Méta-analyse sur l’impact des modes de production agricole sur la qualité écologique du sol

Le modèle d’agriculture productiviste, développé après la seconde guerre mondiale, a permisd’augmenter les rendements de façon à répondre à la demande alimentaire croissante mais il aaussi profondément affecté les propriétés physico-chimiques des sols et leur biodiversité. Pourréduire l’empreinte environnementale de l’agriculture conventionnelle et intensive, les acteurs dumonde agricole ont développé des modes de production alternatifs comme l’agriculture biologique(AB), la biodynamie (ABD) ou l’agriculture de conservation (ACS) qui visent tous à améliorer laqualité physico-chimique et biologique des sols. Si de nombreuses publications et synthèsesbibliographiques ont évalué l’impact des p…

THE FRENCH NATIONAL SOIL QUALITY MONITORING NETWORK (RMQS) AS A SUPPORT FOR MONITORING SOIL BIODIVERSITY: past, present and future programs

Soil biodiversity would represent about 25% of the species on Earth. It is threatened, and although it is essential for human activities, it remains largely unknown. The French National Soil Quality Monitoring Network (RMQS) has a significant impact in removing the grey areas through its programs on soil microorganisms, soil meso and macrofauna, meadow flora, truffles and more recently enzymatic activities. The first distribution maps of bacterial phyla on a national scale and of soil fauna on a regional scale (in Brittany) have been developed. For the white truffle, three new areas of presence have been identified in France. The habitats of the bacteria were also described for the first ti…

Influence of soil organic status on the dynamics and impact of copper on microbial communities in a vineyard soil

International audience

A soil biodiversity survey coupled with the national soil quality monitoring network?

International audience; Despite its importance for human activities, soil biodiversity remains largely unknown and threatened. Aware of the need for large-scale monitoring, we studied the feasibility to add a soil biodiversity survey (RMBS-Biodiversity) to the already existing French soil quality monitoring network (RMQS). We worked with soil biodiversity experts to couple RMBS-Biodiversity with RMQS i.e. to choose soil taxons and functions, the methodologies and the sampling design. According to the experts, the sampling design of RMQS fits with a soil biodiversitysurvey. We propose sampling protocols for i) bacteria and fungi, ii) protists, iii) nematodes, iv) mesofauna (particularly spri…

Mapping and determinism of soil microbial community distribution across an agricultural landscape.

Article en open access; International audience; Despite the relevance of landscape, regarding the spatial patterning of microbial communities and the relative influence of environmental parameters versus human activities, few investigations have been conducted at this scale. Here, we used a systematic grid to characterize the distribution of soil microbial communities at 278 sites across a monitored agricultural landscape of 13km(2). Molecular microbial biomass was estimated by soil DNA recovery and bacterial diversity by 16S rRNA gene pyrosequencing. Geostatistics provided the first maps of microbial community at this scale and revealed a heterogeneous but spatially structured distribution…

Diversité des communautés microbiennes telluriques à l'échelle du territoire national

Communication orale - résumé Session 5 : sols, biodiversité, écologie fontionnelleCommunication orale - résumé Session 5 : sols, biodiversité, écologie fontionnelle; absent

Adding a soil biodiversity monitoring to the French National Soil Quality Monitoring Network :the RMQS-Biodiversity

International audience

La biologie moléculaire en écologie microbienne du sol : application à l'analyse de la structure des communautés bactériennes

National audience

Biogeographical patterns of soil molecular microbial biomass as influenced by soil characteristics and management

Aim The spatial organization of soil microbial communities on large scales and the identification of environmental factors structuring their distribution have been little investigated. The overall objective of this study was to determine the spatial patterning of microbial biomass in soils over a wide extent and to rank the environmental filters most influencing this distribution.

Plateforme GenoSol : une structure logistique d'appui à la recherche sur la microbiologie des sols et de l'environnement

EA SPE GenoSol EcolDur CT3; Les communautés microbiennes du sol sont difficiles à caractériser. Ceci s’explique par une accessibilité plus ou moins importante des populations au sein d’une matrice hétérogène et structurée mais aussi par leur densité et diversité très importante qui rend difficile à résoudre l’information obtenue. Toutefois, grâce aux avancées méthodologiques qui ont eu lieu depuis une quinzaine d’années, les études d’écologie microbienne bénéficient maintenant d’une automatisation des outils moléculaires (extraction d’ADN, caractérisation du polymorphisme de l’ADN, séquençage haut débit, métagénomique, métaprotéomique…) permettant la caractérisation des ressources génétique…

Impact of inoculation with the phytostimulatory PGPR Azospirillum lipoferum CRT1 on the genetic structure of the rhizobacterial community of field-grown maize

International audience; The phytostimulatory PGPR Azospirillum lipoferum CRT1 was inoculated to maize seeds and the impact on the genetic structure of the rhizobacterial community in the field was determined during maize growth by Automated Ribosomal Intergenic Spacer Analysis (ARISA) of rhizosphere DNA extracts. ARISA fingerprints could differ from one plant to the next as well as from one sampling to the next. Inoculation with strain CRT1 enhanced plant-to-plant variability of the ARISA fingerprints and caused a statistically significant shift in the composition of the indigenous rhizobacterial community at the first two samplings. This is the first study on the ecological impact of Azosp…

Bacterial social networks across the French National territory

EA SPE BIOME GENOSOL UB Agrosup EA SPE BIOME GENOSOL UB AgrosupEASPEBIOMEGENOSOL UB Agrosup; New generation sequencing evidenced that soil houses a huge microbial biodiversity. Based on these observations, it is now possible to better describe the spatial distribution of soil microbial communities, to study the ecological processes involved (environmental selection, dispersal limitations), and to compute the data to define the ecological attributes of soil microbial taxa. These huge datasets also offer the opportunity to study how soil microbial populations are interrelated. With this study, we revealed the first soil bacterial "social" network across French national territory based on 2,20…

La biodiversité des sols est-elle impactée par l’apport de cuivre ou son accumulation dans les sols vignes ? Synthèse des connaissances scientifiques

Pendant 150 ans, le sulfate de cuivre a été utilisé de façon intensive comme fongicide pour lutter contre les maladies de la vigne. De ce fait, le cuivre s’est fortement accumulé dans les solsviticoles, atteignant des concentrations potentiellement nocives pour les organismes des sols.Bien que les doses de cuivre appliquées aujourd’hui soient 10 fois plus faibles qu’il y a 50 ans,son utilisation dans le contexte de la transition agroécologique est encore soumise à débat caril est un des rares pesticides autorisés en agriculture biologique. Dans ce travail, nous avonsconduit une méta-analyse de la littérature académique internationale pour objectiver l’impactdu cuivre sur la qualité biologiq…

Mise en place d'outils et de bio-indicateurs pertinents de la qualité des sols

International audience

How to add a biodiversity survey to an already existing national pedologic survey? Case study of the french soil quality monitoring network

International audience; Despite its importance for human activities, soil biodiversity remains largely unknown. This gap of knowledge is a strong limit for studies including it such as in the agricultural field. Particularly, in France, no large-scale monitoring of soil biodiversity exist for the moment except for microorganisms (bacteria and fungi). Aware to this need, with the support of OFB, we studied the feasibility to add a soil biodiversity survey (RMQS-Biodiversity) to the already existing French soil quality monitoring network (RMQS). It is a systemic monitoring based on a 16*16 km grid where the sampling is done on a plot at the center of the mesh, which could belong to different …

Importance of relating chemical to biological data in microcosms studies to asses s impact of copper on soil bacteria

International audience

La microbiologie des sols au service de la production agricole. Agrowebinaires Agreenium en partenariat avec ACTA. Video YouTube.

Les agrowebinaires du mardi : un nouveau cycle en partenariat avec l’Acta Les agrowebinaires du mardi : un nouveau cycle en partenariat avec l’Acta. Agreenium en partenariat avec l’ACTA-les instituts techniques agricoles, propose un cycle de webinaires à destination de professionnels, mais aussi d’enseignants et d’étudiants, sur des sujets porteurs d’innovation, sur deux thématiques, l'agroécologie et l'agriculture numérique. A partir d’un échange entre un chercheur, un praticien et un enseignant sur un sujet donné, chacun pourra s'informer sur de nouveaux savoirs produits et sur leur mise en œuvre dans la pratique. Video du 15 juin, avec Lionel Ranjard (directeur de recherche INRAE), Matth…

Prospective Agriculture et Biodiversité - Inra - Département Environnement Agronomie

Rapport sur expertiseEA; CT3; absent

Global Soil Biodiversity Atlas

SPE EA Pôle BIOME The Atlas is divided in 8 chapters covering all the aspects of soil biodiversity: - Chapter I: The soil habitat - Chapter II: Diversity of soil organisms - Chapter III: Geographical and temporal distribution - Chapter IV: Ecosystem functions and services - Chapter V: Threats - Chapter VI: Interventions - Chapter VII: Policy, education and outreach - Chapter VIII: Conclusions Soil biodiversity experts from all over the world are involved in the project aiming at the creation of a reference publication not only for soil biodiversity researchers but also policy makers and general public.; International audience; The Global Soil Biodiversity Initiative (GSBI) and the Joint Res…

Relevance of different soil fauna and microflora groups in the monitoring of soil biodiversity: RMQS-Biodiv, a french Pilote area experience

affiche, résumé; Soil biota play essential roles in delivering key ecosystem goods and services, and are both directly and indirectly responsible for acting in many important functions (nutrient release, soil structure maintain, contribution to water storage). It is thus essential to characterize both the species diversity and the biological functions. In order to monitor soil biodiversity (species and function) in relation to land use (mainly agricultural practices) and pedoclimatic parameters, a French program « RMQS-biodiv » was developed at a wide regional scale (Brittany). An important national research collaboration (12 research teams) supported the program, that undertook the study o…

Les services apportés par la vie des sols pour les espaces verts et la ville

Mise en place d’outils et bio-indicateurs pertinents de qualité des sols

EABIOME; National audience; Depuis plus de quinze ans, l’intérêt pour la composante biologique des sols est croissant, que ce soit pour des questions liées à la connaissance et la protection de cette biodiversité encore méconnue ou pour être en mesure de piloter les organismes du sol dans le cadre de pratiques agroécologiques (e.g., biocontrôle des ravageurs, nutrition des plantes). Plusieurs projets européens et nationaux ont été financés afin de développer et de valider des méthodes d’accès à cette information biologique. Cela a permis d’une part de développer de nouvelles approches d’identification moléculaire basées sur l’ADN extrait des sols et, d’autre part, de former de jeunes spécia…

Biogeographical patterns of soil molecular microbial biomass

Affiche - résumé. Session GC: Microbes in the Changing Environmenl: Global Climate Change and Soif under Human Impact; International audience; The spatial organization of soil microbial communities over large areas and the identification of environmental factors structuring their distribution have been liUle investigated. The overall objective of this study was to determine the spatial paUerning of microbial biomass in soils on wide extent and to rank the environmental fiUers most influencing this distribution, by using the French Soil Quality Monitoring Network. This network covers ail the French terrilory and soils were sampled at2,150 sites along a systematic grid sampling. The soil DNA …

Spatial processes driving soil microbial community assembly on a wide scale

International audience; Soil houses a huge biodiversity involved in ecological services through microbial community assembly. However, processes driving soil microbial community assembly are still scarcely understood, particularly the relative importance of environmental heterogeneity regarding to dispersal limitations. This can be achieved through studying the determinism of taxa-area relationship (TAR, how community composition change with geographic distance), a fundamental relationship in ecology. Here, a biogeographical approach was applied on a wide scale to evaluate TAR for soil bacterial and fungal communities and to partition their spatial variations into environmental heterogeneit…

Des projets collaboratifs et participatifs pour accélérer le transfert des outils de la recherche permettant de diagnostiquer la qualité biologique des sols agricoles

