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Rôles des composés chimiques exsudés par les racines dans les interactions biotiques plante-sol.

ABG-77092 Sujet de Thèse
16/04/2018 < 25 K€ brut annuel
ECODIV et SMS, université de Rouen
Rouen - Normandie - France
Rôles des composés chimiques exsudés par les racines dans les interactions biotiques plante-sol.
  • Biologie
  • Chimie
  • Ecologie, environnement
Ecologie chimique, composés allélopathiques, exsudats racinaires, GCxGC-HRMS, interactions plante-sol, faune du sol, microorganismes, changements globaux, invasions biologiques.

Description

Les interactions entre les compartiments épigés (plantes) et endogés (sol) sont une composante essentielle à la régulation de cycles biogéochimiques (C, N etc...) et de processus écosystémiques (Wardle et al. 2004; Bardgett et al. 2005). Récemment, le rôle des parties souterraines des plantes, les racines, s'est révélé très important dans la compréhension de ces interactions et processus. En effet, en plus d'offrir une ressource trophique directe pour les rhizophages ou un habitat pour d'autres organismes, les racines au travers de leurs exsudats, semblent modeler les assemblages biotiques endogés.  En plus de son rôle dans la défense des plantes, dans la compétition, et dans  l'attraction de symbiontes, l'exsudation racinaire contribuerait aux patrons d'organisation spatiale à petite échelle (mm à cm) des communautés microbiennes et fongiques du sol. De récents travaux ont notamment montré un temps de transfert extrêmement rapide du C produit par photosynthèse et son incorporation au sein des réseaux trophiques du sol (quelques heures en prairie et quelques jours en forêt). La moitié de ce C photosynthétique peut être perdu par la respiration du sol en quelques heures ou jours, montrant ainsi l'importance des exsudats dans la régulation dynamique des communautés du sol.

Bien que théorisé, peu d'études se sont appliquées à explorer le rôle des exsudats sur les propriétés physiques et chimiques du sol, et en particulier sur la faune du sol. La majorité de ces interactions plante-faune du sol via les exsudats se font sous forme de signaux chimiques difficiles à capturer et à analyser. Ceci explique en grande partie le faible nombre d'études empiriques sur ce sujet. Un des objectifs majeurs de ce projet de thèse sera donc de lever les verrous technologiques liés à la récupération et surtout à la caractérisation des exsudats. Cette thèse s'appuie donc sur une forte collaboration et encadrement du doctorant par un laboratoire en écologie (laboratoire Ecodiv) et un laboratoire en chimie (laboratoire SMS) de l'Université de Rouen Normandie. En particulier, l'utilisation d'un chromatographe bidimensionnel couplé à un spectromètre de masse haute résolution permettra le screening de molécules inconnues dans différents échantillons ainsi que leur analyse quantitative avec une sensibilité correcte. Cette technique chromatographique devrait lever ce verrou méthodologique et conduire à identifier les molécules ayant des impacts sur la biodiversité.

Par ailleurs, ce projet s'inscrit dans un cadre conceptuel particulier qui est celui des changements globaux dont les invasions biologiques. En effet un des modes d’action des invasions biologiques par les plantes est la sécrétion de molécules allélopathiques qui inhibent le développement d'autres plantes (« novel weapons hypothesis » ; Callaway & Ridenour 2004). Ces invasions biologiques représentent une problématique environnementale mondiale majeure y compris en Normandie. Elles sont la deuxième cause d’appauvrissement de la biodiversité à l'échelle du globe.  A l’heure actuelle seule une petite diversité des molécules à caractère allélopathique est connue et empêche de progresser sur la compréhension fine des mécanismes d'invasions biologiques.

Nature du financement

Contrat doctoral

Précisions sur le financement

Présentation établissement et labo d'accueil

ECODIV et SMS, université de Rouen

Laboratoires d'accueil et encadrement de la thèse :

- Laboratoire ECODIV (Laboratoire spécialiste de l'interface sol/végétation : étude et compréhension de la diversité) - EA 1293 / URA IRSTEA Université de Rouen

Dr. Estelle Forey -  Dr. Laurent Mignot - Pr. Matthieu Chauvat

- Laboratoire SMS ( Chimie : Spécialiste des Sciences Séparatives par CRISTALLISATION ou par CHROMATOGRAPHIE) - EA 3233  Université de Rouen

Dr. Valérie Agasse - Pr. Pascal Cardinael

Profil du candidat

Le candidat devra avoir une formation de base en Ecologie, avec une bonne connaissance d'un ou des groupes d'organismes du sol (microflore, microfaune  mésofaune, macrofaune). Des connaissances en écophysiologie végétale sont les bienvenues. Le candidat devra également posséder des connaissances dans le domaine de la chimie analytique et plus particulièrement en sciences séparatives et spectrométrie de masse. La maitrise des analyses statistiques et du logiciel R est un prérequis pour cette thèse. Enfin, une maitrise de l’anglais parlé et écrit sera un atout supplémentaire pour le choix du candidat.

Date limite de candidature

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