Quel est le rôle du NO exogène pour les plantes, les microorganismes et leurs interactions dans le sol ? – NO-PIMS

Le monoxyde d’azote (NO) est un gaz trace qui est produit par les microorganismes, mais également par différents processus abiotiques dans les sols et par les plantes via divers mécanismes. Chez ces dernières, le NO est considéré comme un médiateur physiologique majeur impliqué dans divers processus: croissance racinaire, fermeture stomatique, floraison, homéostasie du fer, immunité, réponse aux stress abiotiques, agent antimicrobien, regulation du cycle de l'azote chez les microorganisms etc... Malgré la quantification d'émissions relativement élevée de NO par le sol et des concentrations importantes de NO dans les profils de sol, comment les microorganismes telluriques, les plantes et leurs interactions respectives répondent à ces émissions reste largement inexploré. Compte tenu du rôle polyvalent du NO sur les microorganismes et les plantes, étudier le rôle du NO exogène dans des systèmes plante-sol peut permettre de mieux comprendre les interactions microbe-microbe-plante. Ces interactions entre les plantes et les communautés microbiennes sont importantes pour de nombreuses fonctions du sol comme la productivité et la santé des plantes, la filtration des sols, la régulation du climat et le cycle des nutriments et ont donc rapidement attiré beaucoup d'attention car peuvant offrir des voies prometteuses pour des applications pratiques.
L'objectif général de ce projet est d'évaluer l'importance du NO exogène produit par les plantes ou par les processus du sol sur les microorganismes ou par les processus du sol suret les plantes du sol ainsi que sur leurs interactions.
Notre hypothèse générale est que les concentrations de NO dans le sol et les émissions de NO provenant du sol sont non seulement d'une importance capitale pour la pollution atmosphérique, mais peuvent également affecter les microbes et les plantes et réguler ainsi les interactions plante-sol ainsi que certaines fonctions du sol. Plus précisément, les différentes hypothèses associées à notre objectif sont:
(H1) Les plantes peuvent détecter le NO exogène émis par le sol avec des conséquences sur la santé et la nutrition des plantes,
(H2) Le NO exogène peut affecter la composition des communautés microbiennes et leurs interactions,
(H3) NO est un régulateur des principales activités microbiennes liées aux cycles N et C du sol. Par conséquent, le NO exogène peut affecter à la fois l'abondance et l'activité des guildes microbiennes du sol correspondantes ainsi que indirectement l'acquisition de N, la transformation de N et la décomposition de la matière organique par d'autres micro-organismes du sol.
(H4) De plus, le métabolisme et la production de NO dans les plantes peuvent affecter les processus microbiens liés aux cycle du carbone et de l'azote dans la rhizosphère.
Dans ce projet, nous utiliserons un sol et une plante modèle, Arabidopsis thaliana. Dans une série d'expériences de complexité croissante, nous exposerons les micro-organismes du sol, les plantes, les systèmes plante-sol à des concentrations de NO exogènes définies et étudierons les changements morphologiques, physiologiques et fonctionnels occasionnés par le NO dans chez les plantes, les microbes et sur leurs interactions. Nous nous concentrerons sur le cycle de l'azote non seulement parce que le NO est intrinsèquement lié à ce cycle, mais aussi parce que l'azote est le nutriment qui limite le plus fortement la croissance des plantes dans de nombreux écosystèmes terrestres