La vie dans les sols : du découpage taxonomique à l’intégration écologique

Prod 2018-76b équipe EA SPE BIOME INRA AGROSUP; National audience; Les sols sont des milieux où évolue une myriade d’organismes différents, déterminant une série de fonctions, qui se traduisent en services écosystémiques essentiels pour l’humanité. Mieux connaitre ces organismes, leur biodiversité, leurs interactions, ainsi que celles avec l’environnement, représente donc un enjeu majeur. L’écologie des sols plonge ses racines dans l’histoire naturelle. Cette vision écologique appliquée aux sols a la particularité d’intégrer au moins partiellement les apports des sciences du sol (physique, chimie, biochimie). Par le renouvellement des méthodes d’observations et d’analyses (notamment molécul…

Soils as a Key Component of the Critical Zone 6

Soils are environments where a myriad of different organisms evolve, determining a series of functions which translate into ecosystem services that are essential for humanity. Improving our understanding of these organisms, their biodiversity and their interactions with each other, as well as with the environment, represents a major challenge. Soil ecology has its roots in natural history. The ecological approach focused on soils is notable for integrating, at least partially, the contributions of soil sciences (physics, chemistry, biochemistry). By renewing methods of observation and analysis (especially molecular ones) and through the development of experimental approaches and modeling, a…

Artificial selection of rhizosphere microbial communities associated with plant resistance to leaf pathogens

International audience; Artificial selection of rhizosphere microbial communities associated with plant resistance to leaf pathogens

Interactions plantes/micro-organismes dans la rhizosphère

Prod 2018-76e EA SPE BIOME INRA AGROSUP; National audience; Chapitre 4. Interactions plantes/micro-organismes dans la rhizosphère La rhizosphère, un lieu d’échanges multiplesRecrutement des micro-organismes dans la rhizosphèreInteractions plantes/micro-organismes, une longue histoireMicrobiote rhizosphérique, des bénéfices pour la planteValorisation des interactions plantes/micro-organismes en agroécologieConclusion et perspectives Bibliographie résumé du livre : Les sols sont des milieux où évolue une myriade d’organismes différents, déterminant une série de fonctions, qui se traduisent en services écosystémiques essentiels pour l’humanité. Mieux connaitre ces organismes, leur biodiversité…

Améliorer la croissance des plantes ?

Samuel Jacquiod et Manuel Blouin, du laboratoire Agroécologie, proposent une nouvelle approche basée sur la sélection des microbiotes rhizosphériques.La sélection végétale ou amélioration végétale est apparue il y a environ 10 000 ans, avec la domestication des céréales. Cette pratique, basée sur la reproduction sexuée des plantes, consiste à croiser entre eux des spécimens qui présentent des caractéristiques d’intérêts, qu’elles soient ornementales ou agronomiques (résistance aux maladies/insectes, meilleure production, qualités nutritionnelles ou gustatives). De génération en génération, les plantes descendantes sont sélectionnées jusqu’à obtention d’une nouvelle variété ayant fixée les c…

Capacité de stockage de carbone dans le sol de variétés anciennes et modernes de blés

National audience; Gérer convenablement les puits de carbone pourrait permettre de compenser les émissions deCO2. Étant donné la superficie des terres arables, les pratiques sur les sols agricoles peuventservir de levier d'action. Dans ce projet de thèse, nous faisons l’hypothèse que la séquestrationdu carbone est modifiée par le développement et la profondeur du système racinaire descultures. À ce titre, les variétés de blé anciennes sont réputées pour leur système racinaire plusprofond que celui des modernes. De plus, l’apport d’intrants chimiques de synthèse, dont lesengrais azotés, pourrait modifier la dynamique du carbone du sol. Dans une étude de terrain,des variétés modernes et ancie…

Artificial selection of root microbiota associated to plant phenotype changes

International audience; Artificial selection applied at community level is an important, but still growing topic in the field of ecology andexperimental evolution [1-3]. Its recent implementation to microbial communities holds not only appealingpromises in terms of fundamental knowledge about selection itself [3], but also in terms of relevant applicationsto our society, including bioremediation [4] and plant traits enhancement [5]. Here we transposed the conceptof artificial selection of communities to perform experimental evolution of root microbiota inducing relevantphenotypic changes in plants. We grew ten successive generations of four weeks old Brachypodiumdistachyon inoculated with a…

