Microbiologie du Sol : Diversité et Cycles Biogéochimiques

MICROBIOLOGIE DE SOL
Importance de la diversité microbienne:
La diversité microbienne du sol est essentielle pour assurer la fertilité des sols, la stabilité des
écosystèmes, le recyclage des éléments nutritifs et la résilience face aux perturbations
environnementales.
Écosystème :
Un écosystème est un système limité dans l’espace, constitué de l’ensemble des êtres vivants qui s’y
trouvent ainsi que de l’ensemble des conditions physiques, chimiques et bioclimatiques qui les entourent.
Écosystème terrestre :
Un écosystème terrestre est un système écologique complexe qui englobe les interactions entre les êtres
vivants, leur habitat physique et les facteurs abiotiques, dans une région géographique donnée. Sol :
Le sol est un produit de l’altération et de la transformation de la couche superficielle de la croûte terrestre,
résultant de processus géologiques, biologiques et climatiques.
Diversité génétique:
La diversité génétique correspond à la variabilité des gènes au sein d’une même espèce microbienne,
permettant l’adaptation aux conditions environnementales changeantes.
Diversité taxonomique:
La diversité taxonomique désigne la variété des espèces microbiennes présentes dans un milieu donné.
Diversité fonctionnelle:
La diversité fonctionnelle représente la variété des fonctions biologiques assurées par les
microorganismes dans un écosystème.
Diversité alpha:
La diversité alpha correspond à la diversité microbienne à l’intérieur d’un même site ou d’un même
échantillon.
Diversité beta:
La diversité beta représente la différence de composition microbienne entre plusieurs sites ou
échantillons.
PCR:
La PCR est une technique de biologie moléculaire permettant l’amplification spécifique d’un fragment
d’ADN.

qPCR:
La qPCR permet l’amplification et la quantification en temps réel de l’ADN.
qRT-PCR:
La qRT-PCR permet la quantification de l’expression génique à partir de l’ARN, après transcription inverse
en ADNc.
PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria):
Les PGPR sont des bactéries de la rhizosphère capables de stimuler la croissance des plantes par différents
mécanismes biologiques.
PRR (Pattern Recognition Receptors) :
Les PRR sont des récepteurs présents chez les plantes permettant la reconnaissance des micro-organismes
et l’activation des défenses végétales.
NPRT (Nitrate Transporters) :
Les NPRT sont des protéines responsables du transport et de l’absorption des nitrates par les plantes.
ACCD (ACC déaminase) :
L’ACC déaminase est une enzyme produite par certaines bactéries qui réduit la production d’éthylène,
limitant ainsi le stress des plantes.
ARDRA :
Technique de fingerprinting basée sur l’amplification par PCR de l’ADN ribosomique, suivie d’une
digestion par des enzymes de restriction afin de comparer la diversité microbienne.
T-RFLP :
Méthode moléculaire qui combine PCR, marquage fluorescent et digestion enzymatique pour analyser la
structure et la diversité des communautés microbiennes.
DGGE :
Technique d’électrophorèse permettant de séparer des fragments d’ADN de même taille selon leurs
différences de séquence afin d’étudier la diversité microbienne.
ARISA :
Méthode de fingerprinting basée sur l’amplification de la région intergénique ribosomique, utilisée pour
comparer la diversité des communautés microbiennes.
Étapes communes de (ARDRA, T-RFLP, DGGE, ARISA):
1. Échantillonnage du sol ou du milieu étudié
2. Extraction de l’ADN total à partir de l’échantillon
3. Amplification par PCR d’un gène cible (16S rRNA, ITS…)

4. Séparation des fragments d’ADN (électrophorèse sur gel ou capillaire)
5. Obtention d’une empreinte moléculaire (fingerprint)
6. Analyse et comparaison des profils pour étudier la diversité microbienne
Resume :
ARDRA, T-RFLP, DGGE et ARISA reposent sur l’extraction de l’ADN, son amplification par PCR, la
séparation des fragments et l’analyse des profils d’empreintes moléculaires.
Cycle du carbone (C):
:
Carbone organique:  H, N, P, S
Carbone inorganique: CO₂, CaCO₃ -organismes:
Décomposition de la matière organique
Minéralisation CO₂
Formation de l’humus
:
.
₂CO  
Cycle de l’azote (N)
:
N₂ ()
NH₄⁺ (ammonium)
NO₃⁻ (nitrate)
Azote organique
:
Fixation: N₂ NH₄⁺ (Rhizobium – nitrogénase)
Ammonification (minéralisation): Show N organique NH₄⁺
Nitrification: NH₄⁺ NO₂⁻ NO₃⁻
Immobilisation: N minéral N organique
Dénitrification: NO₃⁻ N₂ ()
:
 📌
.
Cycle du soufre (S):
:
Soufre organique: ، sulfonates Soufre
minéral:
SO₄²⁻ (sulfate) ← 
H₂S (sulfure d’hydrogène)
:
Minéralisation: S organique SO₄²⁻

Réduction: SO₄²⁻ H₂S ()
Oxydation: H₂S S SO₄²⁻
:
 📌
.
Cycle du phosphore
(P):
:
 ❌
:
( )Roche mère
: Phosphore minéral: PO₄³⁻ (
 ) Phosphore organique: ، 
humus -organismes:
Minéralisation: P organique PO₄³⁻
Solubilisation:  بئاذ
Immobilisation: PO₄³⁻ P organique
:
 📌
.