Role du microbiote et des champignons mycorhiziens dans la performance du maïs en conditons de culture agroécologique à bas intrants // Role of microbiota and arbuscular mycorrhizal fungi in maize performance under low-input agroecological practices.

Pour assurer un développement et un rendement optimal des cultures, les plantes ont besoin de macro-éléments, en particulier d'azote. En raison de la disponibilité limitée de l'azote dans le sol, les agriculteurs fournissent généralement aux champs des engrais azotés qui peuvent représenter une source de pollution lorsqu'ils sont utilisés en excès.
Pour réduire les impacts négatifs de cette utilisation excessive d'engrais azotés, des alternatives agroécologiques doivent être envisagées. Parmi ces alternatives, l'exploitation des effets bénéfiques du microbiote végétal semble prometteuse et nécessite des travaux supplémentaires.
Dans ce projet, nous travaillerons sur le maïs, une espèce gourmande en azote, en utilisant un mutant incapable de s'associer aux champignons mycorhiziens à arbuscules (myc-, CMA), et en mettant en œuvre des approches de profilage du microbiome par métabarcoding pour décrypter le rôle des CMA dans le recrutement du microbiote racinaire du maïs. En outre, dans ce projet, les partenaires microbiens de la racine de maïs seront isolés, séquencés, caractérisés fonctionnellement et finalement assemblés en communautés microbiennes synthétiques (SynCom). Nous étudierons la composition des exsudats des racines de maïs en association ou non avec les CMA et nous testerons les molécules dérivées des exsudats pour leur effet sur le recrutement du microbiote. Enfin, les SynCom seront testés pour leur capacité à améliorer la germination des CMA, la croissance des hyphes et l'interaction avec le maïs.
En outre, nous analyserons l'effet des SynCom sur la nutrition et le développement du maïs dans des conditions de disponibilité limitée de l'azote, et la réponse de la plante aux SynCom sera suivie par une approche multiomique.
Ensemble, ces approches permettront de mieux comprendre comment les plantes recrutent et façonnent leur microbiote, et conduiront également à des stratégies alternatives visant à améliorer la nutrition et le développement du maïs dans des conditions de faible disponibilité en azote.
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To ensure optimal crop development and yield, plants require macro-elements, especially nitrogen. Due to the limited availability of nitrogen in soil, farmers usually provide fields with nitrogen fertilizers that can represent a source of pollution when used in excess.
To reduce the negative impacts of this excessive use of nitrogen fertilizers, agroecological alternatives need to be considered. Among these alternatives, exploiting the beneficial effects of plant microbiota appears promising and requires additional work.
In this project, we will work on maize, a species that is greedy for nitrogen, using a mutant unable to associate with arbuscular mycorrhizal fungi (myc-, AMF), namely castor, and implementing microbiome profiling approaches using metabarcoding to decipher the role of AMF in the recruitment of maize root microbiota. In addition, in this project, maize root microbial partners will be isolated, sequenced, functionally characterized and finally assembled into synthetic microbial communities (SynCom). We will investigate the composition of maize root exudates in association or not with AMF and test exudate-derived molecules for their effect on microbiota recruitment. Finally, the SynComs will be tested for their capacity to improve AMF germination, hyphal growth and interaction with maize. Moreover, we will analyze the effect of the SynComs on maize nutrition and development under limited nitrogen availability, and the plant response to the SynCom will be monitored by a multiomics approach.
Taken together, these approaches will help to better understand how plants recruit and shape their microbiota, and also lead to alternative strategies aiming to improve maize nutrition and development under low nitrogen availability.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Contrats ED : Programme blanc GS-BioSphERA

Université Paris-Saclay GS Biosphera - Biologie, Société, Ecologie & Environnement, Ressources, Agriculture & Alimentation

567 Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème

microbiologie, biologie/physiologie végétale, bioinformatique, analyses omiques
microbiology, plant biology/physiology, bioinformatics, (multi-)omics