Le séquençage massif pour caractériser la diversité microbienne des sols, standardisation et applications au sein de la plateforme GenoSol

EA SPE GenoSol EcolDurNational audienceLes microorganismes (bactéries, archées et champignons) sont les organismes les plus abondants et les plus diversifiés de la matrice sol. Ils représentent un réservoir encore largement méconnu et presque infini de ressources génétiques, fortement impliqué dans le fonctionnement biologique du sol et plus largement dans la plupart des services écosystémiques fournis par ce sol. Malgré ce rôle central dans le fonctionnement des écosystèmes, nos connaissances sur la diversité génétique, taxonomique et fonctionnelle de ces microorganismes restent limitées à ce jour. Ceci s’explique essentiellement par des difficultés techniques pour accéder à ces organismes de petites tailles, qui sont localisés dans des microenvironnements au sein d’une matrice hétérogène comme le sol mais aussi par notre incapacité à caractériser et à résoudre une ressource génétique aussi complexe (plusieurs milliards d’individus par gramme de sol regroupant plusieurs millions d’espèces selon les dernières estimations). Depuis une vingtaine d’années, le développement des techniques de biologie moléculaire a permis l’avènement de certains outils en écologie moléculaire permettant d’aborder la notion de communauté microbienne dans sa dimension quantitative (abondance) et qualitative (diversité et fonctionnalité). Récemment, les techniques de séquençage massif sont au centre des débats méthodologiques mais aussi scientifiques pour évaluer leur capacité à résoudre la diversité taxonomique des communautés microbiennes ainsi que leurs potentialités génétiques. Dans ce contexte, la plateforme GenoSol, créée en 2008, centre de ressources biologiques unique en France et en Europe, dédiée à la conservation et à l’analyse des ressources génétiques des communautés microbiennes, s’est lancée dans ce débat technique et a relevé le challenge méthodologique de standardiser et de « routiniser » cette méthodologie afin de pouvoir réellement aborder la diversité microbienne des sols grâce à des inventaires taxonomiques microbiens. La première étape a donc été d’évaluer les différentes étapes nécessaires aux approches de séquençage massif afin d’optimiser cette technique (extraction ADN du sol, effet MID, optimisation PCR, etc…). Dan un second temps, différents exemples d’applications de la technique de séquençage massif pour évaluer la diversité microbienne des sols seront présentés dans un contexte d’évaluation environnementale des pratiques agricoles (travail du sol, amendements organiques, inter-culture…) mais aussi d’un point de vue plus fondamental (réponse des communautés aux changements climatiques, stress hydrique…)