Résumé
Les activités humaines ont profondément modifié les paysages, entraînant une simplification de la mosaïque paysagère et la diminution de la quantité d’éléments semi-naturels tels que les forêts, les haies ou les prairies permanentes. Pour de nombreuses espèces, le filtre paysager peut réduire considérablement la capacité des individus à persister dans une communauté en limitant leur dispersion. Mieux comprendre les effets des différentes composantes du paysage sur la biodiversité et en détecter les effets de seuil représente ainsi un défi majeur. L’effet des facteurs agissant à l’échelle du paysage a été largement étudié chez les macro-organismes mais très peu chez les micro-organismes. En effet, l’essentiel des travaux en écologie du paysage appliquée aux micro-organismes s’est tourné vers l’étude de certains pathogènes, et il est désormais important d’avoir une meilleure connaissance à l’échelle des communautés microbiennes dans leur ensemble. Comme de nombreuses plantes, les cultures sont associées à une large diversité de micro-organismes, qui assurent des fonctions écologiques essentielles liées à la nutrition, à la résistance aux stress environnementaux ou encore aux mécanismes de défense contre les agents pathogènes. Comprendre les facteurs qui influencent le microbiote des cultures constitue donc un enjeu clé pour favoriser la production et la santé des plantes.
Ce stage vise à analyser l’effet de l’hétérogénéité de composition et de configuration du paysage sur les microbiotes associés aux cultures (microbiotes rhizosphériques, associés aux racines et aux feuilles, données obtenues au cours de la thèse de J. Carpentier) pour deux espèces cultivées – le blé d’hiver et le colza. Nous avons sélectionné 100 parcelles pour chaque culture, situées dans différentes régions françaises (Est, Sud, Ouest), le long de gradients paysagers. Pour chacun de ces champs, des échantillons de sol, de rhizosphère, de racines et de feuilles ont été collectés afin d’en analyser la composition microbienne par des méthodes de biologies moléculaires. Nous cherchons maintenant à caractériser la structure paysagère – éventuellement dans le temps – pour chaque parcelle et à analyser l’effet de ces paramètres sur les assemblages microbiens du sol et associés aux cultures. Nous cherchons à tester plus spécifiquement 1/ dans quelle mesure l’hétérogénéité paysagère et la quantité d’habitats semi-naturels influencent la composition et accroissent la diversité microbienne, 2/ si ces effets sont plus marqués pour les assemblages microbiens associés aux feuilles qu’aux racines, en raison de la plus grande distance de dispersion des micro-organismes aériens, 3/ si ces effets sont observés avec un certain délai de réponse en raison du temps nécessaire à la dispersion des microbes.
Principales missions du stage
1/ caractériser la dynamique de la structure paysagère sur plusieurs années pour chaque parcelle échantillonnée à l’aide d’indices paysagers,
2/ analyser les données de séquençage afin d’obtenir des variables caractérisant la composition et la diversité microbiennes en mobilisant les outils statistiques les plus récents,
3/ quantifier l’effet de la structure paysagère dans le temps sur les micro-organismes associés aux deux espèces cultivées étudiées. Cette question pourra mobiliser des modèles intégrés (ex : équation structurelle).
Le stage se déroulera au sein du laboratoire ECOBIO (Université de Rennes), en collaboration étroite avec deux autres laboratoires de l’INRAE, incluant des séjours ponctuels dans ces laboratoires ainsi que des réunions régulières en visioconférence.
Nous recherchons un(e) étudiant(e) suivant un M2 d’écologie, ayant une bonne maitrise des outils statistiques et cartographiques, et intéressé(e) par l’analyse de gros jeux de données dans le contexte conceptuel de l’écologie des communautés. Des connaissances en écologie microbienne et/ou en écologie du paysage seraient utiles.
Encadrants : C. Mony, M-C. Bopp, S. Cordeau, C. Mougel
UMR ECOBIO, Université de Rennes (localisation du stage), UMR IGEPP, INRAE Rennes, UMR Agroécologie, INRAE Dijon
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