Colonisation racinaire de peupliers par des endophytes bactériens et fongiques et évaluation de leurs activités métaboliques par RNAseq en présence de phénanthrène

Master

English. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are persistent contaminants in the environment, with known harmful effects on the environment and human health. One solution for rehabilitating PAHcontaminated soils is phytoremediation, thanks to the multiple enzymatic activities of plants and associated microorganisms. Endophytes, developing inside plant cells, can carry out PGP activities that enable the plant to achieve better growth and resistance to contaminants. Some can also biodegrade PAHs. The first objective of my internship was to verify, using confocal microscopy, the colonization of poplar roots by the bacterium Pseudomonas sp. BR20 and the fungus Cadophora luteo-olivacea CR29 isolated from the soil of a coking factory. Transcriptomic analyses of these endophytes were carried out to compare genes over- and underexpressed in the presence of phenanthrene (PHE) in their culture media but also in planta. Morphological measurements of poplars in the presence or absence of PHE and CR29 were carried out to highlight the PGP activities of the fungus. The BR20 bacterium colonizes poplar roots to a limited extent, whereas the CR29 fungus is present in and around the roots, in the intercellular spaces. In the presence of PHE in its culture medium, BR20 increases transcription of genes responsible for defense mechanisms, notably ABC transporters. For the CR29 fungus, 16 genes are differentially expressed in the presence of PHE. For morphological measurements, differences (epidermal flavonols and surface chlorophyll content) and trends seem to suggest possible PGP activities by the CR29 fungus, a hypothesis that may or may not be confirmed by in planta transcriptomic results.

French. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des contaminants rémanents dans l’environnement dont les effets néfastes sur les milieux et la santé humaine sont connus. Une des solutions pour réhabiliter les sols contaminés en HAP est la phytoremédiation, grâce aux activités enzymatiques multiples des plantes et des microorganismes associés. Les endophytes, se développant à l’intérieur des cellules de plantes, peuvent réaliser des activités PGP qui permettent à la plante d’avoir une meilleure croissance et résistance aux contaminants. Certains peuvent également biodégrader les HAP. Mon stage avait pour premier objectif de vérifier, grâce à de la microscopie confocale, la colonisation racinaire de peupliers par la bactérie Pseudomonas sp. BR20 et le champignon Cadophora luteo-olivacea CR29 isolé à partir du sol d’une cokerie. Des analyses transcriptomiques de ces endophytes ont été réalisées pour comparer les gènes sur-et-sous-exprimés en présence de phénanthrène (PHE) dans leurs milieux de culture mais également in planta. Mes mesures morphologiques des peupliers en présence ou non de PHE et de CR29 ont été réalisées afin de mettre en évidence des activités PGP du champignon. La bactérie BR20 colonise faiblement les racines de peupliers en revanche le champignon CR29 est bien présent autour et à l’intérieur des racines, au niveau des espaces intercellulaires. En présence de PHE dans son milieu de culture, BR20 augmente la transcription de gènes responsables des mécanismes de défense, notamment des transporteurs ABC. Pour le champignon CR29, 16 gènes sont différentiellement exprimés en présence de PHE. Pour les mesures morphologiques, des différences (flavonols épidermaux et contenu surfacique en chlorophylle) et des tendances semblent suggérer de possibles activités PGP par le champignon CR29, cette hypothèse pourra être confirmée ou non par les résultats de transcriptomique in planta.