Contexte de l’étude

Les sols ultramafiques néo-calédoniens sont naturellement riches en fer, manganèse, nickel, cobalt, chrome et nickel. Une quantité significative de ces métaux (plusieurs centaines de mg/kg) est mobile et biodisponible (Amir et al., 2019 ; Pasquet et al., 2018). Ces conditions édaphiques particulières ont permis l’émergence d’une flore fortement endémique, adaptée de manière spécifique à la forte pression de sélection qu’ils représentent (Baker et al., 2007 ; Pollard et al., 2014). Les adaptations des végétaux à ces sols peuvent être répertoriées selon trois types de comportements principaux vis-à-vis des métaux : (i) la résistance (les métaux ne pénètrent pas dans les tissus végétaux), (ii) la tolérance (la concentration en métaux dans les tissus est directement proportionnelle à celle rencontrée dans les sols jusqu’à une certaine concentration létale) et (iii) l’hyperaccumulation (la plante stocke dans ses parties aériennes des concentrations extrêmement élevées de métal).
À ce jour, les études sur ces plantes se sont principalement focalisées sur les mécanismes de stockage des métaux dans les parties aériennes. Une de nos études a récemment montré l’existence d’un mécanisme commun (surexpression d’un gène de transporteur de fer) chez plusieurs espèces hyperaccumulatrices de Ni de diverses origines (Cuba, Europe et Nouvelle-Calédonie) (Garcia de la Torre et al., 2020). Ces résultats suggèrent que des mécanismes communs d’hyperaccumulation des métaux (du nickel en tout cas) ont été acquis par les végétaux de différents endroits de la planète à travers des années d’évolution (Garcia de la Torre et al., 2020).
Par ailleurs, des études du microbiome de sols ultramafiques néo-calédoniens, réalisées dans le cadre des projets CNRT Bioindic, IAC-SLN « Interactions plantes-microorganismes pour la restauration écologique et Convention Biodiversité-Valé Nouvelle-Calédonie », ont montré une grande diversité dans la composition microbienne de ces sols (Carriconde et al., 2019a ; Carriconde et al., 2019b ; Demenois et al., 2019 ; Gourmelon et al., 2016). D’autre part, les microorganismes des sols, en particulier ceux de la rhizosphère, sont décrits comme jouant un rôle important dans la détoxification des sols pollués par les métaux. Cette contribution porte le nom de rhizomédiation (Kuiper et al., 2004). Ces microorganismes, souvent très résistants aux métaux (HMR), interagissent avec les éléments traces métalliques (ETM) et interviennent dans la spéciation, la dissolution, la toxicité, la mobilité et la dégradation des métaux (Ma et al., 2015). Parmi les mécanismes développés par les microorganismes figurent (i) la biosorption ou bioaccumulation cellulaire, (ii) la capacité à produire des exopolysaccharides (EPS) et/ou (iii) à former des biofilms (bactéries adhérées à un support via l’excrétion d’une matrice exopolymérique) pouvant séquestrer ou adsorber les métaux (Koechler et al., 2015). De plus, il a été montré que des bactéries indigènes de Nouvelle-Calédonie, fortement résistantes aux métaux, procurent un effet bénéfique à la plante hôte (Bourles et al., 2019 ; Bourles et al., 2020a ; Bourles et al., 2020b). Dans le même sens, plusieurs études ont souligné chez plusieurs endophytes fongiques des effets PGP, ainsi que des capacités à diminuer chez leurs hôtes les dommages liés à divers stress abiotiques (Malinowski et Belesky, 2000 ; Rodriguez et al., 2008 ; Deng et al., 2014 ; Wang et al., 2016 ; Ripa et al., 2019).
Ces études indiquent, d’une part, la nécessité de prendre en compte les interactions plantes/microorganismes pour comprendre les mécanismes d’adaptations mis en jeu et, d’autre part, suggèrent que les microorganismes associés à la rhizosphère et/ou aux feuilles de métallophytes néo-calédoniennes ont potentiellement développé des adaptations spécifiques de tolérance aux ETM. Certains de ces mécanismes d’adaptations (chélation, EPS, Biofilm) peuvent être valorisées dans l’élaboration de biotechnologie, notamment la création de biofiltres (Mei et al., 2020).

Objectifs du stage

Ce stage s’inscrit dans le cadre d’une thèse sur l’étude de la structure et dynamique du microbiome de Métallophytes néo-calédoniennes pour le développement de Biotechnologies Microbiennes (BioMiMe). Il aura pour objectif principal d’étudier de manière approfondie le microbiome (bactéries et champignons) cultivable de trois des espèces végétales étudiées au cours de cette thèse : Geissois pruinosa (hyperaccumulatrice de Ni), Psychotria gabriellae (hyperaccumulatrice de Ni) et Psychotria semperflorens (tolérante au Ni).
Nous disposons d’ores et déjà de plusieurs souches microbiennes (bactéries et champignons) isolées à partir des feuilles, racines et sols rhizosphériques des trois espèces végétales considérées pour ce stage. Le stagiaire disposera donc d’une souchothèque composée de 273 souches bactériennes et ~150 souches fongiques parmi lesquelles seront choisies les souches à tester pendant le stage.
Les missions du stagiaire seront de :
– Evaluer la résistance aux métaux (notamment le Ni) des microorganismes (bactéries et champignons).
– Quantifier la capacité de chélation/fixation des métaux par les microorganismes les plus résistants (ICP, visualisation par imagerie MEB-EX et/ou détermination des EC50).
– Mettre en évidence leurs effets PGP (Plant Growth Promoting) : production de sidérophores, hormones (AIA), solubilisation du phosphate, fixation de l’azote et production d’exopolysaccharides (EPS) (pour les souches bactériennes).
– Tester la capacité des bactéries les plus résistantes aux métaux à former un biofilm.
– Evaluer la capacité des microorganismes à se fixer sur des supports (visualisation par imagerie MEB-EX).
– Analyser l’ensemble des résultats générés et les compiler sous forme d’un rapport de stage.
En plus d’être formé à plusieurs techniques de laboratoire, le stagiaire sera aussi amené à faire des échantillonnages sur le terrain.

Mots clés : biofilm – effets PGP – exopolysaccharides – métallophytes – métaux – microorganismes.

Profil de formation initiale souhaitée pour le candidat : bases solides en microbiologie et en biochimie microbienne.

Responsable du stage : Dr. BURTET-SARRAMEGNA Valérie (HDR, MCF ISEA-UNC).
Encadrement : Dr. BURTET-SARRAMEGNA Valérie (HDR, MCF ISEA-UNC), DIJOUX Julie (Doctorante ISEA-UNC), GIGANTE Sarah (ISEA), Dr. GUENTAS Linda (HDR, MCF ISEA-UNC) et MEDEVIELLE Valérie (ISEA).

Durée du stage : 5 mois à partir de février 2022.
Rémunération : 65.000 CFP/mois.

Laboratoire d’accueil et lieu de stage : Institut de Sciences Exactes et Appliquées (ISEA), EA 7484. Université de la Nouvelle-Calédonie (UNC).
Organisme de rattachement : Université de la Nouvelle-Calédonie (UNC).

NB : Le billet d’avion ainsi que le logement est à la charge du stagiaire.

Le contenu de cette offre est la responsabilité de ses auteurs. Pour toute question relative à cette offre en particulier (date, lieu, mode de candidature, etc.), merci de les contacter directement. Un email de contact est disponible: [email protected]

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