Détection de sources animales et environnementales de souches d’E. coli productrices de betalactamases à spectre élargi (BLSE) à l’échelle d’une région française (Bourgogne)

National audience

Les sols et la préservation de la biodiversité

Les sols et la préservation de la biodiversité. Journée Mondiale des Sols

JMS 2022 : Quelle santé des sols pour quelle nutrition ? C dans l’sol émission et magazine digital autour du sol. Video en ligne

C dans l’sol est une émission et un magazine digital autour du sol, animés par Frédéric Denhez, et produit par les coopératives du Groupe Eïwa; National audience; Aujourd’hui que l’on parle des sols, on peut se demander si parfois c’est bien à propos. Ainsi, la santé. La commission européenne prépare pour mi-2023 une future directive portant sur les sols, dans le cadre d’une stratégie globale sur la santé – des sols, laquelle s’inscrit dans une autre stratégie, mondiale, lancée au début des années 2000 par l’OMS, One health : santé des animaux, santé de l’environnement, santé des humains, tout est lié. La preuve, le Covid qui se serait répandu à cause du mauvais état des écosystèmes chinois…

Molecular biomass and MetaTaxogenomic assessment of soil microbial communities as influenced by soil DNA extraction procedure

Three soil DNA extraction procedures (homemade protocols and commercial kit) varying in their practicability were applied to contrasting soils to evaluate their efficiency in recovering: (i) soil DNA and (ii) bacterial diversity estimated by 16S rDNA pyrosequencing. Significant differences in DNA yield were systematically observed between tested procedures. For certain soils, 10 times more DNA was recovered with one protocol than with the others. About 15,000 sequences of 16S rDNA were obtained for each sample which were clustered to draw rarefaction curves. These curves, as well as the PCA ordination of community composition based on OTU clustering, did not reveal any significant differenc…

How optical density measurements on artificially reconstituted soil ecosystems show the validity of the competitive exclusion principle

aeres : C-COM; International audience

Diversité microbienne des sols : stratégie méthodologique, distribution spatiale et traduction en fonctionnement biologique

International audience; Since the development of industrialization, urbanization and agriculture, soils have been subjected to numerous variations in environmental conditions, which have resulted in modifications of the taxonomic diversity and functioning of the indigenous microbial communities. As a consequence, the functional significance of these losses/modifications of biodiversity, in terms of the capacity of ecosystems to maintain the functions and services on which humanity depends, is now of pivotal importance. In this context, one of the main challenges in soil microbial ecology is to better understand and predict the processes that drive soil microbial diversity and the link betwe…

Analyses statistiques des modifications de structure génétique par l'ARISA

La biodiversité microbienne des sols cartographiée

Traduction de la métagenomique des agrosystemes en services écologiques

International audience; En affectant les communautés microbiennes présentes dans le sol, les pratiques agricoles mettent en péril la biodiversité des agrosystèmes. La génomique environnementale est un nouveau moyen d’améliorer nos connaissances sur ces derniers et ce faisant, de concevoir des systèmes agricoles plus respectueux de l’environnement.

Is there a microbial sub alpha-diversity at soil microscale ?

The distribution of the soil microbial diversity depends on a broad range of environmental filters nested in spatial scales from continent to millimeter. Although microbial biogeography studies have recently shown the influence of environmental factors (texture/pH/plant cover and land-use) on soil microbial abundance and diversity, little is still known about spatial heterogeneity at a micro-scale within soil. Our study aims at describing and understanding the distribution of abundance and diversity of soil microbial communities between different soil microenvironments. Four soils were selected on the basis of differences in physico-chemical properties and historical land-management practic…

Exposition Bactéries du sol, mycorhizes découvrir leurs réseaux au Parc Darcy de Dijon. 15 mars-15 avril 2021

Dynamic of the genetic structure of bacterial and fungal communities at different developmental stages of Medicago truncatula Gaertn. cv. Jemalong line J5

International audience; The genetic structure of bacterial and fungal communities was characterized in the rhizosphere of Medicago truncatula Gaertn. cv. Jemalong line J5 at five developmental stages (three vegetative and two reproductive stages), and in three compartments (bulk soil, rhizosphere soil and root tissues). The genetic structure of microbial communities was determined by cultivation-independent methods using directly extracted DNA that was characterized by automated ribosomal intergenic spacer analysis (ARISA). Principal component analyses (PCA) indicate that, for all developmental stages, the genetic structure of microbial communities differed significantly by compartment, wit…

Short-term impact of biogas digestates on soils microbial communities

International audience; Anaerobic digestion of organic waste is considered a key process to produce renewable energy to meet the growing sustainable energy demand. Digestates can be used in agriculture as soil amendments and improve crop yields. However, their use at large scale in agricultural fields still requires to prove their innocuity on soil biota, especially on microorganisms that play important roles in soil ecosystem. Here, we designed a microcosm experiment to compare the short-term (42-days) effects of four different digestates (derived from cattle manure, energy crop, food residues or slurry with bio-waste) on the soil microbial communities. Each digestate was applied on three …

Diagnostic et pilotage de la qualité des sols viticoles : une nouvelle génération d'indicateurs microbiologiques moléculaires

prod 2018-253c EA BIOmE INRA; National audience

Effect of primary mild stresses on resilience and resistance of the nitrate reducer community to a subsequent severe stress

International audience; The factors regulating soil microbial stability (e.g. resistance and resilience) are poorly understood, even though microorganisms are essential for ecosystem functioning. In this study, we tested whether a functional microbial community subjected to different primary mild stresses was equally resistant or resilient to a subsequent severe stress. The nitrate reducers were selected as model community and analysed in terms of nitrate reduction rates and genetic structure by narG PCR-restriction fragment length polymorphism fingerprinting. Heat, copper and atrazine were used as primary stresses and mercury at a high concentration as a severe stress. None of the primary …

Distribution de bactéries pathogènes dans les sols évaluée par PCR quantitative en temps réel

National audience

Comment analyser la fertilité des sols ? Comment accompagner les agriculteurs dans l’intégration de pratiques plus durables ? Table ronde.

National audience; A l’occasion des Culturales, salon professionnel organisé par Arvalis et qui s’est tenu mi-juin à Bétheny (51), Lionel Ranjard (UMR Agroécologie) a livré son expertise en matière de microbiologie des sols, en présentant notamment le désormais célèbre « Atlas français des bactéries du sol ».

Validation and application of a PCR primer set to quantify fungal communities in the soil environment by real-time quantitative PCR

Fungi constitute an important group in soil biological diversity and functioning. However, characterization and knowledge of fungal communities is hampered because few primer sets are available to quantify fungal abundance by real-time quantitative PCR (real-time Q-PCR). The aim in this study was to quantify fungal abundance in soils by incorporating, into a real-time Q-PCR using the SYBRGreen (R) method, a primer set already used to study the genetic structure of soil fungal communities. To satisfy the real-time Q-PCR requirements to enhance the accuracy and reproducibility of the detection technique, this study focused on the 18S rRNA gene conserved regions. These regions are little affec…

Copper Dynamics and Impact on Microbial Communities in Soils of Variable Organic Status

International audience; The effect of soil organic status on copper impact was investigated by means of a microcosm study carried out on a vineyard soil that had been amended with varying types of organic matter during a previous long-term field experiment. Soil microcosms were contaminated at 250 mg Cu kg−1 and incubated for 35 days. Copper distribution and dynamics were assessed in the solid matrix by a sequential extraction procedure and in the soil solution by measuring total and free exchangeable copper concentrations. Copper bioavailability was also measured with a whole-cell biosensor. Modifications of microbial communities were assessed by means of biomass-C measurements and charact…

Biogeographical design of soil microbial habitats

International audience; Since the beginning of 21th century, soil microbial diversity is intensively studied gathering ahuge knowledge at local and global scales. Nevertheless, the microbial habitats have beenpoorly investigated, limiting our ability to link biodiversity description and regulation. In our study,we used a pyrosequencing approach targeting 16S rRNA genes directly amplified from soil DNAto have a comprehensive view of soil bacterial and archaeal community composition across thelargest spatially explicit soil sampling available in France (2173 soils, area covered = 5.5x105km2). Based on the multivariate regression tree (MRT) method, we designed 16 distinctterrestrial microbial …

Optimisation de la procédure d'extraction d'ADN des sols pour caractériser la diversité microbienne tellurique par le pyroséquençage des gènes ribosomiques

Depuis plusieurs années, les communautés microbiennes du sol (bactériennes et fongiques) sont étudiées au travers de leur ADN. Le mode d’extraction de l’ADN du sol revêt donc une importance capitale pour décrire la biodiversité microbienne. A ce jour, de nombreuses procédures d’extraction d’ADN (commerciales ou non) des sols sont disponibles et utilisées. Il est cependant difficile de comparer les résultats d’études ayant utilisés différents protocoles d’extraction. L’emploi d’une méthode d’extraction standardisée est donc devenu indispensable pour comparer les résultats de différents laboratoires, comme la norme “ISO-11063: Soil quality – Method to directly extract DNA from soil” développé…

Bacterial "social" network in french soils : a Metagenomics insight

EA SPE BIOME GENOSOL UB Agrosup EA SPE BIOME GENOSOL UB AgrosupEASPEBIOMEGENOSOL UB Agrosup; New generation sequencing evidenced that soil houses a huge microbial biodiversity. Based on these observations, it is now possible to better describe the spatial distribution of soil microbial communities, to study the ecological processes lying behind (environmental selection, dispersal limitations), and to mine the data to define the ecological attributes of soil microbial taxa. These huge datasets also offer the opportunity to study how soil microbial populations are interrelated. The objective of this study was to design the first bacterial "social" network in french soils to characterize how b…

Soil microbial diversity at the scale of the French national territory

Agro-Eco Sol, un outil de diagnostic des fonctions du sol basé sur des bioindicateurs bioindicateurs - Structure et règles générales d’interprétation

Explorer les fonctions microbiennes à partir d'informations taxonomiques : un état de l'art des outils et des méthodes

National audience; À l'ère des Big Data, d’énormes quantités de données sont disponibles et constituent uneoccasion unique de développer des algorithmes de prédiction performants. En écologiemicrobienne, ce phénomène a joué un rôle majeur dans la façon dont nous abordons labiodiversité depuis l’apparition des NGS. L’étude des microbiomes environnementaux par lesoutils les méta-omiques a conduit à la découverte de nouveaux organismes, fournissant ainsiune source importante d’informations taxonomiques et fonctionnelles. L’un des futurs défis, estde réussir à associer une fonction à une diversité microbienne pour améliorer notrecompréhension des fonctions du microbiome (British Ecological Soci…

Un atlas français des bactéries du sol : pour quoi faire ?

