Fonctions, transmission et émission du microbiote de la canopée.

Abstract

Les arbres interagissent avec des communautés microbiennes diversifiées qui influencent leur fitness et le fonctionnement des écosystèmes terrestres. Contrairement aux micro-organismes associés aux racines et au sol, les micro-organismes qui colonisent la canopée forestière sont encore mal connus. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les fonctions des micro-organismes associés aux parties aériennes des arbres (feuilles, tiges, graines) ainsi que leur dynamique de transmission verticale (de l’arbre à ses descendants) et horizontale (émission de l’arbre vers l’atmosphère), en combinant des analyses d’écologie moléculaire et d’écophysiologie végétale. Le premier chapitre [P1] montre une stratification verticale des communautés fongiques et bactériennes foliaires au sein de la canopée du hêtre (Fagus sylvatica). Cette stratification est plus marquée chez les micro-organismes épiphytes que chez les endophytes, elle s’atténue au cours de la saison végétative chez les bactéries et semble être liée à la morphologie plutôt qu’à la physiologie foliaire. La stratification verticale des fonctions microbiennes est en cours d’analyse. Le deuxième chapitre [P2] met en évidence la présence de champignons dans les tissus internes des glands du chêne sessile (Quercus petraea), y compris l’embryon, suggérant que le microbiote peut être transmis verticalement de l’arbre mère à ses descendants et influencer la régénération forestière. Les glands contiennent en particulier plusieurs espèces de champignons pathogènes, en association avec leurs mycoparasites. Ces communautés fongiques varient significativement en fonction de l’arbre mère et de la population de chêne. Enfin, le troisième chapitre [P3] teste un prototype de mesure des flux d’émissions bactériennes au-dessus des couverts végétaux. Il montre que la moitié des espèces capturées dans l’atmosphère est présente sur la surface des feuilles et suggère que la composition des bioaérosols est fortement influencée par la plante cultivée dominante localement, la vigne (Vitis Vinifera). Des mesures complémentaires, incluant une plus large gamme d’habitats forestiers et non-forestiers, devront être réalisées pour mieux cerner l’origine des émissions, qui sont connues pour influencer le cycle de l’eau. Cette thèse apporte donc des éléments pour modéliser la dynamique et l’évolution du système arbre-microbiote-atmosphère, qu’il conviendra de renforcer et d’intégrer aux connaissances sur le système sol afin de répondre aux défis posés par le changement climatique