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Stages

Offres de stages 2020-21

Laboratoire d’accueil UMR 1347 Agroécologie:

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Promotion des interactions biotiques dans un agroécosystème : culture associée pois-blé et impact sur le microbiote rhizosphérique

 

Maître(s) de stage :    Barbara Pivato

Tel: 0380693336

Fax : 0380693224

E-mail: barbara.pivato@inrae.fr

L’agroécologie constitue une voie prometteuse, qui garantit une agriculture multiperformante (en termes de productivité, qualité des produits, environnement, durabilité, …), et qui vise, entre autres, à réduire l’utilisation d’intrants en mobilisant des processus naturels de régulation biologique, afin de garantir une production de qualité en quantité suffisante [1]. La transition agroécologique met en œuvre des systèmes agricoles utilisant une plus grande biodiversité cultivée, qui peut être assurée en associant différentes espèces végétales, en particulier légumineuses et céréales [2]. Outre les végétaux, les communautés microbiennes du sol représentent une source majeure de biodiversité de l’agroécosystème et assurent un large panel de fonctions [3]. Or, le microbiote rhizosphérique joue un rôle majeur dans la nutrition, la croissance et la santé de la plante-hôte [3].

Dans ce contexte, nous formulons l’hypothèse que la culture associée pois-blé, favorisent le recrutement d’un microbiote rhizosphérique plus diversifié d’un point de vue taxonomique et fonctionnel. L’objectif du projet de recherche M2 vise à comparer la diversité taxonomique et phénotypique des communautés bactériennes isolées du compartiment rhizosphérique et des tissus racinaires de différentes variétés de pois et de blé cultivées en monoculture ou en culture associée. L’approche expérimentale consiste à cultiver au champ, dans deux sites pédoclimatiques contrastés (UE de Bretenière et d'Auzeville) différentes variétés de pois et de blé en association. Les communautés bactériennes rhizosphériques seront characterisées par des techniques de métagénomique sur amplicon et de culturomique.

Aptitudes recherchées, conditions pratiques: Intérêt pour la microbiologie moléculaire et pour les interactions plantes-microorganismes. Fort intérêt pour la bioinformatique et connaissance du logiciel R et de LINUX.


 

Impact de sidérophores microbiens sur la nutrition en fer et la santé du pois (Pisum sativum)

 

Maître(s) de stage : Sylvie MAZURIER        

Tel: 0380693093

Fax : 0380693224

E-mail: sylvie.mazurier@inra.fr

 

Résumé des travaux à effectuer :

Le projet vise à progresser dans la connaissance des interactions liées au fer entre le pois et les bactéries appartenant au groupe des Pseudomonas spp. fluorescents afin de promouvoir la nutrition en fer et la santé de la plante hôte. Le pois a été choisi pour son fort potentiel en agroécologie lié à sa capacité à développer des symbioses racinaires fixatrices d'azote et à la forte teneur en protéines de ses graines. Toutefois cette espèce est sensible à la carence en fer et peut développer des symptomes de chlorose ferrique qui s'accompagnent d'une perte de rendement. Il a été montré pour des plantes modèles (Arabidopsis, tabac) que des bacteries du genre des Pseudomonas influencent la nutrition en fer et la santé de la plante via la synthèse de sidérophores particuliers, les pyoverdines. Des travaux en cours au loboratoire montrent que les pyoverdines impactent également la nutrition en fer et la santé du pois. Ainsi, la comparaison de deux variétés de pois, l'une sensible et l'autre tolérante à la carence en fer,  a montré que : (i) ces génotypes ont des capacités différentes à utiliser le fer apporté par les sidérophores bactériens, (ii) ces capacités varient de plus en fonction du type de pyoverdine et (iii) le niveau d'expression de certains gènes végétaux impliqués dans la dynamique du fer chez la plante varie selon le génotype végétal et/ou le type de sidérophore. L'objectif du projet est d'élargir cette étude en testant d'autres variétés de pois afin d'identifier des traits communs aux pois possédant une sensibilité équivalente à la carence en fer. L’effet de pyoverdines chélatées au fer sera testé sur les génotypes de pois cultivés in vitro. La biomasse et la teneur en fer des plantes seront comparées. Des extractions d'ARN seront réalisées afin d'étudier l'expression de gènes impliqués dans la dynamique du fer par RTqPCR.         

 

Aptitudes recherchées, conditions pratiques:

Bonne capacité d’adaptation, d’acquisition de nouvelles compétences et bonne aptitude au travail en équipe. Connaissances en microbiologie, écologie microbienne, et biologie moléculaire utiles.

 

Références bibliographiques et/ou brevets, site internet

 

Lemanceau, P., Barret, M., Blouin, M., Mazurier, S., Pivato, B. (2018). Plant-Microorganism Interactions in the Rhizosphere. In: Philippe Lemanceau, Manuel Blouin, dir. Soils as a Key Component of the critical Zone 6 Ecology, Chapter 4. London, UK : ISTE. Sous presse.