National audience

Les microbes du sol

Optimisation du pyroséquençage haut-débit pour caractériser la diversité taxonomique des communautés bactériennes des sols

Affiche, résumé; International audience; La diversité microbienne d’un sol (que l’on estime entre 100 000 et 1 000 000 d’espèces différentes par gramme de sol) est difficile à caractériser. Toutefois, d’importantes avancées en biologie moléculaire, comme le développement du pyroséquençage, ont permis d'obtenir plusieurs centaines de milliers de séquences à partir d’un ADN méta-génomique. Ces nouveaux développements permettent maintenant de caractériser la diversité des communautés microbiennes du sol en se basant sur un marqueur phylogénétique comme l'ADNr 16S, aussi appelée MetaTaxogénomique (Maron et coll., 2011). Toutefois, dans un contexte ou l’écologie microbienne du sol commence à s’a…

La métaprotéomique pour l'analyse fonctionnelle des communautés bactéreinnes indigènes

Le projet ECOMIC-RMQS ou comment faire de la microbiogéographie à l'échelle de la France

Innovative tools to diagnose the impact of land use practices on soil microbial communities

International audience; Preservation and sustainable use of soil biological communities represent major challenges in the current agroecological context. Indeed, most of soil ecosystem services results from biological functions particularly driven by taxonomic and functional assemblages of microbiological communities (i.e. nutrient cycling, soil aggregation, depollution, etc.). Consequently, soil microbial communities are logical candidates as effective indicators of soil quality and sustainability. But, good biological indicators must be associated with references that encompass an operating range of measured values that allow performing the desired diagnosis. Even if numerous studies have…

Cumulative Effects of Short-Term Polymetal Contamination on Soil Bacterial Community Structure

ABSTRACT In this study we evaluated the short-term effects of copper, cadmium, and mercury, added singly or in combination at different doses, on soil bacterial community structure using the bacterial automated ribosomal intergenic spacer analysis (B-ARISA) fingerprinting technique. Principal-component analysis of B-ARISA profiles allowed us to deduce the following order of impact: (Cu + Cd + Hg) >> Hg ≥ Cd > Cu. These results demonstrated that there was a cumulative effect of metal toxicity. Furthermore, the trend of modifications was consistent with the “hump-backed” relationships between biological diversity and disturbance described by Giller et al. (K. E. Giller, E. Witler, an…

Field and microcosm experiments to evaluate the effects of agricultural Cu treatment on the density and genetic structure of microbial communities in two different soils

The effects of Cu amendment on indigenous soil microorganisms were investigated in two soils, a calcareous silty clay (Ep) and a sandy soil (Au), by means of a 1-year field experiment and a two-month microcosm incubation. Cu was added as 'Bordeaux mixture' [CuSO(4), Ca(OH)(2)] at the standard rate used in viticulture (B1=16 kg Cu kg(-1) soil) and at a higher level of contamination (B3=48 kg Cu ha(-1) soil). More extractable Cu was observed in sandy soil (Au) than in silty soil (Ep). Furthermore, total Cu and Cu-EDTA declined with time in Au soil, whereas they remained stable in Ep soil. Quantitative modifications of the microflora were assessed by C-biomass measurements and qualitative modi…

Soil DNA evidence for altered microbial diversity after long-term application of municipal wastewater

International audience; Water resources constitute a social, agricultural and economic problem in most countries of the southern Mediterranean Basin. Alternative strategies have been developed such as the reuse of municipal wastewater for irrigation in agriculture. Despite numerous advantages for soil fertility and crop productivity, recycling wastewater in soils also has several ecotoxicological and sanitary problems. Few investigations have assessed the risk by evaluating the impact of wastewater irrigation on soil microbes. Here, we report for the first time the short- and long-term effects of treated municipal wastewater irrigation on the density and genetic structure of bacterial and f…

Effet du statut organique des sols pollués sur la dynamique et l'impact du cuivre sur les communautés microbiennes

National audience; L’effet du statut organique des sols (SOS) sur l’impact du cuivre a été évalué par une approche en microcosmes et lysimètres d’un sol de vigne amendé en diverses matières organiques lors d’une expérience de terrain de long terme. Des microcosmes et des lysimètres du sol de vigne ont été contaminés à 240 mg Cu kg-1 et incubés à 23°C pendant 12 mois. La distribution et la dynamique du cuivre ont été caractérisées par fractionnement granulométrique et spéciation solide en extraction séquentielles et par spéciation liquide par mesure de concentration de cuivre échangeable total (ICP-AES), libre (électrode sélective) et biodisponible (biosensor). L’impact du cuivre sur les com…

Décryper les micro-organismes des sols

National audience; Lionel Ranjard, écologue microbien à l’Inra de Dijon, est intervenu devant les adhérents de l’UCPT pour leur présenter 10 ans d’analyse microbiologique des sols français. Les micro-organismes sont à mettre en lien avec la fertilité et la productivité des sols.« Un diagnostic détaillé de nos sols peut nous permettre de faire évoluer nos pratiques afin de gagner en fertilité et en productivité sur le long terme. Nous connaissons ce qui est du domaine du visible, comme l’importance des vers de terre, mais l’invisible a un rôle primordial dans la vie du sol et on ne peut pas l’identifier à l’oeil », déclare Jean-Jacques Le Bris, vice-président de l’Union des coopératives de P…

Tillage intensity and pasture in rotation effectively shape soil microbial communities at a landscape scale

International audience; Soil microorganisms are essential to agroecosystem functioning and services. Yet, we still lack information on which farming practices can effectively shape the soil microbial communities. The aim of this study was to identify the farming practices, which are most effective at positively or negatively modifying bacterial and fungal diversity while considering the soil environmental variation at a landscape scale. A long-term research study catchment (12 km2 ) representative of intensive mixed farming (livestock and crop) in Western Europe was investigated using a regular grid for soil sampling (n = 186). Farming systems on this landscape scale were described in terms…

Présentation du livre « La microbiologie moléculaire au service du diagnostic environnemental »

INRA EA BIOmEINRAEABIOmE; Présentation du livre « La microbiologie moléculaire au service du diagnostic environnemental ». Journée d’Animation Scientifique et Technique sur "La Microbiologie Moléculaire au Service du Diagnostic Environnemental". ADEME, L’Observatoire Français des Sols Vivants et le GDR Génomique Environnemental

La microbiologie moléculaire au service du diagnostic environnemental

Ouvrage de vulgarisation professionnelle INRA EA BIOmE; National audience; Dans une société où il devient urgent de réduire l'empreinte environnementale des activités humaines, la première étape est de pouvoir faire un diagnostic de la qualité de notre environnement et des différentes matrices le constituant (eau, sol, atmosphère, déchets). Les microorganismes, de par leur petite taille, leur énorme diversité taxonomique et génétique, leur réactivité aux perturbations ainsi que par leur forte implication dans les cycles biogéochimiques gérant les flux de matière et d'énergie, sont des candidats incontournables pour élaborer ce diagnostic. Ceci est d'autant plus vrai que depuis une vingtaine…

Maîtrise et gestion de la biodiversité dans les sols: quelles perspectives ?

National audience

Les indicateurs de biodiversité terrestre

Apport des nouvelles générations de séquençage pour accéder à la diversité des communautés microbiennes du sol : nécessité d’un ‘pipeline’ bio-informatique pour les biologistes

Communication orale, résuméCommunication orale, résumé; La diversité microbienne d’un sol est difficile à caractériser. Ceci s’explique par une accessibilité plus ou moins importante des populations au sein d’une matrice hétérogène et structurée, mais aussi par l’incapacité à résoudre une information constituée de 100 000 à 1 000 000 d’espèces différentes par gramme de sol. Toutefois, récemment, d’importantes avancées en biologie moléculaire ont permis de mieux caractériser la diversité des communautés microbiennes du sol in situ et ce sans a priori. Ainsi, la puissance des nouvelles générations de séquençage comme le pyroséquençage permettent de travailler en haut-débit afin d’obtenir plus…

La biodiversité des sols au service d'une production agricole et d'une société durable

Les sols sont à la base de nombreux services indispensables pour le développement et l’avenir de notre société. Ils sont le principal support de nos constructions et de notre production alimentaire et représentent aussi un puit de carbone capable de participer à la mitigation des changements climatiques. Leur surexploitation agricole, urbaine et industrielle, depuis le début du XXème siècle, a mené à une dégradation importante de leur qualité et donc des services associés. Historiquement, les géologues, les pédologues et les agronomes ont développé une expertise et des capacités de diagnostic de la qualité physique et chimique des sols et confirment l’impact négatif de certaines pratiques d…

Mise en place d’outils et de bio-indicateurs pertinents de la qualité des sols (Chapitre 9)

Mise en place d’outils et de bio-indicateurs pertinents de la qualité des sols (Chapitre 9)

Biogeography of soil microbial communities: a review and a description of the ongoing french national initiative

International audience; Microbial biogeography is the study of the distribution of microbial diversity on large scales of space and time. This science aims at understanding biodiversity regulation and its link with ecosystem biological functioning, goods and services such as maintenance of productivity, of soil and atmospheric quality, and of soil health. Although the initial concept dates from the early 20th century (Beijerinck (1913) De infusies en de ontdekking der backterien, in: Jaarboek van de Knoniklijke Akademie van Wetenschappen, Muller, Amsterdam), only recently have an increasing number of studies have investigated the biogeographical patterns of soil microbial diversity. A such …

Shifts in microbial diversity through land use intensity as drivers of carbon mineralization in soil

10 pages; International audience; Land use practices alter the biomass and structure of soil microbial communities. However, the impact of land management intensity on soil microbial diversity (i.e. richness and evenness) and consequences for functioning is still poorly understood. Here, we addressed this question by coupling molecular characterization of microbial diversity with measurements of carbon (C) mineralization in soils obtained from three locations across Europe, each representing a gradient of land management intensity under different soil and environmental conditions. Bacterial and fungal diversity were characterized by high throughput sequencing of ribosomal genes. Carbon cycl…

ECOMIC-RMQS : Inventaire de la biodiversité microbienne des sols français

Les micro-organismes du sol assurent un rôle essentiel dans la genèse et l'évolution du sol. Le projet ECOMIC-RMQS associe plusieurs partenaires pour estimer la biodiversité des sols et évaluer les impacts environnementaux, en utilisant des outils moléculaire.

Journées Nationales de l'Innovation Agricole (JIAG 2015) 1ère édition colloque OFSV, Angers, France, 2-3 novembre 2015

Dynamics and identification of soil microbial populations actively assimilating carbon from 13C-labelled wheat residue as estimated by DNA- and RNA-SIP techniques.

International audience; This work is the first report on the use of DNA-, RNA-SIP approaches to elucidate the dynamics and the diversity of bacterial populations actively assimilating C derived from plant residues labelled at more than 90% (13)C. Wheat-residues, were incorporated and incubated into soil microcosms for 28 days. At the end of the incubation time, no more than 55% of the total CO(2) released was (13)C-labelled, suggesting the occurrence of an important priming effect process. After 7 days, more than 30% of the whole DNA extracted were labelled, allowing an efficient separation of labelled from unlabelled DNA using density gradient centrifugation. The genetic structure of bacte…

The dynamics of soil bacterial community structure in response to yearly repeated agricultural copper treatments

International audience; The annual dynamics of soil bacterial community structure, including early, dose-dependent and transient modifications, was observed consecutively at different levels of copper contamination (high: 48 kg Cu ha−1, low: 16 kg Cu ha−1) repeated yearly over a three-year field experiment. Repeated low-level Cu contamination led to an increase in community stability to metal stress without a long-term shift in the population structure, whereas repeated high-level Cu contamination induced a novel and stable bacterial community structure. Furthermore, field experimentation highlighted that episodic climatic stress can modulate copper impact by enhancing community stability.

Ecological networks as a promising approach to decipher the role of microbial communities in soil ecosystems

Soil ecosystem is one of major reservoirs of microbial diversity on our planet. Many biological processes and interactions take place in soil, contributing to a considerable number of ecosystem services. Recent methodological advances, e.g. high throughput sequencing, provide an extensive knowledge on soil microbial communities in terms of diversity and composition. Thanks to these technological advances, numerous studies have investigated the variation of diversity indices and taxonomic composition of microbial communities according to changes in environmental conditions. However, estimates of microbial diversity through diversity metrics calculation such as Shannon, richness, evenness ind…

Premiers résultats du projet synthèse bibliographique sur les sols viticoles

National audience

Distribution des bactéries pathogènes dans les sols évaluée par PCR quantitative en temps réel

National audience

Valoriser les processus écologiques, hydrobiogéochimiques dans des paysages multifonctionnels.

