses, à spectres étroits ou larges. Conditions de fonctionnement • Stratégie écologique, co-évolution et sélection des adaptations. • Donc, vraisemblablement:  ancien (avant la domestication),  complexe (plusieurs mécanismes),  et régulé (environnement, niveau d’intrant).
  4. 4. 2. Effets directs sur la nutrition minérale et hydrique de la plante Nutrition minérale : • Fixation biologique de l’azote • Solubilisation des phosphates • Minéralisation de nutriments organiques • Stimulation absorption racinaire Nutrition hydrique : • Aquaporines racinaires (expression gènes ZmPIP) • Microstructuration de la rhizosphère par les EPS microbiens
  5. 5. 2. Effets directs sur la nutrition minérale et hydrique de la plante Nutrition hydro-minérale : développement du système racinaire • Synthèse microbienne de phytohormones (auxines etc.) et autres signaux • Interférence avec le métabolisme végétal de l’éthylène (activité ACC désaminase) ; également protection contre le stress … dont stress hydrique Inoculation bactérie Maïs non inoculé Azospirillum
  6. 6. 3. Effets indirects sur la nutrition minérale et hydrique de la plante Autres types d’effets sur la plante : • Protection vis-à-vis des pathogènes (antagonisme, ISR, etc.) • Effets multiples sur le métabolisme DIMBOA-Glc HDMBOA-Glc MBOA MeO MeO O O MeO O O O Glc Glc O N N O H N O OH OMe CRT1 ↗ ↗ ↘ CFN535 ↗ ↗ ↘ UAP154 ↘ = = Quelle conséquence pour la nutrition hydro-minérale ? (+ le DIMBOA est un attractant pour d’autres bactéries bénéfiques; Neal et al. 2012)
  7. 7. 3. Effets indirects sur la nutrition minérale et hydrique de la planteEffets sur le reste de la communauté microbienne :• Stimulation bactérienne de la mycorhization• Effets sur d’autres microorganismes?  Via modification de l’exsudation racinaire  Via effet sur les protozoaires (prédateurs)  Via effet sur les microorganismes phytobénéfiques indigènes (signaux)  Etc. … impact écologique
  8. 8. 4. Vue d’ensemble Modes d’action : • Sans doute pas tous connus. Cf. nouveaux signaux • Souvent plusieurs types d’effets, voire plusieurs modes d’action microbiens pour un même effet (pour l’ISR, ou pour la rhizogénèse) Mise en place des effets phytobénéfiques : • Différentes dynamiques de colonisation microbienne de la plante • Différentes dynamiques d’expression (lié exsudation, etc.)0 10 20 30 jours Effets hormonaux Fixation libre N Mycorhizes
  9. 9. 5. Verrous en amontManque de connaissances scientifiques :• Quels modes d’action ?• Comment ces modes d’action sont-ils régulés ?• Quelle est l’écologie des microorganismes ?Manque d’approches intégrées :• Prise en compte du sol et du climat• Prise en compte des populations microbiennes bénéfiques indigènes• Prise en compte de la plante : génétique, développement, physiologie
  10. 10. Importance de la génétique de la plante 0,025 PCA 2 : 17% a 0,02 ab 0,015 Northern Flint b 0,01 b 0,005 European Flint b PCA 1 : 20% 0-0,02 -0,015 -0,01 -0,005 b 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 b b -0,005 Stiff Stalk b a Tropical Corn Belt Dent -0,01 -0,015 -0,02 La composition de la communauté bactérienne de la rhizosphère du maïs dépend en partie du groupe génétique de maïs (Bouffaud et al. 2012)
  11. 11. 6. Verrous stratégie d’inoculationSélection des souches :• Souvent empiriqueType d’inoculants :• Utilisation de souches individuelles ou de mélanges/consortia• Utilisation conjointe de souches et d’effecteurs• Compatibilité, effets additifs … ou pas
  12. 12. Interactions entre différents inoculants au champ Développement racinaire maïs Témoin Walker et al. 2012 … c’est vite complexe
  13. 13. 6. Verrous stratégie d’inoculationConditions d’utilisation :• Mode de préparation de la biomasse microbienne + formulation• Mode d’apport, techno-semence• Mesures d’accompagnement (pratiques culturales) : réaliste ?• Fertilité du sol et niveau des intrants (matières fertilisantes, eau)
  14. 14. 7. Verrous en avalOutils de suivi de l’inoculant :• Survie au champ• Physiologie et expression géniqueOutils de suivi des effets de l’inoculation :• Interactions avec les populations indigènes• Réactions physiologiques de la plante

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