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Nos tutelles

   

Adaptation des Burkholderia aux Interactions avec les Plantes

Objectifs

L'objectif de l'équipe ABIP est d'étudier les frontières entre symbiose et pathogénie dans les interactions plantes-bactéries.

Depuis une vingtaine d’années, l’étude des mécanismes et programmes génétiques des bactéries pathogènes et mutualistes de plantes révèlent des spécificités à chaque type d'interactions, mais aussi des stratégies communes pour infecter les tissus et contourner les défenses de la plante. La frontière entre symbiose-commensalisme-pathogénie apparait ainsi de plus en plus ténue, laissant place à un continuum d'un extrême à l'autre. Les analogies entre symbiotes et pathogènes posent alors la question de l'existence réelles de barrières génétiques chez ces espèces bactériennes les empêchant de « switcher Â» d’un type d’interaction vers un autre.

Note équipe a choisi de se focaliser sur les espèces du genre Burkholderia qui ont colonisé tous les types de milieux et d’hôtes, et représentent un modèle d’adaptation des bactéries à différentes niches écologiques. Certaines espèces sont mutualistes alors que d'autres sont pathogènes de plantes, permettant une comparaison des adaptations d’espèces proches génétiquement, et évolutivement, à des interactions positives ou négatives avec des hôtes eucaryotes. 

Le genre Burkholderia représente donc un excellent modèle pour:

  • Etudier et comparer les adaptations à des interactions bénéfiques ou néfastes avec les plantes
  • Retracer les évènements évolutifs aboutissant à des espèces engagées dans des types d’interactions contrastés avec les plantes
  • Décrire les barrières génétiques et fonds génomiques adaptés à chaque type d’interaction.
  • Décrypter la réponse des plantes à des micro-organismes proches génétiquement mais orientés vers des types d'interaction contrastés

L'équipe ABIP a pour objectifs d'aborder ces différentes pistes de recherche chez les bactéries associées à deux plantes modèles, le riz (Oryza sativa ) et le blé tendre (Triticum aestivum ).

Notre équipe aborde également l'étude du microbiote associées aux racines du riz et du blé, pour comprendre quels paramètres structurent la composition de ces communautés (effets sols, génotype plante, etc), dans le but de sélectionner des micro-organismes ayant des effets d'augmentation de la croissance des plantes (comme des PGPB -pour Plant Growth Promoting Bacteria), ainsi qu'en biocontrôle des organismes phytopathogènes.

Programmes de Recherche

Le projet BURKADAPT (ANR 2019-2024)

Le projet BURKADAPT explore les frontières entre les différents états écologiques des espèces et souches Burkholderia (au sens large, incluant Paraburkholderia, Burkholderia et Caballeronia) et a pour objectif de découvrir les bases génétiques qui sous-tendent les différences entre mutualisme et pathogénicité chez différents hôtes (riz comme modèle plante, modèle symbiotique insecte-Riptortus et parasitiques-Galleria melonella, poisson zèbre comme modèle infectieux et lignée cellulaire de macrophage humains). À partir de ces connaissances fondamentales, le projet développera un outil de prédiction qui permettra d’évaluer rapidement si des souches potentiellement bénéfiques présentent un risque biologique ou non, de la par la présence ou l’absence de gènes marqueurs de pathogénicité. Ce projet associe ABIP (PI: Lionel Moulin), l'I2BC (équipe de Peter Mergaert, CNRS, Gif-sur-Yvette), l'INSERM (équipe de Annette Vergunst, Nîmes) et l'équipe de Léo Eberl (Université polytechnique de Zurich, Suisse). Notre équipe a entre autres la responsabilité de mener les approches RNAseq et Tn-seq sur le modèle riz. Actuellement un étudiant en thèse travaille sur les mécanismes des Burkholderia permettant l'infection et le contrôle/contournement des défenses du riz (Adrian Wallner).

Le projet BRIO: Etude des frontières entre symbiose et parasitisme dans les interactions Riz-Burkholderia 

Ce projet a pour objectif de caractériser les réponses du riz suite à des infections par des souches de (Para)Burkholderia phytobénéfiques ou phytopathogènes. Ces réponses sont mesurées au niveau physiologique (développement), d'expression des gènes de défense, d'approches globales RNAseq sur racines et feuilles, et de phénotype de biocontrôle lors d'infections par des pathogènes. Les questions de recherche abordées sont de comprendre comment le riz distingue les symbiotes des pathogènes parmi des espèces proches génétiquement. Actuellement un étudiant en thèse travaille sur cette thématique (Eoghan King)

Le projet MIC-CERES: Microbiome du blé

Le projet MIC-CERES, financé par les fondations Agropolis et Cariplo (2014-2017), avait pour objectif de caractériser les communautés microbiennes (bactéries et champignons) associées aux racines du blé tendre, ainsi que la réponse physiologique (développement) et moléculaire du blé (RNAseq, protéomique) à la colonisation par des champignons mycorhiziens et des bactéries phytobénéfiques. Un volet du projet a pour objectif la sélection de bactéries cultivables pour le développement de biostimulants et d'agents de biocontrôle des maladies du blé.

