Thèse Symbiose « Aulne - Frankia » Immunité Microbiome et Résistante à la Maladie H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1 École doctorale : E2M2 - Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation Laboratoire de recherche : LEM - ÉCOLOGIE MICROBIENNE Direction de la thèse : Hasna BOUBAKRI ORCID 0000000159116153 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-09T23:59:59 L'enjeu de ce projet est d'évaluer le rôle de l'association symbiotique Aulne-Frankia dans le recrutement du microbiote racinaire et dans la réponse à l'attaque par un agent phytopathogène, Phytophthora alni. L'aulne glutineux (Alnus glutinosa) forme une symbiose racinaire avec une bactérie fixatrice d'azote Frankia. Des prélèvements de racines d'arbres symptomatiques et non-symptomatiques permettront de caractériser les microbiotes racinaires (en particulier les champignons mycorhiziens à arbuscules). Des expériences en conditions contrôlées nous permettront d'évaluer l'effet de la souche de Frankia dans le recrutement du microbiote racinaire et dans la résistance à la maladie. Des analyses physiologiques et multiomiques seront menées pour décortiquer les mécanismes moléculaires impliqués dans la réponse de la plante à un pathogène. Les zones ripariennes constituent un corridor d'arbres, d'arbustes et d'herbes poussant le long des cours d'eau et formant des zones tampons cruciales entre les environnements terrestres et aquatiques. Elles offrent un certain nombre d'avantages, tels que la formation de puits de carbone, de filtres à divers polluants ou un refuge pour la faune locale (amphibiens, insectes, oiseaux...) ou encore de protection des terres cultivées (Castellano et al 2022). Les arbres, qui contribuent considérablement à ces services écosystémiques, ont subi une mortalité de 80 % en 10 ans (sécheresse, inondations, maladies, incendies...), selon l'Institut Géographique National (IGN). Un des défis majeurs est de freiner l'effondrement de cette biodiversité via le maintien et la restauration des arbres dans nos forêts. Dans ces zones ripariennes européennes, l'aulne glutineux (Alnus glutinosa) est une des espèces ligneuses les plus communes mais la seule à porter une fonction unique dans la fertilité des sols par sa capacité à fixer l'azote atmosphérique. En effet, l'aulne forme une interaction symbiotique (à l'intérieur de nodosités racinaires) avec une bactérie fixatrice d'azote, Frankia, permettant un apport considérable d'azote dans les sols ( 100 kg de N ha-1 an-1). Or, depuis quelques années, 20 à 50 % de ces aulnes sont décimés dans nos forêts européennes due à la propagation d'un agent phytopathogène, Phytophthora alni (Thoirain et al 2007). En effet, cet oomycète attaque les racines et cause des nécroses au niveau du collet (Claessens 2003). Sa propagation s'accentue avec les changements climatiques (Contreras-Cornejo et al 2023). L'enjeu de ce projet est d'évaluer le rôle de l'association « arbre-symbionte » sur le recrutement du microbiote bénéfique associé, d'en décortiquer les mécanismes moléculaires pour caractériser les fonctions impliquées dans les mécanismes de résistance ou de sensibilité à la maladie
Compte tenu de sa relation étroite et de sa prévalence avec la plante hôte, Frankia pourrait être le principal acteur microbien contre la maladie. Ce symbiote établit des relations nutritionnelles avec les aulnes, dont l'efficacité de la fixation d'azote (Cotin-Galvan et al 2016) et l'activation de la réponse immunitaire (Vincent et al 2023, Vincent et al 2025) dépendent de la souche, et notamment au travers de la production de peptides antimicrobiens (Carro et al 2015, Gasser et al 2022, Gasser et al 2023). En outre, la présence de Frankia peut influencer la diversité des ectomycorhizes dans les racines d'aulne (Ardanuy et al 2021, Schwob et al 2017).
L'objectif est de combiner une étude écologique et fonctionnelle de la symbiose, en appréhendant les interactions multipartites, pour comprendre le rôle du complexe symbiotique « Aulne-Frankia » sur la biodiversité du microbiome et par conséquent sur la santé de la plante.