L’agroécologie a été choisie par l’Inra comme l’un des chantiers de prospective interdisciplinaire destiné à identifier les fronts de recherche en réponse à de grands défis sociétaux. Quatre-vingt chercheurs ont dressé un bilan, et proposé des pistes de recherche pour l’agroécologie, et cet ouvrage en synthétise les principales conclusions. L’agroécologie, en tant que discipline scientifique, remettant l’écologie au centre de la conception des systèmes agricoles, est maintenant bien présente. Diversifier le vivant dans des agroécosystèmes est une visée à large spectre, pour les rendre plus robustes, plus résilients. Les recherches en génétique et en écologie du paysage sont mobilisées pour …

Biodiversité des sols viticoles: un héritage des modes d'occupation et des pratiques culturales anciennes?

3 pages; National audience

Relationship between microbial diversity and soil organic matter turnover

International audience

Prix de l’innovation scientifique de la fondation Xavier-Bernard de l'Académie d'Agriculture de France. 23 septembre 2020 (La « biodiversité des sols » mise à l’honneur)

La « biodiversité des sols » mise à l’honneur par l’Académie d’agriculture de France et la fondation Xavier-Bernard Lionel RANJARD (directeur de recherches INRAE) expert en écologie des sols, recevra le 23 septembre 2020 à l’Académie d’agriculture de France le prix de l’innovation scientifique de la fondation Xavier-Bernard. Ce prix est destiné à récompenser, dans l’esprit novateur de son fondateur, les auteurs des meilleurs travaux de recherche pouvant contribuer au développement durable de l’agriculture en répondant aux attentes de la société dans le domaine de l’alimentation, de l’économie et de l’environnement.Ce prix récompense ici l’ensemble de ces recherche menées depuis plus de 20 a…

Légumes : un sol vivant pour produire demain

Microbial Biogeography at the scale of France by the use of molecular tools applied to the French soil quality monitoring network (RMQS)

Response of soil bacteria to Hg (II) in relation to soil characteristics and cell location

The response of indigenous bacterial communities to the addition of inorganic mercury (50 μM of Hg(II)) was compared over a 30 day period in four soils of contrasting properties. Hg(II) impact was estimated by following population dynamics of viable heterotrophic bacteria (VH) and mercury resistant bacteria (HgR) by indirect enumeration in unfractionated soil and in the inner and outer parts of soil aggregates obtained by successive washings. Numbers of VH bacteria in unfractionated soils were not affected by mercury in any of the studied soils, whereas an increase in resistant bacteria was observed in all of them. The lag phase before the increase of HgR bacteria and the magnitude of the e…

Is soil an island for bacteria ? Contribution of the soil bacterial taxa area relationship unsing new generation sequencing

EA SPE BIOME GENOSOL; International audience

L’usage des terres et les pratiques agricoles contrôlent la minéralisation du C par l’intermédiaire de la biomasse bactérienne et de quelques familles fongiques clés.

Apport des nouvelles générations de séquençage pour accéder à la diversité des communautés microbiennes du sol : nécessité d’un ‘pipeline’ bio-informatique pour les biologistes

National audience

Response of soil bacterial community structure to successive perturbations of different types and intensities

SummaryIn soil, genetic structure modifications of indigenousbacterial community consecutively to a severe stress(mercury contamination) were delayed when thecommunity was pre-exposed to various minor per-turbations (heat, copper and atrazine). Such minorperturbations induced transitory community struc-ture modifications leading to an increase of commu-nity stability towards a severe mercury stress. Theseresults illustrated well the short-term pre-adaptationprocess for bacterial community hypothesizing thatcommunity submitted to perturbations become moreresistant to withstand another stress. Compared with other environmental matrices of the bio-sphere, soils are considered as the main reservo…

Heterogeneous cell density and genetic structure of bacterial pools associated with various microenvironments as determined by enumeration and DNA fingerprinting approach (RISA)

International audience

Le sol, un patrimoine à protéger

Le sol est il en danger ? Le sol n'est pas au mieux de sa forme, il est en longue maladie, abîmé par le soc, la roue, l’azote et l’herbicide. Mais il y a de plus en plus de nouvelles initiatives en agro-écologie qui le protègent et qui le respectent. La situation n’est pas désespérée ! Qu'est ce qu'un sol en bonne santé ? C'est tout simplement un sol riche avec une microbiologie diverse et active et un sol qui en surface est couvert d’une pluralité de plantes. C'est surtout un sol qui n'est pas pollué, labouré trop profondément et qui respire. Dans les campagnes et dans les laboratoires de recherche, de nouvelles pratiques en agro-écologie sont proposées et menées dans un meilleur respect d…

Treated waste water reuse impact on soil microbial community structure as assessed by Automated Ribosomal Intergenic Spacer Analysis (ARISA) fingerprint technique

International audience

High microbial diversity promotes soil ecosystem functioning

ABSTRACT In soil, the link between microbial diversity and carbon transformations is challenged by the concept of functional redundancy. Here, we hypothesized that functional redundancy may decrease with increasing carbon source recalcitrance and that coupling of diversity with C cycling may change accordingly. We manipulated microbial diversity to examine how diversity decrease affects the decomposition of easily degradable (i.e., allochthonous plant residues) versus recalcitrant (i.e., autochthonous organic matter) C sources. We found that a decrease in microbial diversity (i) affected the decomposition of both autochthonous and allochthonous carbon sources, thereby reducing global CO 2 e…

Freshwater bateria can methylate selenium through the tiopurine methyltransferase pathway

International audience

Characterization of a novel selenium methyltransferase from freshwater bacteria showing strong similarities with the calicheamicin methyltransferase

A novel group of Se-methyltransferases is presented. The genetic determinant, named mmtA, which revealed this group was isolated from selenite and selenate-resistant freshwater bacteria. E. coli expressing mmtA and grown with a Se supplement emitted dimethyl selenide (DMSe) and dimethyl diselenide (DMDSe). Phylogenetic analysis divided MmtA-like bacterial sequences into two clusters, one grouping MmtA with S- and O-methyltransferases, and one grouping UbiE C-methyltransferases. Se methylation by some of these MmtA phyletic neighbours was investigated.

Caractérisation de la distribution spatiale des communautés microbiennes du sol et de ses déterminants à l’échelle du paysage

International audience; Depuis plusieurs années, des approches biogéographiques ont été développées pour mieux caractériser la distribution spatiale des communautés microbiennes du sol, comprendre les processus écologiques mis en œuvre et identifier les filtres environnementaux déterminant leur diversité et leur structure. Ces approches ont été mises en œuvre à différentes échelles spatiales allant de celle de la parcelle agricole à celle d’un territoire et d’un continent. Elles ont permis de mettre en évidence que les communautés microbiennes du sol sont distribuées suivant des patterns biogéographiques non aléatoire et que ces dernières sont soumises à des processus déterministes (sélecti…

Re-Clustering tool using an Open-Reference method that improves OTU definition

International audience; 1.Environmental microbial communities are now widely studied using metabarcoding approaches, thanks to the democratization of high‐throughput DNA sequencing technologies. The massive number of reads produced with these technologies requires bioinformatic solutions to be treated. A key step in the analysis is to cluster reads into Operational Taxonomic Units (or OTUs) and thus reduce the amount of data for downstream analyses. Due to the important impact of the clustering method on the quantity and quality of OTUs, finding an equilibrium between the reliability and time‐consuming nature of the chosen strategy is a real challenge. The present article proposes a new pos…

Water-extractable organic matter linked to soil physico-chemistry and microbiology at the regional scale

10 pages; International audience; A better understanding of the links between dissolved organic matter and biogeochemical processes in soil could help in evaluating global soil dynamics. To assess the effects of land cover and parental material on soil biogeochemistry, we studied 120 soil samples collected from various ecosystems in Burgundy, France. The potential solubility and aromaticity of dissolved organic matter was characterised by pressurised hot-water extraction of organic carbon (PH-WEOC). Soil physico-chemical characteristics (pH, texture, soil carbon and nitrogen) were measured, as was the δ13C signature both in soils and in PH-WEOC. We also determined bacterial and fungal abund…

Dossier Sol

L'étude des sols, un domaine qui explose aujourd'hui

EA GenoSol EcolDur Magazine article

Platform GenoSol: a new tool for conserving and exploring soil microbial diversity

International audience; Soils are the principal reservoirs of microbial diversity and represent a core component of terrestrial ecosystems. There is an increasing demand for assessing the impact of agricultural and industrial practices on the environment at large scales in a context of global change. To address this demand, taxonomic and functional diversity of soil microbial communities, and their stability over time need to be characterized for predicting soil quality upon human activities, the evolution of this quality being expected to affect environment quality and public health. Recent methodological progresses have led to the development and automation of molecular biological tools (…

Les analyses microbiologiques des sols du RMQS

EABIOmE; Les analyses microbiologiques des sols du RMQS. Journées officielles de lancement du RMQS 2, Réseau de Mesures de la Qualité des Sols.

Effect of natamycin on the enumeration, genetic structure and composition of bacterial community isolated from soils and soybean rhizosphere

Natamycin is commonly used to control fungal growth on agar media used for bacterial enumeration or strain isolation. However, there is no conclusive report on the possible effect of this antibiotic on bacterial growth or on the diversity of the recovered soil bacteria. Therefore, the possible effects of natamycin on the numbers of bacteria isolated at 12 degrees C from three different soils and soybean rhizosphere soil were investigated using natamycin concentrations ranging from 0 to 200 mg l(-1). Our results demonstrate that natamycin concentrations, which inhibit the growth of fungi on the media, have a small but significant inhibitory effect on the number of bacterial colony forming un…

Soil biodiversity monitoring in Europe : ongoing activities and challenges

International audience; The increasing interest in soil biodiversity and its protection includes both the biodiversity conservation issues and the mostly unknown economic and ecological values of services provided by soil biodiversity. Inventory and monitoring are necessary tools for the achievement of an adequate level of knowledge regarding soil biodiversity status and for the detection of biodiversity hot spots as well as areas where current levels of biodiversity are under threat of decline. In this paper the main tools and methodological approaches for soil biodiversity measurement are presented. Technical aspects related to the inventory and monitoring activities at a large spatial sc…

Des ecosystèmes préservés

National audience; On le foule, on s’y appuie, les arbres s’y enracinent, les insectes le creusent, la biodiversité en dépend : le sol, trait d’union entre le monde souterrain et la surface, est un terreau vivant sur lequel se construit la ville. Pour mieux appréhender le sol dijonnais, rencontre avec Lionel Ranjard, directeur de recherche à l’Institut national de la recherche agronomique et de l’environnement (Inrae).

Que sait-on vraiment de l’impact des digestats de méthanisation sur la qualité biologique des sols agricoles ?

