Sujet de thèse (english version below)
Amélioration de l’absorption de l’azote chez le maïs par sélection artificielle du microbiote rhizosphérique
L’objectif appliqué de la thèse est de contribuer au développement d’une agriculture durable en réduisant la dépendance aux engrais azotés de synthèse, tout en maintenant des rendements élevés. L’azote constitue un facteur limitant majeur pour la production agricole, mais son utilisation excessive engendre des impacts environnementaux importants, notamment des émissions de gaz à effet de serre et des perturbations des cycles biogéochimiques. Une voie innovante consiste à mobiliser les interactions entre plantes et microbiotes du sol afin d’optimiser l’utilisation de l’azote par les cultures.
Le projet de thèse s’inscrit dans le cadre du projet international DARWIN, qui vise à déterminer si la sélection artificielle de communautés microbiennes de la rhizosphère peut améliorer l’absorption d’azote par les plantes, indépendamment de la sélection génétique des plantes elles-mêmes.
Les objectifs fondamentaux de la thèse sont :
(i) de déterminer si le microbiote rhizosphérique contribue aux différences d’absorption d’azote observées entre génotypes de maïs issus d’un programme de sélection à long terme,
(ii) d’évaluer si la sélection artificielle de microbiotes peut modifier le phénotype des plantes (teneur en azote foliaire) indépendamment de la sélection végétale,
(iii) d’identifier les mécanismes impliqués dans ces effets, en particulier les processus microbiens du cycle de l’azote (fixation, nitrification, dénitrification),
(iv) d’analyser la stabilité des effets du microbiote sélectionné dans des sols contrastés.
La thèse reposera sur une approche expérimentale multigénérationnelle de sélection artificielle de microbiotes rhizosphériques associée à des plantes de maïs. Des mesures de phénotypage à haut débit (plateforme 4PMI), des analyses de biologie moléculaire (qPCR, métabarcoding) et des mesures de flux d’azote permettront de caractériser les interactions plante-microbiote.
Le projet permettra d’explorer une piste centrale pour l’agroécologie : la possibilité d’améliorer un même trait agronomique soit par la sélection des plantes, soit par celle de leur microbiote.
Le sujet étant pluridisciplinaire, la candidate ou le candidat devra avoir des connaissances dans une ou plusieurs des disciplines suivantes : biologie végétale, microbiologie, écologie, biogéochimie et évolution. Un intérêt pour l’expérimentation, la biologie moléculaire et l’analyse de données est fortement recommandé.
La thèse se déroulera à l’INRAE de Dijon, au sein de l’UMR Agroécologie, en collaboration avec l’UMR Biogéosciences et l’Université de l’Illinois (USA). Elle impliquera l’utilisation de plateformes expérimentales et analytiques de pointe (phénotypage, isotopie, génomique).
Pour plus d’informations et candidater, contacter : manuel.blouin@agrosupdijon.fr
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PhD position
Improving nitrogen uptake in maize through artificial selection of rhizosphere microbiota
The applied objective of this PhD project is to contribute to the development of sustainable agriculture by reducing reliance on synthetic nitrogen fertilizers while maintaining crop productivity. Nitrogen is a key limiting factor for plant growth, yet its excessive use leads to major environmental impacts, including greenhouse gas emissions and disruption of global biogeochemical cycles.
This PhD is part of the international DARWIN project, which aims to test whether artificial selection of rhizosphere microbial communities can enhance plant nitrogen uptake independently of plant genetic selection.
The main objectives are:
(i) to assess the contribution of rhizosphere microbiota to nitrogen uptake differences between maize genotypes derived from a long-term selection experiment,
(ii) to determine whether artificial selection of microbiota can modify plant phenotype (leaf nitrogen content) independently of plant breeding,
(iii) to identify the microbial mechanisms involved, particularly nitrogen cycling processes (fixation, nitrification, denitrification),
(iv) to evaluate the stability of microbiota effects across contrasting soil types.
The PhD project will rely on a multigenerational experimental approach involving the artificial selection of rhizosphere microbiota associated with maize plants. High-throughput phenotyping (4PMI platform), molecular biology analyses (qPCR, metabarcoding), and nitrogen flux measurements will be used to characterize plant–microbiota interactions.
The project will explore a key avenue in agroecology: the possibility of improving the same agronomic trait either through plant breeding or through microbiota selection.
Given the interdisciplinary nature of the project, the candidate should have knowledge in one or more of the following fields: plant biology, microbiology, ecology, biogeochemistry, and evolution. A strong interest in experimental work, molecular biology, and data analysis is highly recommended.
The PhD will take place at INRAE Dijon, within the UMR Agroécologie, in collaboration with UMR Biogéosciences and the University of Illinois (USA). It will involve the use of state-of-the-art experimental and analytical platforms (phenotyping, isotopic analyses, genomics).
For more information and application, please contact: manuel.blouin@agrosupdijon.fr
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