Une nouvelle stratégie d'amélioration agricole

Les racines des plantes vivent en interaction étroite avec des communautés microbiennes. La survie et la croissance des espèces végétales dépendent de cette symbiose, à tel point que les chercheurs envisagent de sélectionner ces communautés pour améliorer les plantes cultivées.On a souvent besoin d'un plus petit que soi ». L'adage de Jean de la Fontaine trouve un écho inattendu dans un champ de recherche qui en est encore à ses prémices : l'amélioration des cultures végétales par la sélection de leurs partenaires microscopiques, ces communautés microbiennes du sol regroupant bactéries, champignons et archées qui forment le microbiote racinaire.Prenons Brachypodium distachyon, une graminée m…

Comment on “Global distribution of earthworm diversity”

Phillips et al . (Reports, 25 October 2019, p. 480) incorrectly conclude that tropical earthworm communities are less diverse and abundant than temperate communities. This result is an artifact generated by some low-quality datasets, lower sampling intensity in the tropics, different patterns in richness-area relationships, the occurrence of invasive species in managed soils, and a focus on local rather than regional richness.

Ecologists sow seeds of trust. Multi-lab replication efforts point the way to shoring up the reliability of field studies. Information brève sur les résultats d’une étude pilotée par Milcu A. et Roy J. et coordonnée par Blouin M.

International audience

Round table: earthworms and climate change; actor? indicator? a complex story

Determinisms of plant and microbiome interactions : a multidisciplinary approach involving high-throughput phenotyping

International audience

Diversité des mécanismes impliqués dans les interactions écologiques du sol

Prod 2018-76c équipe SPE équipe EA BIOME AGROSUP; Chapitre 2. Diversité des mécanismes impliqués dans les interactions écologiques du sol . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Manuel BLOUIN 2.1. Des interactions de nature diverse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2.2. Une diversité de mécanismes écologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.1. Les relations trophiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2.2.2. Modification physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 vi Les sols au coeur de la zone critique 6 2.2.3. Modification chimique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.2.4. Modification biochimique . . . . . .…

Les sols au cœur de la zone critique 6

Philippe Lemanceau est directeur de recherche à l’INRA où il dirige l’UMR Agroécologie. Il est microbiologiste du sol et spécialiste de la biodiversité des sols et des interactions plantes/micro-organismes.Manuel Blouin est professeur en écologie à AgroSup Dijon et membre de l’UMR Agroécologie. Ses recherches concernent l’effet des organismes du sol sur la croissance, le développement et la santé des plantes.; International audience; Les sols sont des milieux où évolue une myriade d’organismes différents, déterminant une série de fonctions, qui se traduisent en services écosystémiques essentiels pour l’humanité. Mieux connaitre ces organismes, leur biodiversité, leurs interactions, ainsi qu…

Plant/micro-organism interactions in the rhizosphere. Chap 4

Prod 2018-76i EA SPE BIOME INRA AGROSUP; International audience; Soils are environments where a myriad of different organisms evolve, determining a series of functions which translate into ecosystem services that are essential for humanity. Improving our understanding of these organisms, their biodiversity and their interactions with each other, as well as with the environment, represents a major challenge. Soil ecology has its roots in natural history. The ecological approach focused on soils is notable for integrating, at least partially, the contributions of soil sciences (physics, chemistry, biochemistry). By renewing methods of observation and analysis (especially molecular ones) and t…

Sélection artificielle de communautés microbiennes : effet de la diversité génétique et rôle des interactions interspécifiques

National audience; La sélection artificielle, à l'origine des espèces animales et végétales utilisées en agriculture, alongtemps été appliquée à l’échelle de l’individu. Il est possible de transposer cette procéduresur des holobiontes, communautés ou écosystèmes ; toutefois, cela ajoute un niveau decomplexité puisque le phénotype cible de la sélection résulte de la présence de plusieurs espèceset, potentiellement, de leurs interactions. L'ambition de ce projet est i) de déterminer si unediversité génétique microbienne élevée permet d'améliorer l'efficacité de la sélection artificiellede communautés microbiennes et ii) de déterminer si les interactions entre espèces sontimpliquées dans la mi…

Effets des interactions entre diversité végétale inter et intraspécifique et communautés microbiennes du sol sur les propriétés de l’écosystème - Candidature à la bourse Phytomic

National audience; Le lien entre diversité et fonctionnement d’un écosystème ainsi que les mécanismes sous-jacents sont très étudiés en génétique des populations et en écologie des communautés et des écosystèmes. La première s’attèle à décrire les effets de la variabilité génétique intraspécifique sur différentes propriétés écosystémiques tandis que la deuxième s’intéresse aux interactions écologiques au niveau interspécifique. Notre objectif est de faire le lien entre ces deux champs disciplinaires par l’étude des effets conjoints d’une mobilisation de la diversité végétale intra et interspécifique et de la diversité microbienne sur les propriétés de l’écosystème. Nous avons mesuré différe…