National audience; Pas de résumé

Le RMQS au service de l'écologie microbienne des sols français

International audience; L'écologie microbienne des sols a longtemps été reconnue comme souffrant d'un certain manque de généricité car les études ont souvent été menées à l'échelle de parcelles voire de petits territoires et avec peu de sites investigués. Il en résulte un manque de connaissances sur les processus de distribution des populations et de la régulation de la diversité microbienne à grande échelle face à des modifications environnementales dues aux usages des terres ou au changement climatique. Dans les années 2000, le RMQS, avec 2 240 sites échantillonnés sur toute la France, a représenté une opportunité unique pour étudier les micro-organismes du sol sur de grandes échelles spa…

Contribution of molecular biology techniques to the knowledge of soil microbial diversity and functions

Depuis le développement de l’industrialisation, de l’urbanisation et de l’agriculture intensive, le sol est de plus en plus soumis à de nombreuses variations des conditions environnementales entraînant des modifications de la diversité taxonomique et de la fonctionnalité des communautés microbiennes indigènes. Par conséquent, la question de la signification fonctionnelle de ces pertes/modifications de biodiversité en termes de capacité des écosystèmes à maintenir les fonctions et services dont l’humanité dépend est aujourd’hui centrale. Dans ce contexte, un des challenges en écologie microbienne est de mieux définir et comprendre les processus qui génèrent et maintiennent la diversité micro…

Microbiogéographie à l'échelle du territoire national

Dynamique, diversité et adaptation des communautés microbiennes du sol en réponse à différents types de perturbations environnementales : influence des caractéristiques physico-chimiques du sol et changement d'échelle

Atlas Français des bactéries du sol

Battle Karimi est post-doctorante dans l’UMR Agroécologie à l’INRA de Dijon et s’intéresse à l’écologie des communautés microbiennes. Elle a intégré l’équipe de recherche Biocom en 2016 afin d’analyser l’ensemble des données environnementales et microbiologiques issues du RMQS (Réseau de Mesures de la Qualité des Sols) et de les valoriser sous la forme du présent ouvrage. Elle a participé à la rédaction et à la mise en forme de la majeure partie de l’atlas, et a coordonné son avancement au sein de l’équipe d’auteurs.Nicolas Chemidlin-Prévost Bouré est maître de conférences en biologie des sols à AgroSup Dijon et membre de l’UMR Agroécologie. Spécialisé en écologie des communautés microbienn…

Voici la carte de diversité microbienne

La biologie du sol au service des productions agricoles

EABIOmE; La biologie du sol au service des productions agricoles. Conférence au Museum d’Histoire Naturel de Bourges

Impact des modes de production économes en pesticides de synthèse sur la qualité microbiologique des sols viticoles

La viticulture est un secteur d‘activité agricole stratégique pour la France carelle représente le 1er poste exportateur du secteur agroalimentaire pourseulement 3% de la SAU Française. Toutefois, elle est aussi une forteconsommatrice de produits phytosanitaires avec 20% des pesticides utilisés enFrance à elle seule, couplé aussi a une forte mécanisation. Tout ceci entraîne unedégradation de la qualité des sols, qu’elle soit physique (Quiquerez et al., 2008),ou biologique (Dequiedt et al., 2011). Une baisse importante de la biodiversitédu sol altère ses grandes fonctions d’intérêts telles que la décomposition de lamatière organique et la fourniture d’éléments minéraux, l’effet barrière auxp…

Evaluation de la qualité des sols sur le secteur de référence de l'observatoire pérenne de l'environnement

National audience; L’Observatoire pérenne de l’environnement (OPE) de l’Andra a mis en œuvre depuis 2007 un réseau d’inventaires et d’observations à long terme des différents milieux de l’environnement sur un territoire de 240 km2 dans les départements de Meuse et de Haute-Marne. Un réseau de suivi de la qualité des sols a ainsi été mis en place selon un maillage systématique, conduit à l’échelle du paysage sur une grille de 1,5 km x 1,5 km, en suivant le protocole national d’échantillonnage et d’analyse du Réseau de Mesures de la Qualité des Sols (RMQS). L’objectif du réseau de suivi de la qualité des sols de l’OPE est d’établir un état de référence consistant à caractériser les sols en te…

The RMQS-Biodiversity as a project of large-scale soil biodiversity monitoring in France

International audience

La qualité des sols expliquée aux agriculteurs

Les vice-présidents de l'UCPT, Joseph Rousseau, Hubert Jacob, Jean-Jacques Le Bris, et le conférencier Lionel Ranjard. Les vice-présidents de l'UCPT, Joseph Rousseau, Hubert Jacob, Jean-Jacques Le Bris, et le conférencier Lionel Ranjard. | Invité par les producteurs, Lionel Ranjard, écologue microbien, a démontré vendredi, que le sol était un milieu vivant. Il faut savoir en prendre soin pour le conserver.Comme tous les deux ans, l'UCPT (Union des coopératives de Paimpol et Tréguier) organise une conférence à destination de ses membres et des étudiants du lycée Pommerit. Lionel Ranjard, directeur de recherche à l'Institut national de la recherche agronomique de Dijon, est venu évoquer la vi…

Dossier : les maxi-pouvoirs des micro-organismes du sol

EABIOmEUBINRAUMR; Comment décrire le fonctionnement biologique des sols ? Quels rôles jouent les micro-organismes ? Comment les pratiques culturales influent-elles sur l’abondance et la diversité des micro-organismes ? Pour parler de ce monde souterrain encore peu connu, l’équipe de La France Agricole a fait parler plusieurs chercheurs de l’unité Agroécologie du Centre INRA de Dijon – Bourgogne-Franche-Comté. Parmi eux, Lionel Ranjard et Sébastien Terrat

Diagnostic microbiologique de la qualité des sols : du territoire national aux sols agricoles

INRAEABIOmE; Diagnostic microbiologique de la qualité des sols : du territoire national aux sols agricoles. Journée d’Animation Scientifique et Technique sur "La Microbiologie Moléculaire au Service du Diagnostic Environnemental". ADEME, L’Observatoire Français des Sols Vivants et le GDR Génomique Environnemental

Mapping, understanding and predicting soil microbial diversity across France

International audience; Microorganisms are extremely abundant and diverse in soils. Their huge diversity is central in soil functioning regarding the diversity of functions it supports (mineralization, detoxification, stability of soil…) and is more and more studied, especially in a context of increasing pressure on soil resources. Conversely to macroorganisms whose distribution on a wide scale has been studied for over a century, spatial scaling and determinism distribution of soil microorganisms on nationwide scale still needs to be documented, notably to decipher the environmental filters shaping these communities. communities were investigated at the scale of France to characterize thei…

AGRO-ECO SOL, un outil de diagnostic des fonctions du sol et de conseil basé sur des bioindicateurs - schéma général d’interprétation

La Biologie des Sols : outils de mesure et intérêt pour les productions agricoles

Impact of heavy metals on soil microflora

Distribution, biodisponibilité, dynamique et impact du cuivre sur les communautés microbiennes dans les sols de vigne. Effet du statut organique des sols

National audience

Monitoring complex bacterial communities using culture-independent molecular techniques: application to soil environment

Over the last decade, important advances in molecular biology led to the development of culture-independent approaches to describing bacterial communities. These new strategies, based on the analysis of DNA directly extracted from environmental samples, circumvent the steps of isolation and culturing of bacteria, which are known for their selectivity leading to a non-representative view of the extent of bacterial diversity. This review provides an overview of the potentials and limitations of some molecular approaches currently used in microbial ecology. Examples of applications to the study of indigenous soil microbial community illustrate the feasibility and the power of such approaches.

Sols : les pieds sous terre. Émission La Méthode Scientifique, France Culture. Par Antoine Beauchamp et Nicolas Martin. 27 septembre 2021

Quand a-t-on commencé à s'intéresser aux sols ? Que sait-on de leur biodiversité ? Quelles sont les couches qui les composent ? De quoi sont constituées leurs parties minérales et organiques ? Est-ce que les sols, par leur rôle de puits de carbone, pourraient limiter le réchauffement climatique ? Nous cheminons jour après jour en périphérie du cœur de la vie et pour être plus précis, nous le piétinons. Nous cheminons jour après jour en périphérie du cœur de la vie et pour être plus précis, nous le piétinons.Si les sols abritent une biodiversité encore largement méconnue, ils sont aussi un espace de production de ressources vitales, de filtration des eaux ou encore de stockage de gaz à effet…

Effets des aménagements agroforestiers sur la biodiversité viticole

Prod 2018-253f EA BIOmE INRA; National audience

La biodiversité des sols: un patrimoine méconnu et en danger

Étude de la qualité des milieux terrestres : caractérisation des impacts écotoxiques dans les sols

National audience; Étude de la qualité des milieux terrestres : caractérisation des impacts écotoxiques dans les sols

Metaproteomics: a new approach for studying functional microbial ecology

Establishing the link between microbial diversity and ecosystem functioning constitutes one of the fundamental questions in microbial ecology. However, microbial biodiversity cannot be resolved in a single manner and the question arises about which of the genetic and/or taxonomic and/or functional components of biodiversity are the most relevant in such a problematic. To date, most researches in this field has focused on genetic diversity and few investigations have examined functional diversity, resulting in a poor understanding of the manner in which genetic and taxonomic diversity affect functional diversity or ecosystem properties. This can be explained by paucity of methods allowing an…

Methylation of inorganic selenium by the bacterial thiopurine methyltransferase

International audience

ECOMIC-RMQS : Microbio-géographie à l'échelle de la France par application d'outils moléculaires au Réseau de Mesure de la Qualité des sols

ECOMIC-RMQS: Inventaire et cartographie de la diversité microbienne des sols à l'échelle du territoire national

Erosion of biodiversity affects the stability of soil microbial communities

Anthropogenic activities have led to a significant modification/reduction of biodiversity. By observing this erosion, the understanding of the relationship between biodiversity and ecosystem functioning has emerged as a central issue in ecological and environmental sciences during the last decade. This relationship between diversity-stability-function has been extensively studied by plant ecologists, but remains largely unexplored for soil microorganisms. In this context, we studied the impact of an erosion of biodiversity on the stability of soil microbial communities (i.e. resistance and resilience) in response to two perturbations: a residual metallic stress (mercury input at 20 ppm) and…

A microcosm experiment to evaluate the influence of location and quality of plant residues on residue decomposition and genetic structure of soil microbial communities

The effects of location (soil surface vs. incorporated in soil) and nature of plant residues on degradation processes and indigenous microbial communities were studied by means of soil microcosms incubation in which the different soil zones influenced by decomposition i.e. residues, soil adjacent to residues (detritusphere) and distant soil unaffected by decomposition (bulk soil) were considered. Plant material decomposition, organic carbon assimilation by the soil microbial biomass and soil inorganic N dynamics were studied with 13 C labelled wheat straw and young rye. The genetic structure of the community in each soil zone were compared between residue locations and type by applying B- a…

France 3 - Emission "Le monde de Jamy" : Santé, budget, environnement : des solutions dans nos assiettes ! 19 janvier 2022

La production de l'alimentation représente un quart des émissions de gaz à effet de serre. Mange-t-on trop riche ? Comment savoir si les fruits et légumes contiennent des pesticides ? Faut-il consommer moins de viande ? Jamy apporte des solutions : des menus savoureux, bons pour la santé, pour la planète, et pour le portefeuille. Afin de mieux comprendre l'impact de certains aliments sur l'organisme, Jamy fait un voyage à l'intérieur des carottes, des cookies et des yaourts. Il rencontre les nutriments qu'ils contiennent et dont certains rendent accros. Dans les plus beaux terroirs de France, Jamy fait aussi découvrir ces nouveaux agriculteurs qui produisent en préservant l'environnement. C…

Table ronde : Quelles perspectives pour la construction et l’usage d’indicateurs de qualité des sols adaptés aux trajectoires de transition des systèmes agricoles ?

Predictive models of abundance and diversity of soil microbial communities

International audience

Les structures et vecteurs de transfert de connaissances et d'outils opérationnels

International audience

Soil bacterial interaction networks on a wide scale

EA BIOME INRA AGROSUP UB; International audience

Shifts in diversity and microscale distribution of the adapted bacterial phenotypes due to Hg(II) spiking in soil.