Epidémiologie de Burkholderia glumae

Ce projet vise à analyser les populations de Burkholderia glumae , responsable de la maladie des panicules du riz (panicle blight), et de développer des schémas de typage génétique pour permettre sa détection et mieux comprendre son émergence et sa propagation. Ce projet est mené en collaboration avec le CIAT (Colombie). Contact: Gilles Bena.

Biostimulants et Biocontrôle des nématodes parasitaires du riz au Cambodge

Ce nouveau projet (2018), en collaboration avec l'équipe NEFONEV de l'UMR, vise à utiliser des bactéries de type PGPR pour la lutte contre les nématodes à galle du riz. Ce projet est réalisé en collaboration avec différents partenaires au Cambodge (ITC, institut de Technologie du Cambodge, RUA, Université Royale d'Agronomie, UBB, Université de Battambang), le CIRAD (F. Tivet et M. Sesters de l'UPR AIDA) et l'UMR Eco&Sols (A. Brauman, E., Blanchart, L. Bernard) . Ce projet est soutenu par une bourse de thèse du ministère (Anne-Sophie Masson, co-dirigée par ABIP et NEFONEV), des fonds du CRP RICE, et par le financement d'une JEAI (Jeune équipe associée à l'IRD) financée par l'IRD (2019-2022) portée par Fidero Kuok et Lionel Moulin: HealthyRice. La JEAI HealthyRice porte sur l'étude de systèmes diversifiés de riziculture au Cambodge, pour promouvoir des approches agroécologiques sans intrants chimiques, et inclut l'analyse de la santé des sols, des plantes, et de la qualité du grain. La JEAI associe des chercheurs cambodgiens (ITC, RUA, UBB) et Français (IRD, CIRAD). Un site internet est dédié au projet: https://jeai-healthyrice.weebly.com/

Biostimulants de la croissance et agent de biocontrôle des maladies du riz

Ce projet est mené  en Afrique de l'Ouest (Burkina-Faso, Sénégal), en collaboration avec l'UCAD, l'ISRA, les LMI LAPSE et PathoBios, l'INERA, et l'AfricaRice, et a pour objectif d'identifier des microorganismes performants i) pour la stimulation de la croissance du riz dans les différents mode de riziculture (irrigué, pluvial, bas-fonds); ii) en lien avec une santé améliorée des plantes. Les expérimentations menées combinent des approches cultivables des microorganismes associés au riz et des analyses des microbiomes racinaires, en lien avec les symptômes observés au champ (maladies à Xanthomonas et RYMV, programme des équipes IPPS et EAVIR au Burkina-Faso). Agnieszka Klonowska, chercheur de l'équipe, est expatriée au Burkina-Faso pour développer cette thématique au LMI PathoBios.

Programmes symbiotiques des béta-rhizobia

Ce programme de recherche, financé par l'ANR BETASYM (2009-2012), visait à caractériser les espèces de béta-rhizobia (Burkholderia, Cupriavidus) symbiotiques des Mimosoideae, au niveau de leur diversité, de leurs traits symbiotiques (compétitivité, efficience), et de leur programmes symbiotiques, en comparaison avec les espèces de Rhizobium (alpha-rhizobia). Dernier article en date: Klonowska et al., 2018, BMC Genomics.

Principaux partenaires

Centres Internationaux
Europe
  • James Hutton Institute, UK (Euan James)
  • Université de Turin, Italie (Paola Bonfante)
  • Université de Ghent, Belgique (Peter Vandamme)
  • UMR Ecologie Microbienne, Villeurbanne, France (Florence Wisniewski-Dyé)
  • UMR LIPM, Castanet-Tolosan, France (Catherine Masson)
  • UMR BGPI, Montpellier, France (Elizabeth Fournier)
Afrique
  • Laboratoire Commun de Microbiologie de Dakar (LCM, Dakar, Sénégal), en partenariat avec LMI LAPSE: Diégane Diouf (UCAD), Abdala Diedhiou (UCAD) et laurent Laplaze (IRD)
  • Institut d'Agronomie pour la Recherche et le Développement (IRAD, Yaoundé, Cameroun): Eddy L. Ngonkeu Mangaptche (IRAD/Université de Yaoundé)
  • Faculté des Sciences (LMBM) - Université Mohammed V-Agdal, Rabat, Maroc (Abdelkarim FILALI-MALTOUF)
  • Laboratoire Mixte International PATHOBIOS, Ouagadougou et Bobo Dioulasso, Burkina-Faso
Amérique du Sud
  • EMBRAPA Agrobiologia, Séropédica, Brésil (Sergio de Faria)
  • EMBRAPA Soya, Londrina, Brésil (Mariangela Hungria)
Asie
  • LMI RICE2, Université des Sciences et Techniques de Hanoï (USTH), Agricultural Genomic Institute (AGI), Vietnam
  • Institut de Technologie du Cambodge (ITC), Phnom Penh, Cambodge
  • Université Royale d'Agriculture (RUA), Phnom Penh, Cambodge
  • Université de Battambang (UBB), Battambang, Cambodge