Contexte scientifique – Les processus de succession végétale sont très largement documentés, mais les patrons de succession au sein des communautés microbiennes associées ont reçu relativement peu d’attention. Les plantes constituent des micro-habitats pour une grande diversité de microorganismes, qui offrent des bénéfices significatifs à leurs hôtes. Jusqu’à présent, la succession microbienne chez les plantes a été principalement étudiée dans la rhizosphère et la phyllosphère, où la structure des communautés est initialement déterminée par des processus stochastiques. Outre la transmission horizontale des microorganismes depuis l’environnement, une partie du microbiote associé aux plantes est également transmise verticalement, directement des parents à la descendance via les graines. Par nature, ce microbiote hérité peut être sélectionné et transmis au fil des générations, apportant des bénéfices durables et essentiels à la plante hôte. Cependant, la contribution des endophytes transmis par les graines reste encore mal connue au cours du temps, en particulier lorsque le microbiote issu de l’environnement externe colonise également le jeune plant, entraînant des modifications de la structure des communautés microbiennes au cours de l’ontogénie.
Dans le projet ENDOSHIFT, nous avons exploré les patrons de succession microbienne au cours de l’ontogénie d’Aechmea mertensii (Broméliacée) et la manière dont les conditions environnementales influencent l’assemblage et la dynamique de ces communautés. Pour ce faire, nous avons mis en place une expérience en serre afin de détailler la dynamique de succession microbienne dans l’endosphère racinaire et foliaire, tout au long de l’ontogénie des plantes. Des graines issues d’une seule plante-mère ont été semées dans deux types de sol et soumises à deux régimes d’apport en eau. Les différents compartiments de la plante ont été échantillonnés à 10 moments distincts sur une période de 120 jours. Les traits foliaires et racinaires ont été mesurés pour caractériser le phénotype végétal, tandis que la composition du microbiote (bactérien et fongique) a été caractérisée par métabarcoding.
L’objectif de ce stage est d’étudier les dynamiques de succession du microbiote, de déterminer si elles diffèrent entre les tissus aériens et souterrains et d’évaluer dans quelle mesure les conditions environnementales modulent la composition de ce microbiote. Il s’agira d’analyser 2 jeux de données de métabarcoding (16S bactérien et ITS2 fongique) pour caractériser les microorganismes présents dans les feuilles et les racines des plantes. L’étude permettra (1) d’avoir une vision plus précise de la diversité des microorganismes associés aux feuilles et aux racines ainsi que leur dynamique d’assemblage au cours de l’ontogénie, et (2) de déterminer le rôle de l’environnement biotique et abiotique sur cette dynamique.
Méthodes :
– Recherche bibliographique sur les microorganismes associés aux plantes, leur rôle vis-à-vis de l’hôte, et les processus d’assemblage des communautés microbiennes.
– Utilisation d’outils bioinformatiques pour analyser les résultats de séquençage ADN à haut débit.
– Analyses des différents groupes fonctionnels de ces microorganismes via des bases de données pour les microorganismes bactériens (e.g., photoautotrophes, méthanotrophes, bactéries dénitrifiantes) et fongiques (e.g., saprotrophes, pathogènes, symbiotrophes).
– Analyse biostatistique afin de déterminer la dynamique de succession microbienne, les processus d’assemblage et les effets de l’environnement abiotique (fertilité du sol et conditions d’arrosage) et biotique (traits foliaires et racinaires) sur la structure des communautés microbiennes.
– Rédaction du rapport de stage.
Compétences souhaitées :
– Etudiant.e en Master 2 Bioinformatique ou Génomique environnementale
– Etre à l’aise avec les environnements Unix, expérience d’utilisation d’un cluster de calcul partagé appréciée
– Maîtrise du logiciel R pour la réalisation des analyses exploratoires et biostatistiques
– Notion de base des méthodes liées à l’ADNe et la biodiversité
– Capacité d’analyse et de rédaction
– Capacité à travailler en équipe multidisciplinaire et de façon autonome
– Rigueur, ouverture d’esprit, initiative
Conditions matérielles : Gratification mensuelle conformément à la législation en vigueur (~570 €/mois)
Modalités des candidatures :
Merci de faire parvenir un CV et une lettre de motivation à anne-sophie.benoiston@utoulouse.fr et celine.leroy@ird.fr. Les candidat.e.s retenu.e.s sur dossier se verront fixer une audition par visioconférence.
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