In a previous experiment [Ranjard et al. (2000) FEMS Microbiol Ecol 31:107–115], the spatial heterogeneity of a mercury impact on soil bacterial community was revealed by an increase of mercury-resistant (HgR) bacterial numbers in the outer fraction and the sand fractions when compared to those in the silt fractions. The objectives of the present study were (i) to investigate whether mercury exposure affects the diversity and the distribution within the various fractions of the HgR populations and (ii) to evaluate the contribution of the HgR populations to the overall community adaptation. A total of 236 strains isolated before (104 isolates) and 30 days (132 isolates) after spiking were ch…

Atlas français des champignons du sol

Un seul gramme de sol peut contenir plusieurs millions de champignons microscopiques !Depuis un milliard d’années d’évolution et d’adaptations, le règne des champignons est un acteur incontournable de la biodiversité de notre planète. Les champignons sont souvent observés grâce à leurs sporophores qui se développent au-dessus du sol. Ces derniers représentent pourtant seulement la pointe de l’iceberg de leur diversité car les champignons sont en réalité majoritairement présents sous forme microscopique dans nos sols. Dans cet atlas, les auteurs, qui sont des chercheurs INRAE spécialistes en écologie microbienne et en sciences du sol, dévoilent une nouvelle vision des champignons. Ils ont ré…

Soil Bacterial and Fungal Communities of Urban Areas in France

International audience

Influence of microbial diversity on soil organic carbon dynamics highlighted by a 13C-labelling technique

Soil organic matter (SOM) represents the main pool of carbon within the biosphere, estimated at roughly twice that in atmospheric CO2. In agrosystems, organic amendments are common to maintain soil C stocks. However, recent studies have revealed that these practices can lead to a priming effect, corresponding to enhanced release of CO2 into the atmosphere, due to over-mineralisation of soil organic carbon. Therefore, appropriate decisions regarding organic input management require better understanding of the biogeochemical cycles related to SOM dynamics. As soil microorganisms are major actors in SOM turnover, their diversity is likely to influence SOM dynamics. In this context, the relatio…

Distribution spatiale et traduction fonctionnelle de la diversité microbienne des sols

Le sol, après avoir longtemps été considéré comme un support de construction et de production, est maintenant légitimé comme un des derniers remparts pour la biodiversité terrestre. Parmi les organismes indigènes du sol, les microorganismes et notamment les bactéries sont les plus abondants et diversifiés avec plusieurs milliards d’individus représentant plusieurs millions d’espèces différentes par gramme de sol. De plus, ces microorganismes ont un rôle dans les cycles biogéochimiques des éléments majeurs (C, N, P…) et donc dans les services écosystèmiques que peut rendre le sol (recyclage éléments minéraux, qualité de l’atmosphère et de l’eau, production primaire…). Par conséquent, afin d’…

Microbial-biogeography at the scale of France by the use of molecular tools applied to the French soil quality monitoring network (RMQS)

International audience

Comparaison de l'arisa et du séquençage haut débit pour l'étude des processus de diversification des communautés microbiennes du sol

EA SPE EcolDur GenoSol; National audience

Quand fertilité rime avec biodiversité

 ; Un nouveau mode de réflexion sur la fertilité des sols est en marche, initié par des chercheurs de l'Inra. À partir d'un vaste travail de cartographie de la diversité microbienne des sols réalisé sur l'ensemble du territoire, les chercheurs ont relié la fertilité des sols à la biodiversité qui s'exprime depuis la parcelle jusqu'au paysage. La meilleure compréhension de ces interactions pourra déboucher sur le maintien d'une productivité durable des sols.

Stability of soil microbial structure and activity depends on microbial diversity

Despite the central role of microbes in soil processes, empirical evidence concerning the effect of their diversity on soil stability remains controversial. Here, we addressed the ecological insurance hypothesis by examining the stability of microbial communities along a gradient of soil microbial diversity in response to mercury pollution and heat stress. Diversity was manipulated by dilution extinction approach. Structural and functional stabilities of microbial communities were assessed from patterns of genetic structure and soil respiration after the stress. Dilution led to the establishment of a consistent diversity gradient, as revealed by 454 sequencing of ribosomal genes. Diversity …

Assessing genetic structure and diversity of airborne bacterial communities by DNA fingerprinting and 16S rDNA clone library

Abstract The density, genetic structure and diversity of airborne bacterial communities were assessed in the outdoor atmosphere. Two air samples were collected on the same location (north of France) at two dates (March 2003 (sample1) and May 2003 (sample 2)). Molecular culture-independent methods were used to characterise airborne bacterial communities regardless of the cell culturability. The automated-ribosomal intergenic spacer analysis (A-RISA) was performed to characterise the community structure in each sample. For both sampling dates, complex A-RISA patterns were observed suggesting a highly diverse community structure, comparable to those found in soil, water or sediment environment…

Les structures et vecteurs de transfert de connaissances et d'outils opérationnels Format 5 mn

National audience

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

EA SPE GenoSol EcolDur; National audience; Les 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 organi…

Qualité microbiologique des sols et services rendus

EABIOmE; Qualité microbiologique des sols et services rendus. Conférence au Jardin des plantes de Nantes

SOIL MICROBIOLOGICAL QUALITY: STATE OF THE ART AND IMPORTANCE OF MICROBIAL COMMUNITIES FOR FRENCH AGRICULTURAL SOILS

Soils are one of the major reservoirs of biological diversity on our planet, hosting a huge diversity of microorganisms. Numerous studies have demonstrated the role of microbial diversity in soil functions, such as nutrient cycling or pathogen management. Given the key role of soil microorganisms in the regulation of soil ecosystem functions, the environmental factors driving soil microbial diversity need to be understood. In France, we have the opportunity to benefit from a national soil survey (called the French Soil Quality Monitoring Network), which represents one of the most extensive and without a priori soil sampling survey available to date. Through several funded projects, we were …

C dans l'sol. WebTV.

Invisibles à l’oeil nu, ils sont des milliards à vivre, travailler, respirer, transformer la matière du sol : les micro-organismes du sol. Bactéries, champignons... et si on allait voir ça de plus prêt avec Lionel RANJARD Directeur de recherche à l'UMR AGROECOLOGIE de l'INRAe de Dijon

High-throughput sequencing of amplicons for monitoring yeast biodiversity in must and during alcoholic fermentation

Abstract We compared pyrosequencing technology with the PCR-ITS-RFLP analysis of yeast isolates and denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). These methods gave divergent findings for the yeast population. DGGE was unsuitable for the quantification of biodiversity and its use for species detection was limited by the initial abundance of each species. The isolates identified by PCR-ITS-RFLP were not fully representative of the true population. For population dynamics, high-throughput sequencing technology yielded results differing in some respects from those obtained with other approaches. This study demonstrates that 454 pyrosequencing of amplicons is more relevant than other methods …

Plateforme GenoSol : une nouvelle structure dédiée au transfert technologique et à la mise en place de référentiel en biologie du sol

Élaboration du premier référentiel territorial de la qualité microbiologique des sols afin de promouvoir la transition agroécologique

National audience; Le sujet de thèse fait partie d’un projet de développement territorial, porté par Dijon Métropole,dont l’objectif est de développer un système alimentaire durable d’ici 2030 sur l’aire urbainede Dijon Métropole (3000 km2). Il s’inscrit dans l’une des actions du projet : l’action Sol Expertdont l’objectif est de développer un référentiel territorial de la qualité des sols afin de validerun diagnostic opérationnel pour accompagner la transition agroécologique. La question derecherche du sujet de thèse porte sur l’étude de l’effet des modes d’usage et des pratiquesassociées sur les communautés microbiennes telluriques et les services qu’elles fournissent.Des objectifs fondam…

Microbial Community Structure and Density Under Different Tree Species in an Acid Forest Soil (Morvan, France)

Overexploitation of forests to increase wood production has led to the replacement of native forest by large areas of monospecific tree plantations. In the present study, the effects of different monospecific tree cover plantations on density and composition of the indigenous soil microbial community are described. The experimental site of "Breuil-Chenue" in the Morvan (France) was the site of a comparison of a similar mineral soil under Norway spruce (Picea abies), Douglas fir (Pseudotuga menziesii), oak (Quercus sessiflora), and native forest [mixed stand dominated by oak and beech (Fagus sylvatica)]. Sampling was performed during winter (February) at three depths (0-5, 5-10, and 10-15 cm…

Biogéographie Microbienne: mythe ou réalité ?

National audience; Bien que les microorganismes soient les organismes les plus diversifiés et les plus abondants de notre planète, le déterminisme de leur diversification et de leur distribution spatiale à petite, comme à grande échelle, est très peu documenté. Ce manque d’intégration de l’échelle spatiale en écologie microbienne limite l’application des concepts développés en biogéographie pour les macro-organismes tels que la bêta-diversité (comment la composition des communautés change à l’échelle du paysage), qui est centrale pour la compréhension de la régulation et de l’évolution de la biodiversité en fonction des paramètres du milieu. Par conséquent, il est impossible à ce jour de dé…

Biogeographical patterns of soil bacterial communities.

International audience; This study provides the first maps of variations in bacterial community structure on a broad scale based on genotyping of DNA extracts from 593 soils from four different regions of France (North, Brittany, South-East and Landes). Soils were obtained from the soil library of RMQS (Réseau de Mesures de la Qualité des Sols = French soil quality monitoring network). The relevance of a biogeographic approach for studying bacterial communities was demonstrated by the great variability in community structure and specific geographical patterns within and between the four regions. The data indicated that the distribution of bacterial community composition might be more relate…

Spatial patterns of microbial communities at a soil micro-scale

International audience

Optimisation du pyroséquençage haut-débit pour caractériser la diversité taxonomique des communautés bactériennes des sols

La diversité microbienne d’un sol (que l’on estime à 100000 à 1000000 d’espè ces différentes par gramme de sol) est difficile à caractériser. Toutefois, d’importantes avancé es en biologie moléculaire (comme le développement du pyrosé quençage), ont permis d'obtenir plusieurs centaines de milliers de sé quences à partir d’un ADN métagénomique, permettant une meilleure caracté risation de la diversité des communautés microbiennes du sol. Toutefois, dans un contexte ou l’écologie microbienne du sol commence à s’accaparer les é chantillonnages de grande envergure (spatial et temporelle) afin de mieux hié rarchiser les processus et paramètres impliqués dans la diversification de ces communauté …

Exploring the links between Vis NIR spectra and bacterial communities structure of soils by PLS2 regression models

International audience

Réponse des communautés bactériennes telluriques à un apport de mercure inorganique : influence de la localisation des bactéries

Le projet Biodiversité ANR 2006 : ECOMIC-RMQS

Influence du type de sol et du mode d’occupation des sols sur la quantité d’ADN extraite et la densité des communautés bactériennes indigènes

National audience

Determinants of the distribution of nitrogen-cycling microbial communities at the landscape-scale

Little information is available regarding the landscape-scale distribution of microbial communities and its environmental determinants. However, a landscape perspective is needed to understand the relative importance of local and regional factors and land management for the microbial communities. In this manuscript, we investigated the distribution of functional microbial communities involved in N-cycling and of the total bacterial and crenarchaeal communities over 107 sites using a grid with a 16 km lag distance within Burgundy, a 31 500 km2 region in France. After quantifying the abundances of the total bacterial, crenarchaeal, nitrate-reducing, denitrifying and ammonia-oxidizing communit…

Temporal variability of airborne bacterial community structure in an urban area

International audience; Temporal airborne bacterial genetic community structure and meteorological factors were analysed above an urban area in the northwest of France from December 2003 to April 2004 with a sampling strategy considering different time intervals (from an hour to a month). Principal component analysis (PCA) of B-ARISA (Bacterial-Automated Ribosomal Intergenic Spacer Analysis) profiles revealed a hierarchy in the temporal variability of bacterial community: daily<weekly<seasonal. Co-inertia analysis between B-ARISA data and meteorological factors demonstrated the correlation between the seasonal variability in the bacterial community and climatic conditions such as temperatur…

Non, les sols viticoles ne sont pas morts

National audience

Metabiobiote

Intérêt de la qualité microbiologique (bactéries et champignons) des sols pour les productions viticoles

Prod 2018-253d EA BIOmE INRA; National audience

Fingerprinting and diversity of bacterial copA genes in response to soil types, soil organic status and copper contamination

