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Sujet de thèse ouvert au concours de l’école doctorale « Environnements-Santé » de l’Université Bourgogne Franche-Comté
Rôle des structures biogéniques dans l’évolution et la sélection artificielle des communautés microbiennes (MICROSTRUC)
Les microbiotes jouent un rôle central dans les agrosystèmes, en influençant les cycles biogéochimiques ainsi que la nutrition et la santé des plantes. La sélection artificielle de microbiotes émerge comme un champ de recherche innovant à l’interface de l’écologie, de l’évolution et des biotechnologies, offrant de nouvelles perspectives pour orienter durablement les fonctions des écosystèmes. L’objectif de la thèse est de mieux comprendre les mécanismes éco-évolutifs qui gouvernent leur dynamique.
La sélection artificielle de microbiotes peut conduire à des résultats inattendus, possiblement liés au fait que leur capacité à modifier leur environnement (construction de niche) est souvent négligée. Les microorganismes produisent des structures biogéniques (métabolites, biofilms, signaux chimiques) susceptibles d’influencer leur propre évolution. Ce projet explore l’hypothèse que la dynamique évolutive et la réponse à la sélection dépendent à la fois de la composition des microbiotes et des structures biogéniques transmises entre générations.
Les objectifs sont : (i) déterminer dans quelle mesure ces structures biogéniques modifient les trajectoires évolutives, (ii) évaluer si leur transfert améliore l’efficacité de la sélection, (iii) identifier les mécanismes sous-jacents aux niveaux écologique et évolutif.
La thèse reposera sur une approche expérimentale combinant écologie microbienne, évolution expérimentale et approches omiques. Des microbiotes seront étudiés sur plusieurs générations en conditions contrôlées, avec manipulation indépendante des microorganismes et des structures biogéniques. Une seconde expérimentation portera sur la sélection artificielle basée sur la production de biomasse. Une double approche sera mise en œuvre : (i) un système modèle simplifié (Escherichia coli) et (ii) des microbiotes de sols complexes intégrant des interactions écologiques réalistes. Les analyses incluront séquençage (génomique, 16S/18S), métabolomique et mesures fonctionnelles (croissance, respiration, biomasse).
Le sujet étant pluridisciplinaire, la candidate ou le candidat devra avoir des connaissances en microbiologie, écologie, évolution et/ou chimie. Un intérêt pour l’expérimentation, l’analyse de données (R ou équivalent) et les approches interdisciplinaires est recommandé.
La thèse se déroulera à l’INRAE de Dijon, au sein de l’UMR Agroécologie (pôle MICSOL, équipe Holobionte), avec accès à des plateformes analytiques de pointe (séquençage, bioinformatique, métabolomique).
Pour plus d’informations et candidater, contacter Dominique Garmyn (Garmyn@u-bourgogne.fr ) et Manuel Blouin (manuel.blouin@agrosupdijon.fr )
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PhD position open to the competition of the “Environments-Health” doctoral school of the University of Bourgogne Franche-Comté
Role of biogenic structures in the evolution and artificial selection of microbial communities (MICROSTRUC)
Microbiota influence biogeochemical cycles as well as plant nutrition and health. Artificial selection of microbiota is emerging as an innovative research field at the interface of ecology, evolution, and biotechnology, offering new opportunities to sustainably steer ecosystem functions. The objective of this PhD project is to better understand the eco-evolutionary mechanisms that drive their dynamics.
Artificial selection of microbiota can lead to unexpected outcomes, possibly because their ability to modify their environment (niche construction) is often overlooked. Microorganisms produce biogenic structures (metabolites, biofilms, signaling molecules) that may influence their own evolution. This project explores the hypothesis that microbiota evolutionary dynamics and response to selection depend not only on community composition but also on biogenic structures transmitted across generations.
The main objectives are: (i) to determine how these biogenic structures shape evolutionary trajectories, (ii) to assess whether their transfer enhances selection efficiency, and (iii) to identify the underlying ecological and evolutionary mechanisms.
The PhD will rely on an experimental approach combining microbial ecology, experimental evolution, and omics. Microbiomes will be studied over multiple generations under controlled conditions, with independent manipulation of microorganisms and biogenic structures. A second experiment will focus on artificial selection based on biomass production. A dual approach will be implemented: (i) a simplified model system (Escherichia coli), and (ii) complex soil microbiomes incorporating realistic ecological interactions. Analyses will include sequencing (genomics, 16S/18S), metabolomics, and functional measurements (growth, respiration, biomass).
Given the interdisciplinary nature of the project, the candidate should have a background in microbiology, ecology, evolution, and/or chemistry. Interest in experimental work, data analysis (R or equivalent), and interdisciplinary approaches is recommended.
The PhD will take place at INRAE Dijon, within UMR Agroécologie (MICSOL platform, Holobiont team), with access to state-of-the-art analytical platforms (sequencing, bioinformatics, metabolomics).
For more information and application, please contact Dominique Garmyn (Garmyn@u-bourgogne.fr ) and Manuel Blouin (manuel.blouin@agrosupdijon.fr ).
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