Artificial selection of rhizosphere microbiota associated to phenotypical changes in plant functions

International audience; Artificial selection applied at community level is an important, but still growing topic at the interface of ecology and evolution. Its recent implementation to microbial communities holds appealing promises not only in terms of fundamental knowledge about selection itself and the levels at which it may be used, but also in terms of relevant applications to our societies, including bioremediation and agroecology. In this experimental evolution study, we performed an artificial selection of rhizosphere microbial communities inducing relevant phenotypic changes in plants. In total, we grew more than 2200 Brachypodium distachyon plants, consisting in ten consecutive gen…

Les sols au coeur de la zone critique 6, écologie

Prod 2018-76a équipe EA SPE BIOME INRA AGROSUP; Les sols sont des milieux où évolue une myriade d’organismes différents, déterminant une série de fonctions, qui se traduisent en services écosystémiques essentiels pour l’humanité. Mieux connaitre ces organismes, leur biodiversité, leurs interactions, ainsi que celles avec l’environnement, représente donc un enjeu majeur. L’écologie des sols plonge ses racines dans l’histoire naturelle. Cette vision écologique appliquée aux sols a la particularité d’intégrer au moins partiellement les apports des sciences du sol (physique, chimie, biochimie). Par le renouvellement des méthodes d’observations et d’analyses (notamment moléculaires), le développ…

MOOC Université Virtuelle Environnement et Developpement Durable. Module "Émergence de l’ingénierie écologique"

Communiqué de presse qui annonce la publication d'un article "Nature in Ecology and Evolution" et qui a fait l'objet d'une News dans "Nature"

Effet de la diversité génétique sur l’efficacité de la sélection artificielle au niveau de la communauté : comment sélectionner des communautés microbiennes qui maximisent la fourniture d’azote aux plantes ?

National audience; La sélection artificielle, à l’origine des espèces animales et végétales d’intérêt agronomique, est classiquement exercée au niveau de l’individu, voire des gènes. Cependant, appliquer cette sélection au niveau supra-individuel permet l’accès à des sources de variation phénotypique supplémentaires introduites par les interactions inter-individuelles. Dans les procédures de sélection artificielle au niveau des communautés, comme dans les procédures classiques, la diversité tend à s’éroder au cours du temps ce qui peut altérer l’efficacité de la sélection. L’objectif de ma thèse est de déterminer comment la diversité génétique influence l’efficacité de la sélection artifici…

Humusica 1, article 1: Essential bases – Vocabulary

International audience; The Special Issue Humusica 1 corresponds to a field guide for the classification of terrestrial humus systems and forms. The present first article of the issue defines vocabulary, objects and concepts necessary for: (a) field investigation, (b) understanding the process of classification, (c) assigning ecological significance to the defined morpho-functional units, (d) discussing and exchanging scientific data about humus systems. The article starts with general considerations, as the necessity humans have to classify natural objects for sharing ideas and information on them. Then the article focuses on soil as functional element of every ecosystem. Historical and re…

Evidence of a core microbiota shaped by plant and earthworm interactions across soils

Prod 2018-139a EA AGROSUP INRA BIOME IPM; International audience; While having distinct niches, plants and earthworms have occupied soils over geological times, mutually influencing each-others. These macroorganisms are considered “ecosystem engineers”, actively modifying soil physical structure, which notably provides specific habitats for microorganisms: the rhizosphere and the drilosphere (casts/burrows produced by earthworms). In this study, we aimed to disentangle the relative importance of both macroorganisms in shaping microbial community assembly in different soil types, and determine the extent and modalities of how rhizosphere and drilosphere communities may coalesce with each-oth…

A core microbiota of the plant-earthworm interaction conserved across soils

Sélection artificielle de microbiote rhizosphériques associés à des changements phénotypiques de traits de plante

International audience; La sélection artificielle appliquée au niveau des communautés est un sujet grandissant à l’interface de l’écologie et de l’évolution. Son implémentation relativement récente à l’écologie microbienne s’avère prometteuse non seulement en termes de connaissance fondamentale sur le principe de sélection en luimême, mais aussi en termes de potentiel d’application, notamment en bioremédiation et en agroécologie.Nous avons utilisé l’évolution expérimentale afin de sélectionner artificiellement des communautés microbiennes rhyzosphériques induisant des changements phénotypiques chez leurs hôtes. Durant dix générations consécutives, nous avons fait pousser plusieurs lignées d…

Review of the last two decades experiences of technosols construction for urban greening

With the rise in urban population and the urban sprawl come demand for solutions to offset the environmental burden in cities. Green infrastructures are interconnected urban spaces that provide multi-ecological functions and that mainly rely on their soils component. However, because of either the consumption of such natural resources as neighboring topsoil or the poor design and implementation of soil materials, actual approaches are questionable.Constructed Technosols, consisting of rational associations of organic and mineral wastes, are artificial soils designed to meet specific requirements. Such innovative solution based on circular economy may appear as valuable contribution to susta…

Peut-on sélectionner les microbiomes comme on sélectionne les plantes cultivées ?