A molecular fingerprinting assay was developed to assess the diversity of copA genes, one of the genetic determinants involved in bacterial resistance to copper. Consensus primers of the copA genes were deduced from an alignment of sequences from proteobacterial strains. A PCR detection procedure was optimized for bacterial strains and allowed the description of a novel copA genetic determinant in Pseudomonas fluorescens. The copA DNA fingerprinting procedure was optimized for DNA directly extracted from soils differing in their physico-chemical characteristics and in their organic status (SOS). Particular copA genetic structures were obtained for each studied soil and a coinertia analysis …

Differential copper impact on density, diversity and resistance of adapted culturable bacterial populations according to soil organic status

International audience; The effect of copper on the abundance, diversity and resistance of viable heterotrophic and copper resistant bacterial populations (CuR) was evaluated in soils differing only by their amount and type of organic matter. These soils have been obtained using a vineyard soil that had been subjected to three different organic matter managements (Not Amended (NA) or amended with Straw (S) or Conifer Compost (CC)) in a long term field experiment. Soil microcosms were artificially contaminated with copper (250 mg Cu kg−1 of soil) and incubated for 35 days. Throughout the incubation, a differential copper impact on viable heterotrophic and CuR bacterial enumeration was demons…

La perte de diversité affecte la stabilité structurelle et fonctionnelle des communautés microbiennes du sol

Les activités anthropiques impactent fortement la diversité des communautés microbiennes du sol. La question se pose de savoir dans quelle mesure ces modifications de diversité peuvent remettre en cause la capacité des sols à assurer les services dont dépendent les sociétés humaines. Pour répondre à cette question, une meilleure compréhension de la relation diversité-stabilité-fonction est indispensable. En 1999, Yachi et Loreau développent le concept d'assurance écologique selon laquelle une forte diversité d'espèces dans un écosystème permet une meilleure stabilité de son fonctionnement. Cette relation a largement été étudié chez les végétaux mais reste encore inconnue chez les microorgan…

Effects of land use intensity on european soil bacterial, fungal and archaeal communities

Whilst the importance of soils and their contribution to ecosystem services provision are well recognised, there is a paucity of knowledge on how particular land-use practices affect different types of soil organisms, and subsequently whether this affects soil functioning. The seventh framework programme EcoFINDERS project (Ecological Function and Biodiversity Indicators in European Soils) aims to “Decipher the links between soil biodiversity, activities, functioning and ecosystem services”. Through this project we have examined soil microbes at a number of European locations ranging from Iberian grassland to boreal forest. At each field site a gradient of land-use intensification has been …

Reciprocal interactions between plants and fluorescent pseudomonads in relation with iron in the rhizosphere

communication orale invitée; absent

Translation of metagenomics agroecosystems in ecological services

National audience

Soil fungal communities ecology: a biogeographical approach

Affiche, résumé; International audience

Intérêt de la biologie des sols pour les productions agricoles : de la recherche aux agriculteurs

EABIOmE; Intérêt de la biologie des sols pour les productions agricoles : de la recherche aux agriculteurs. 13. Journées d'Etude des Sols - Sol et Changement Global

Review of the impact of biogas digestates on the microbiological quality of agricultural soils

The global production of biogas has increased threefold during the last decade to partly replace fossil fuels, yet biogas production by anaerobic digestion generates substantial amounts of by-products named digestates. These biogas digestates can be recycled in soils to fertilize crops and to sequester carbon. However, the impact of digestates on the soil biological is actually poorly known. Here we reviewed the impact of digestates published in 56 articles reporting 23 microbial parameters. Half of the articles show neutral effects of biogas digestates and 7% showed negative effects. 25% of the articles show more stimulation of biogas digestates for the soil microbial quality, compared to …

Identification des fonctions microbiennes associées à la dégradation du soufre organique dans les sols par une approche de métaprotéomique

National audience

GnS-PIPE: an optimized bionformatic pipeline to efficiently assess microbial taxonomic diversity of complex environments using high throughput sequencing technologies

International audience; The rRNA genes (16S, 18S, ITS) are widely used to study microbial communities in soils, as they can be easily amplified from metagenomic DNA. Moreover, the recent development of high-throughput sequencing technologies allows the assessment of millions of sequences from a single metagenomic DNA. Some pipelines are already available (e.g. QIIME or Mothur) to efficiently treat such data. However, the development of bioinformatic tools must now be validated by various biological tests. This was particularly true for key steps to appraise microbial diversity and richness. Here, we present a new pipeline named GnS-PIPE, a software application performing bacterial, archaeal…

Contamination of soil by copper affects the dynamics, diversity, and activity of soil bacterial communities involved in wheat decomposition and carbon storage.

ABSTRACT A soil microcosm experiment was conducted to evaluate the influence of copper contamination on the dynamics and diversity of bacterial communities actively involved in wheat residue decomposition. In the presence of copper, a higher level of CO 2 release was observed, which did not arise from greater wheat decomposition but from a higher level of stimulation of soil organic matter mineralization (known as the priming effect). Such functional modifications may be related to significant modifications in the diversity of active bacterial populations characterized using the DNA stable-isotope probing approach.

La plateforme GenoSol: un nouvel outil pour le transfert technologique et la mise en place de référentiel en biologie du sol

L'impact du mercure sur les bactéries telluriques

Les polluants toxiques, tels que le mercure, affectent largement les ecosystemes aquatiques, mais aussi les sols. Comment les bacteries telluriques reagissent-elles ?

Le projet AgrInnov : développer des indicateurs de qualité biologique des sols

EABIOmE; Le projet AgrInnov : développer des indicateurs de qualité biologique des sols. Congrès annuel de la Société Suisse de Pédologie

Role of plant residues in determining temporal patterns of the activity, size and structure of nitrate reducer communities in soil

ABSTRACT The incorporation of plant residues into soil not only represents an opportunity to limit soil organic matter depletion resulting from cultivation but also provides a valuable source of nutrients such as nitrogen. However, the consequences of plant residue addition on soil microbial communities involved in biochemical cycles other than the carbon cycle are poorly understood. In this study, we investigated the responses of one N-cycling microbial community, the nitrate reducers, to wheat, rape, and alfalfa residues for 11 months after incorporation into soil in a field experiment. A 20- to 27-fold increase in potential nitrate reduction activity was observed for residue-amended plot…

Distribution et déterminisme de la diversité des communautés de champignons telluriques à l'échelle de trois régions françaises

aeres : C-ACTN; National audience; no abstract

Impact assessment of irrigation by treated wastewater on soil bacterial genetic structure diversity of Nabeul-Tunisia irrigated areas

Affiche, résumé. Session AS: Agricullural Soils: Biodiverslly and Functloning; International audience

Animation scientifique et technique sur "La microbiologie moléculaire au service du diagnostic environnemental"

INRA EA BIOmEINRAEABIOmE; Dans une société où il devient urgent de réduire l’empreinte environnementale des activités humaines, l’établissement d’un diagnostic fiable de la qualité des divers écosystèmes (terrestres, aquatiques, atmosphériques) est une priorité absolue. Les microorganismes, de par leur petite taille, leur énorme diversité taxonomique et fonctionnelle, leurs capacités d’adaptations aux perturbations et leur forte implication dans les cycles biogéochimiques sont des candidats incontournables pour élaborer ce diagnostic

Contrasting Spatial Patterns and Ecological Attributes of Soil Bacterial Taxa across French National Territory

EA SPE BIOME GENOSOL UB UB Agrosup EA SPE BIOME GENOSOL UB UB AgrosupEASPEBIOMEGENOSOLUB UB Agrosup; Even though recent studies have clarified the influence of environmental filters on bacterial community diversity, those constraining bacterial populations variations remain unclear. In consequence, our ability to understand the ecological attributes of soil bacteria and to predict microbial community response to environmental stress is therefore limited. Here, we characterized the bacterial community composition and the various bacterial taxonomic groups constituting the community across the French country, by using a 16x16 km systematic grid representing 1825 sites to precisely decipher th…

Sampling strategy in molecular microbial ecology: influence of soil sample size on DNA fingerprinting analysis of fungal and bacterial communities.

Assessing soil microbial community structure by the use of molecular techniques requires a satisfactory sampling strategy that takes into account the high microbial diversity and the heterogeneous distribution of microorganisms in the soil matrix. The influence of the sample size of three different soil types (sand, silt and clay soils) on the DNA yield and analysis of bacterial and fungal community structure were investigated. Six sample sizes from 0.125 g to 4 g were evaluated. The genetic community structure was assessed by automated ribosomal intergenic spacer analysis (A-RISA fingerprint). Variations between bacterial (B-ARISA) and fungal (F-ARISA) community structure were quantified b…

Spécificité des besoins de recherche sur la qualité des sols en Agriculture Biologique. Bilan d’un séminaire transdisciplinaire INRA-ITAB

In November 2018, ITAB (Institute of Agriculture and Organic Food) and INRA (National Institute for Agronomic Research) organized a transdisciplinary seminar to bring together stakeholders to: i) share issues associated with soil management in Organic Farming (OF) systems, ii) collectively define the main research questions to be addressed; and iii) facilitate the construction of networks or projects. More than 150 participants attended the seminar, which was designed using the method of citizen facilitation of the community forum type (Town Hall Meeting) allowing all parties to express themselves and a live summary by experts. The seminar identified important knowledge gaps on soils in OF …

Les réserves de biodiversité se multiplient

 Résumé d'interview; Mers australes. L’inventaire du vivant conduit dans les parcs du Mercantour et des Alpi Marittime en appelle d’autres tout aussi ambitieux. En Slovaquie, un projet similaire vient de démarrer dans la région de Gemer, au sud-est du pays. Un autre prend corps en Tanzanie. En France, les chercheurs de l’Institut national de recherche agronomique de Dijon se penchent sur la diversité des microorganismes du sol pour mieux comprendre et évaluer l’impact des usages agricole, industriel ou urbain. Le réseau de mesure de la qualité des sols qu’ils ont mis en place couvre 2.200sitesrépartis selon une maille carrée de 16 km de côté. «L’objectif est de détecter l’apparition des pre…

La caractérisation des communautés microbiennes du sol à l'échelle de la France pour évaluer l'effet de l'usage des sols

National audience

Des indicateurs pour évaluer la vie des sols mobilisés dans le cadre d’un projet Casdar Agrinnov

L’objectif du projet Agrinnov est de valider les outils et le mode opératoire de transfert et de formation qui permettront de mettre en fonction un réseau de veille à l’innovation agricole sur le thème : impact des pratiques agronomiques sur la vie biologique des sols. La stratégie employée est d’identifier au sein des équipes de recherche impliquées dans la biologie et l’écologie des sols, les bioindicateurs existants et rapidement opérationnels pour être appliqués dans un réseau de sites agricoles (géré par l’Observatoire français des sols vivants) afin d’évaluer les impacts environnementaux et agronomiques des pratiques agricoles. Les bioindicateurs utilisés ciblent deux composantes biol…

Les contrôleurs du sol

Soil microbial community response to a selenium chronic exposure

International audience

Le semis direct sous couverture végétale favorise les microbes du sol

Les pratiques agricoles modifient les propriétés physiques et chimiques des sols, qui à leur tour peuvent affecter les micro-organismes qui y vivent avec des conséquences sur le fonctionnement biologique et la qualité de ces sols. Nous connaissons cependant peu de choses sur les interactions entre les pratiques agricoles, les propriétés physico-chimiques et les communautés microbiennes des sols. Peu d'études ont notamment été conduites dans les savanes herbacées des zones tropicales, fortement acides et lessivées, alors que ces espaces représentent des réservoirs importants de terres agricoles, aujourd’hui peu mis en valeur, alors qu’ils pourraient répondre, dans de bonnes conditions d’expl…

Diversité et dynamique des communautés microbiennes impliquées dans la dégradation des résidus de culture : influence du type de résidu et des pratiques agricoles

National audience

Qu’attendre des recherches en microbiologie du sol ?