 

Lemanceau, P., Barret, M., Mazurier, S., Mondy, S., Pivato, B., Fort, T., Vacher, C. (2017). Plant communication with associated microbiota in the spermosphere, rhizosphere and phyllosphere. In: Guillaume Becard (ed.), dir., How plants communicate with their biotic environment (p. 101-133). Advances in Botanical Research, 82. USA : Academic Press - Elsevier., DOI : 10.1016/bs.abr.2016.10.007

 

Viollet, A., Pivato, B., Mougel, C., Cleyet-Marel, J. C., Gubry-Rangin, C., Lemanceau, P., Mazurier, S. (2017). Pseudomonas fluorescens C7R12 type III secretion system impacts mycorrhization of Medicago truncatula and associated microbial communities. Mycorrhiza, 27 (1), 23-33. , DOI : 10.1007/s00572-016-0730-3

 

Trapet, P., Avoscan, L., Klinguer, A., Pateyron, S., Citerne, S., Chervin, C., Mazurier, S., Lemanceau, P., Wendehenne, D., Besson-Bard, A. (2016). The Pseudomonas fluorescens siderophore pyoverdine weakens Arabidopsis thaliana defense in favour of growth in iron-deficient conditions. Plant Physiology, 171 (1), 675-693. , DOI : 10.1104/pp.15.01537

 

Mazurier, S., Merieau, A., Bergeau, D., Decoin, V., Sperandio, D., Crepin, A., Barbey, C., Jeannot, K., Vicre-Gibouin, M., Plesiat, P., Lemanceau, P., Latour, X. (2015). Type III secretion system and virulence markers highlight similarities and differences between human- and plant-associated Pseudomonads related to Pseudomonas fluorescens and P. putida. Applied and Environmental Microbiology, 81 (7), 2579-2590. , DOI : 10.1128/AEM.04160-14

 

 


Caractérisation des processus de signalisation régulés par le monoxyde d’azote chez les algues: identification de protéines S-nitrosées chez Klebsormidium flaccidum

Maître(s) de stage : A. Besson-Bard, V. Nicolas-Francès & D. Wendehenne         

Tel: 03 80 69 37 22 ; 03 80 69 31 78

E-mail: angelique.besson-bard@u-bourgogne.fr; valerie.frances@u-bourgogne.fr, david.wendehenne@u-bourgogne.fr,

 

Résumé des travaux à effectuer :

Le monoxyde d’azote (NO) est un médiateur physiologique impliqué dans de nombreux processus. Chez les animaux, sa synthèse est principalement catalysée par l’oxyde nitrique synthase (NOS). Notre équipe a récemment démontré que cette protéine est absente chez les plantes terrestres mais est présente chez quelques algues. Ces dernières incluent Klebsormidium flaccidum, une algue terrestre filamenteuse utilisée comme modèle biologique pour appréhender les étapes précoces de la transition des plantes aquatiques aux plantes terrestres. Nos travaux actuels, soutenus par un projet ISITE et un projet ANR, visent à étudier la structure et la fonction de la NOS de K. flaccidum et, d’une façon plus générale, d’appréhender les processus de signalisation cellulaire régulés par le NO chez cette algue.

Le projet de M2 consistera à identifier des protéines régulées par S-nitrosation chez K. flaccidum. La nitrosation est une modification post-traductionnelle réversible impactant l’activité, la structure et/ou la localisation subcellulaire des protéines. En pratique, des cultures de K. flaccidum, prétraitées ou non par un inhibiteur de NOS, seront exposées à du NO généré artificiellement ou en réponse à un stress salin. Les protéines S-nitrosées seront ensuite purifiées via la méthode biotine-switch puis identifiées par spectrométrie de masse. Le projet sera ensuite centré sur l’étude in vitro de l’incidence de la S-nitrosation sur l’activité, voire la structure, de 2 ou 3 protéines d’intérêt (protéines de signalisation cellulaire en particulier). 

 

Aptitudes recherchées, conditions pratiques:

 

Aptitudes recherchées : compétences en signalisation cellulaire, en biochimie des protéines et plus généralement dans les études à l’échelle moléculaire.

 

Conditions pratiques : les travaux seront réalisés dans le pôle Interaction Plantes-Microorganismes de l’UMR Agroécologie du centre INRAE de Dijon (groupe de D. Wendehenne).

 

Références bibliographiques de l’équipe:

 

- Astier J., Rossi J., Chatelain P., Klinguer A., Besson-Bard A., Rosnoblet C., Jeandroz S., Nicolas-Francès V. and Wendehenne D. 2020. Nitric oxide production and signalling in algae. J. Exp. Bot., in press

 

- Gupta K.J., Kolbert Z., Durner J., Lindermayr C., Corpas F.J., Brouquisse R., Barroso J.B, Umbreen S., Palma J.M., Hancock J.T., Petrivalsky M., Wendehenne D. and Loake G. 2020. Regulating the regulator: nitric oxide control of post-translational modifications. New Phytol., in press 10.1111/nph.16622

 

- Astier J., Mounier A., Santolini J., Jeandroz S. and Wendehenne D. 2019. The evolution of nitric oxide signalling diverges between the animal and the green lineages. J. Exp. Bot, 70, 4355-4364.

 

- Santolini J., André F., Jeandroz S. and Wendehenne D. 2017. Nitric oxide synthase in plants: where do we stand? Nitric oxide 63, 30-38.

 

- Jeandroz S., Wipf D., Stuehr D., Lamattina L., Melkonian M., Tian Z., Zhu Y., Carpenter E. J., Wong G. K.-S. and Wendehenne D. 2016. Occurrence, structure, and evolution of Nitric Oxide Synthase–like proteins in the plant kingdom. Sci. Signal. 9, pp. re2.

 

 






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