International audience; L'évolution des écosystèmes est une question débattue sur un plan théorique. Mais l'absence de populations d'écosystèmes au sein desquelles il serait possible d'observer la sélection de certains variants conduit à une impasse : il n’existe pas de données empiriques pour valider ou invalider les hypothèses théoriques. Avec le développement des outils de séquençage massif, il devient possible de caractériser la structure des communautés microbiennes de nombreux microbiomes similaires (par exemple ceux des intestins humains ou des rhizosphères des plantes). On peut alors rechercher des indications d’une sélection naturelle ou mettre en place des expériences de sélection…

Soil organic carbon storage capacity of old and modern wheat varieties

Despite the possible mitigation of carbon emissions by favoring carbon transfer to terrestrial carbon sinks, little is knownabout the capacity of different crop genotypes to enhance soil carbon sequestration. We hypothesize that carbon sequestrationpotential linked to old wheat varieties (released before 1960) is higher than the one linked to modern ones while old varietiesare known to develop bigger and deeper root systems. Moreover, modern varieties are often cultivated using syntheticchemical inputs known to modify soil carbon dynamics. We conducted a field experiment by cultivating four modern andfour old wheat varieties, with and without chemical inputs (nitrogen, herbicide and fungici…

Soils as a key component of the critical zone 6 : ecology

Prod 2018-76h équipe EA SPE BIOME INRA AGROSUP; International audience

A core microbiota of plant and earthworm interaction? Phylogenetic and functional aspects

International audience; The core microbiota concept has been proposed to describe the subset of a microbiota (e.g. the rhizosphere microbial community) associated with a given host (e.g. a plant) going beyond macroenvironment differences (e.g. soil type), and characterized by taxonomic markers (e.g. 16S rRNA gene sequences). Its existence has been questioned by geographical studies, showing the overruling soil type effect in shaping microbial communities. As far as biotic determinants are concerned, several “hosts” or macroorganisms are impacting a given habitat and its specific microbial community. In soils, there is an overlap between the so-called rhizosphere and the drilosphere, defined…

Actions et rétroactions : conséquences pour la gestion des sols

Prod 2018-76d équipe EA SPE BIOME INRA AGROSUP; National audience; Chapitre 9. Actions et rétroactions : conséquences pour la gestion des sols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 Sébastien BAROT, Manuel BLOUIN et Philippe LEMANCEAU 9.1. Émergence d’une compréhension éco-évolutive du fonctionnement des sols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 9.2. Vers une ingénierie des sols écologique et évolutive . . . . . . . . . . . 166 9.3. Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 résumé du livre : Les sols sont des milieux où évolue une myriade d’organismes différents, déterminant…

Soil aggregates and humus systems

The European Society for Soil Conservation Conference, organized by the Babes-Bolyai University will take place from 15th June to the 18th June 2016 at the Babes-Bolyai University of Cluj-Napoca in Cluj-Napoca, Romania. The conference will cover areas like Soils – Our Common Future” stresses the vital interconnection between soil and life, as well as its importance for the future of the human society.; International audience; The survey of few main morphological soil aggregates (with intrinsic biological, chemical and physical contents) reveals the existence of different humus systems. Recognizable by naked eyes in the field, each humus system is confined in an ecological frame (climate, ve…

Humusica 2, article 19: Techno humus systems and global change - Conservation agriculture and 4/1000 proposal

International audience; Philosophy can overlap pedology. It is not casual that life begins and finishes in the soil. We separated the concepts of Humipedon, Copedon and Lithopedon. Some sections were dedicated to the founders of the movement for a new type of agriculture (agroecology). They simply proclaim to accompany the process of natural evolution instead of spending a lot of energy in hunting competitor organisms with pesticides or boosting the soil with mineral fertilisation and tillage. The core of the article is built on a biological concept of the soil and shows researches supporting this view. After pointing to the soil structure and illustrating its natural genesis, explaining wh…