SPE EA EcolDur GenoSol MERS IPM Résumé du livre : La fertilité des sols est au carrefour des enjeux de sécurité alimentaire, de protection de l’environnement et de rentabilité économique de l’activité agricole. Cet ouvrage présente les résultats d’une réflexion prospective sur le contexte de la fertilisation dans les 5-10 ans à venir. Il définit les besoins en termes de méthodes et d'outils pour la gestion des cycles biogéochimiques et le raisonnement de la fertilisation en agriculture. Mots clés du livre : agriculture - agronomie - eau - effluent - engrais - environnement - fertilisation - pollution - prévention - production végétale - prospective - sol Description du chapitre 10 (partie 3…

La diversité microbienne des sols subit-elle la 6e extinction ?

La biodiversité créatrice de valeur dans mon exploitation : l’observer, la comprendre.

Estimation of atrazine-degrading genetic potential and activity in three French agricultural soils

The impact of organic amendment (sewage sludge or waste water) used to fertilize agricultural soils was estimated on the atrazine-degrading activity, the atrazine-degrading genetic potential and the bacterial community structure of soils continuously cropped with corn. Long-term application of organic amendment did not modify atrazine-mineralizing activity, which was found to essentially depend on the soil type. It also did not modify atrazine-degrading genetic potential estimated by quantitative PCR targeting atzA, B and C genes, which was shown to depend on soil type. The structure of soil bacterial community determined by RISA fingerprinting was significantly affected by organic amendmen…

Biogeographical patterns of soil bacterial diversity at the scale of France

EA SPE BIOME GENOSOLEASPEBIOMEGENOSOL; Biogeographical patterns of soil bacterial diversity at the scale of France. 16. International Symposium on Microbial Ecology - ISME16

GnS-PIPE: an optimized bionformatic pipeline to efficiently assess microbial taxonomic diversity of complex environments using high throughput sequencing technologies

International audience; The rRNA genes (16S, 18S, ITS) are widely used to study microbial communities in soils, as they can be easily amplified from metagenomic DNA. Moreover, the recent development of high-throughput sequencing technologies allows the assessment of millions of sequences from a single metagenomic DNA. Some pipelines are already available (e.g. QIIME or Mothur) to efficiently treat such data. However, the development of bioinformatic tools must now be validated by various biological tests. This was particularly true for key steps to appraise microbial diversity and richness. Here, we present a new pipeline named GnS-PIPE, a software application performing bacterial, archaeal…

Insolite : la nuit, ils carottent les sols des couloirs de tram

National audience; L’opération a duré de 23 heures à 2 h 30, dans la nuit de mercredi à jeudi. Des chercheurs de l’Institut national de recherches agronomiques de Dijon ont prélevé des sols pour analyser et découvrir les organismes qu’ils abritent. Le référentiel, en cours d’élaboration, est une première à l’échelle européenne.

Relation entre mode d’usage agronomique, diversité microbienne et turn-over des matières organiques dans le sol

Affiche, résumé; International audience

Ecomic - RMQs : Cartographie de la diversité microbienne des sols à l'échelle de la France

aeres : C-AFF; National audience; no abstract

Microbiologie des sols au service d’une agriculture durable

Soils as reservoir of opportunistic human material pathogens and impact of agricultural practices

Affiche, résumé; National audience

Impact of wheat straw decomposition on successional patterns of soil microbial community structure

International audience; The dynamics of indigenous bacterial and fungal soil communities were followed throughout the decomposition of wheat straw residue. More precisely, such dynamics were investigated in the different soil zones under the influence of decomposing wheat straw residue (i.e. residues, soil adjacent to residue = detritusphere, and bulk soil). The genetic structures of bacterial and fungal communities were compared throughout the decomposition process long by applying B- and F-ARISA (for bacterial and fungal-automated ribosomal intergenic spacer analysis) to DNA extracts from these different zones. Residue decomposition induced significant changes in bacterial and fungal comm…

How build up soil bacterial co-occurrence networks from wide spatial scalesampling?

National audience; Although land use drives soil bacterial diversity and community structure, littleinformation about the bacterial interaction networks is available. Here, we investigatedbacterial co-occurrence networks in soils under different types of land use (forests, grasslands,crops and vineyards) by sampling 1798 sites in the French Soil Quality Monitoring Networkcovering all of France. An increase in bacterial richness was observed from forests tovineyards, whereas network complexity respectively decreased from 16,430 links to 2,046.However, the ratio of positive to negative links within the bacterial networks ranged from 2.9 inforests to 5.5 in vineyards. Networks structure was ce…

Monitoring microbial diversity in European soils: ongoing projects and challenges

SPEEcolDurGenoSolCT3communication orale invitée, résumé et slides; According to the Convention of Biological Diversity (Rio de Janeiro, 1992), biodiversity is the variation in life from genes to species, communities, ecosystems, and landscapes. Soils represent a huge reservoir of biodiversity which varies in terms of taxonomic richness, relative abundance and distribution according to soil types, climatic conditions, vegetation and land uses. The key functions supporting ecosystem services as identified in the Millennium Ecosystem Assessment (MEA, 2005) largely depend upon organisms that inhabit the soil. Thus, the design and implementation of a sustainable soil management strategy requires…

Lionel Ranjard : La passion des sols et de leur diversité microbienne

EA GenoSol EcolDur Magazine article Portrait

Seasonal dynamics of the bacterial community in forest soils under different quantities of leaf litter

International audience; Soil microbial communities play an important role in soil carbon functioning, particularly in forest ecosystems. Their variation in response to climate change may affect soil carbon processes, highlighting the importance of understanding how environmental factors affect microbial communities. This study aimed to determine to what extent an increase in the quantity of fresh litter may affect heterotrophic mineralization of organic carbon and bacterial community structure in soil and litter. A litter manipulation experiment was performed in situ in a temperate deciduous forest. Three treatments of fresh litter inputs were considered: litter exclusion, natural condition…

A soil microscale study to reveal the heterogeneity of Hg (II) impact on indigenous bacteria by quantification of adapted phenotypes and analysis of community DNA fingerprints

International audience

Modèles prédictifs de l'abondance et de la diversité microbienne tellurique

Le sol représente avant tout pour l’homme un support de construction et de production agricole. Sa surexploitation depuis le développement de l’agriculture intensive et de l’industrialisation a menée à une érosion significative de sa biodiversité microbienne et par la même des fonctions et services remplis par cette biodiversité. Dans ce contexte, il devient donc urgent de fournir aux utilisateurs des sols les moyens d’évaluer l’état microbiologique de leur support de production et l’impact des pratiques associées (agricoles, industriels). Toutefois, face à la demande croissante des utilisateurs des sols pour caractériser l’état biologique de leur milieu de production il devient urgent d’am…

Patterns biogéographiques de la diversité bactérienne des sols à l'échelle du territoire national

aeres : C-COM; National audience; no abstract

Change in nitrate reducer community structure in wheat residue amended soil revealed by stable isotope probing

Ressources génétiques microbiennes des sols (Plateforme GenoSol)

Assessing microbial biogeography by using a metagenomic approach

EABIOmEIPMUBINRA; Soils are highly complex ecosystems and are considered as one of the Earth’s main reservoirs of biological diversity. Bacteria account for a major part of this biodiversity, and it is now clear that such microorganisms have a key role in soil functioning processes. However, environmental factors regulating the diversity of below-ground bacteria still need to be investigated, which limits our understanding of the distribution of such bacteria at various spatial scales. The overall objectives of this study were: (i) to determine the spatial patterning of bacterial community diversity in soils at a broad scale, and (ii) to rank the environmental filters most influencing this …

Distribution spatiale de la diversité microbienne des sols à l’échelle du territoire national

Le sol représente un exceptionnel réservoir de biodiversité microbienne tant en termes d’abondance et de richesse spécifique, qu’en termes de fonctions et de processus impliqués dans les flux de matière et d’énergie. Ce réservoir assure et supporte de nombreux services écosystémiques à la base de la durabilité des systèmes de production exploités par l’Homme. Cette grande biodiversité lui confère des capacités d’adaptation (résistance, résilience, redondance fonctionnelle,…) face aux activités anthropiques et aux changements globaux, et constitue ainsi une véritable assurance écologique pour l’Homme et ses moyens de production. Néanmoins, de nombreuses connaissances restent encore à acquéri…

La microbiologie moléculaire environnementale : historique, limites et potentialités

prod 2017-237c INRA EA BIOmE; Résumé de la brochure : Dans une société où il devient urgent de réduire l'empreinte environnementale des activités humaines, la première étape est de pouvoir faire un diagnostic de la qualité de notre environnement et des différentes matrices le constituant (eau, sol, atmosphère, déchets). Les microorganismes, de par leur petite taille, leur énorme diversité taxonomique et génétique, leur réactivité aux perturbations ainsi que par leur forte implication dans les cycles biogéochimiques gérant les flux de matière et d'énergie, sont des candidats incontournables pour élaborer ce diagnostic. Ceci est d'autant plus vrai que depuis une vingtaine d'années les fortes …

Relever les défis des relations agriculture et environnement par des approches participatives : une révolution amorcée !

Prod 2018-124 SPE EA BIOME INRA; National audience

Effet de la substitution d'essence sur le fonctionnement et la durabilité des écosystèmes forestiers : l'apport des travaux pluridisciplinaires menés en forêt de Breuil Chenue - Morvan

National audience; Le site-atelier de Breuil (Morvan), appartenant à l’Observatoire de Recherche sur l’Environnement F-ORE-T, est un support opérationnel des travaux actuels sur les cycles biogéochimiques en relation avec la diversité biologique du sol. De nombreux projets multidisciplinaires sont en cours sur ce site dont l’objectif commun est d’améliorer les connaissances sur les effets physiques, chimiques et biologiques des substitutions d’essences. Des travaux y sont menés à différentes échelles temporelles et spatiales, de l’instantané au pluriannuel, du microsystème fonctionnel jusqu’à l’écosystème complet. Les travaux développés à Breuil depuis 2001, montrent que les essences ont af…

Protein and DNA fingerprinting of a soil bacterial community inoculated into three different sterile soils

The functional and genetic structures of a soil bacterial community were characterized after inoculation into three different sterile soils using a protein and DNA fingerprinting method, respectively. Principal component analysis (PCA) of profiles revealed that, depending on soil characteristics, bacterial communities with similar genetic structures harbored different functional structures and thus could potentially be of differing ecological significance for soil functioning. Co-inertia analysis between protein fingerprinting data and the corresponding sets of soil physicochemical characteristics demonstrated the correlation between the functional structure of the bacterial community and s…

Optimization criteria in sample selection step of local regression for quantitative analysis of large soil NIRS database

International audience; Large soil spectral libraries compiling thousands of NIR (Near Infrared) reflectance spectra have been created encompassing a wide diversity and heterogeneity of spectra. Among the many chemometric approaches to the calibration of chemical and physical properties from these large libraries, local calibrations have the advantage of being able to select the most similar spectra to the spectrum of a target sample. This is particularly relevant when dealing with highly heterogeneous media such as soils, where the mineral matrix has a strong influence on spectral features. A crucial step in the implementation of local calibration procedures is the construction of local ne…

Impact du travail du sol sur son fonctionnement biologique

National audience; Les impacts des différentes modalités de travail du sol (labour, semis direct) sur l’environnement et les états du sol, sur la biodiversité ou sur le climat font l’objet de débats parfois passionnés mais souvent trop peu instruits sur les plans scientifique et technique. Que nous enseignent les expérimentations les plus récentes sur ce sujet ? Quelles sont les innovations qui se dessinent à l’heure actuelle ? Cet ouvrage propose une synthèse des connaissances les plus récentes dans ce domaine.

Agro-Eco Sol, un outil de diagnostic des fonctions du sol basé sur des bioindicateurs ; structure et règles générales d’interprétation

National audience