proposition sujet master 2015-2016

PROPOSITION SUJET MASTER 2015-2016
TITRE : Impact sur le métabolome du maïs de gènes contribuant à la
phytostimulation chez la bactérie rhizosphérique (PGPR) Pseudomonas
fluorescens F113
Maître de stage :
Nom, Prénom, Qualité : Pr LEGENDRE Laurent
Bâtiment Forel, campus de La Doua, 69622 Villeurbanne
Adresse email : [email protected]r
Co-encadrants :
Nom, Prénom, Qualité : Dr Claire PRIGENT-COMBARET
Nom du laboratoire d’accueil :
UMR CNRS 5557 Ecologie Microbienne (équipe Rhizosphère)
Responsable : Pr MOËNNE-LOCCOZ Yvan
Adresse et téléphone : Université Claude Bernard Lyon 1
43, Boulevard du 11 Novembre 1918
69622 VILLEURBANNE CEDEX
Tel : [phone]
Nom du candidat éventuellement proposé : -
S'il n'est pas retenu, acceptez-vous un autre candidat ? Oui - Non

Sujet (objectif, démarche et technique, collaboration(s),...) :
Introduction : Les bactéries rhizosphériques stimulatrices de croissance (PGPR) constituent un
groupe particulièrement intéressant de bactéries telluriques car elles réalisent des symbioses
associatives avec de nombreuses espèces végétales dont les principales céréales comme le maïs,
le blé et le riz. Leurs nombreuses activités phytobénéfiques permettent notamment de stimuler le
développement du système racinaire (conduisant à une meilleure exploration des ressources en
eau et en minéraux du sol) et d’améliorer la résistance de la plante à des stress abiotique
(sécheresse, froid) et biotique (pathogène).
Pseudomonas fluorescens F113 est une souche de bactérie PGPR de référence car un grand
nombre de gènes potentiellement impliqués dans une relation bénéfique avec la plante y ont été
identifiés. Dans une approche globale d'analyse de ces gènes par génomique fonctionnelle,
plusieurs mutants (simples et multiples) ont été récemment construits. Les phénotypes de ces
mutants ont été analysés tant au niveau de leur impact sur la croissance du partenaire végétal
(maïs) que sur l'expression de ces gènes entre eux. L'impact de ces mutations sur le métabolisme
de la plante hôte n'a cependant pas encore été analysé.
Hypothèse: Nous faisons l'hypothèse que les gènes phytobénéfiques des PGPR améliorent la
croissance, la nutrition et la tolérance aux stress des plantes via des modifications du métabolome
des racines, des feuilles et du xylème (sève montante).
Objectif: Le but de cette étude est donc de déterminer les modifications induites par des
mutations de 4 gènes phytobénéfiques de la bactérie PGPR P. fluorescens F113 sur 102
métabolites des racines, feuilles et xylème du maïs (métabolisme primaire végétal) et les
métabolites microbiens affectés par les gènes de l’étude et présents dans l’hôte végétal.
Méthodologie: Des mutants de P. fluorescens F113 et des méthodologies d'analyse du
métabolome végétal déjà disponibles dans l'équipe seront utilisés pour cette étude.
Des mutants simples de 4 gènes phytobénéfiques seront d'abord analysés: 1/ désamination de
l’ACC (acdS) pour réduire la teneur en ACC du végétal, une substance précurseur biosynthétique
de l'hormone végétale éthylène, 2/ production de DAPG (phlD), une substance microbienne
antibiotique et stimulatrice des défenses végétales (ISR), 3/ solubilisation du phosphate (gcd)
pour une meilleure nutrition végétale et 4/ production de l'hormone végétale NO (nirS). Des
mutants doubles, ou quadruples seront ensuite analysés.
Les métabolites du xylème et des tissus racinaires, et foliaires, seront respectivement
extraits par une chambre de Scholander et par extraction solvant sur des plantules similaires à
celles décrite précédemment. Un total de 102 métabolites primaires et les métabolites microbiens
éventuellement synthétisés par les gènes phytobénéfiques de l'étude seront quantifiés suite à une
analyse par GC-MS/MS.
Collaborations UMR 5557, Equipe 3
Nom, Prénom, Qualité : Dr Daniel MULLER
Nom, Prénom, Qualité : Pr Gilles COMTE
Collaboration UMR 5557, Equipe 5
Nom, Prénom, Qualité : Dr Sonia CZARNES