Le projet BURKADAPT (financement ANR 2019-2024)

Le projet BURKADAPT, porté par Lionel Moulin, explore les frontières entre les différents

états écologiques des espèces et souches de Burkholderia (au sens large, incluant Paraburkholderia, Burkholderia et Caballeronia) et a pour objectif de découvrir les bases génétiques qui sous-tendent les différences entre mutualisme et pathogénicité chez différents hôtes (riz comme modèle plante, modèle symbiotique insecte-Riptortus et parasitiques-Galleria melonella, poisson zèbre comme modèle infectieux et lignée cellulaire de macrophage humains). À partir de ces connaissances fondamentales, le projet développera un outil de prédiction qui permettra d’évaluer rapidement si des souches potentiellement bénéfiques présentent un risque biologique ou non, de la par la présence ou l’absence de gènes marqueurs de pathogénicité. Ce projet associe BRIO (PI: Lionel Moulin), l'I2BC (équipe de Peter Mergaert, CNRS, Gif-sur-Yvette), l'INSERM (équipe de Annette Vergunst, Nîmes) et l'équipe de Léo Eberl (Université polytechnique de Zurich, Suisse). Notre équipe a entre autres la responsabilité de mener les approches RNAseq et Tn-seq sur le modèle riz. Une thèse a porté sur les mécanismes des Burkholderia permettant l'interacton avec le riz sur quelques modèles, notamment Paraburkholderia kururiensis et B. vietnamiensis  (Adrian Wallner, 2017-2020). Un postdoc (Nicolas Busset, 2020-2022) s'occupe de mener des approches transcriptomiques et protéomiques sur une diversité élargie de burkholderias infectant le riz.

Etude des frontières entre symbiose et parasitisme dans les interactions Riz-Burkholderia (CRP Rice)

Ce projet, porté par Pierre Czernic (Prof Univ. Montpellier), a pour objectif de caractériser les réponses du riz suite à des inoculations par différents microorganismes issus de son microbiote. Ce projet s'est d'abord focalisé sur les réponses du riz lors d'interactions avec des souches de (Para)Burkholderia phytobénéfiques ou phytopathogènes. Ces réponses sont mesurées au niveau physiologique (développement), d'expression des gènes de défense, d'approches globales RNAseq sur racines et feuilles, et de phénotype de biocontrôle lors d'infections par des pathogènes. Les questions de recherche abordées sont de comprendre comment le riz distingue les symbiotes des pathogènes parmi des espèces proches génétiquement (thèse de Eoghan King soutenue en 2019). Dans une nouvelle thèse (Ludivine Guigard, 2020-2023), nous utilisons les mêmes outils pour décrypter la réponse du riz face à une diversité élargie de microorganismes, incluant d’autres modèles bactériens et fongiques racinaires du riz, pour identifier des combinaisons microbiennes améliorant la tolérance ou résistance du riz aux maladies, et décrypter les mécanismes moléculaires sous-jacent.

Epidémiologie de Burkholderia glumae

Ce projet, porté par Gilles Béna, vise à analyser les populations de Burkholderia glumae , responsable de la maladie des panicules du riz (panicle blight), et de développer des schémas de typage génétique pour permettre sa détection et mieux comprendre son émergence et sa propagation.

Ce projet est mené en collaboration avec le CIAT (Colombie).

Microbiome et biocontrôle des nématodes phytoparasites du riz au Cambodge

Ce projet, mené par Stéphane Bellafiore et Lionel Moulin,  vise à étudier le microbiome du riz dans différents systèmes de riziculture au Cambodge, dans un contexte de lutte contre les nématodes à galles du riz. Ce projet est réalisé en collaboration avec différents partenaires au Cambodge (ITC, institut de Technologie du Cambodge, RUA, Université Royale d'Agronomie, UBB, Université de Battambang), le CIRAD (F. Tivet et M. Sesters de l'UPR AIDA) et l'UMR Eco&Sols (A. Brauman, E., Blanchart, L. Bernard) . Ce projet est soutenu par une bourse de thèse du ministère (Anne-Sophie Masson), par Agropolis fondation (postdoc Mare-Liesse Vermeire), des fonds du CRP RICE, et par le financement d'une JEAI (Jeune équipe associée à l'IRD) financée par l'IRD (2019-2022) portée par Fidero Kuok et Lionel Moulin. Cette JEAI "HealthyRice" porte sur l'étude de systèmes diversifiés de riziculture au Cambodge, pour promouvoir des approches agroécologiques sans intrants chimiques, et inclut l'analyse de la santé des sols, des plantes, et de la qualité du grain. La JEAI associe des chercheurs cambodgiens (ITC, RUA, UBB) et Français (IRD, CIRAD). Un site internet est dédié au projet: https://jeai-healthyrice.weebly.com/ ainsi qu'un compte Facebook.

Dans ce cadre, le projet "Plant and soil health indicators from an agroecological perspective for sustainable rice production in Cambodia" (financement Agropolis fondation, 2021) est développé par Stéphane Bellafiore. Le projet proposé vise à évaluer l'efficacité des pratiques agro-écologiques dans la lutte contre les maladies causées par les nématodes, à trouver des indicateurs de la santé des plantes et des sols et à sensibiliser les chercheurs cambodgiens et les autres parties prenantes au problème de l'impact négatif des nématodes parasites des plantes (PPN). La recherche proposée comparera les impacts des pratiques traditionnelles et agroécologiques sur les rendements du riz et les taux d'infection des PPN. L'hypothèse est que les pratiques agroécologiques conduisent à des sols qui sont suppressifs pour les PPN en raison de la présence combinée de micro-organismes et des propriétés chimiques et physiques du sol. Ce projet soutiendra les activités d’une postdoctorante (Marie Liesse Vermeire).

Microbiome et santé du riz en Afrique de l'Ouest

Ce projet, mené par Agnieskza Klonowska en Afrique de l'Ouest (Burkina-Faso, Sénégal), est en collaboration avec l'UCAD, l'ISRA, les LMI LAPSE et PathoBios, l'INERA, et l'AfricaRice. Il a pour objectif d'identifier des microorganismes performants i) pour la stimulation de la croissance du riz dans les différents mode de riziculture (irrigué, pluvial, bas-fonds); ii) en lien avec une santé améliorée des plantes. Les expérimentations menées combinent des approches cultivables des microorganismes associés au riz et des analyses des microbiomes racinaires, en lien avec les symptômes observés au champ (maladies à Xanthomonas et RYMV, programme des équipes IPPS et EAVIR au Burkina-Faso). Agnieszka Klonowska, chercheur de l'équipe, est expatriée au Burkina-Faso pour développer cette thématique au LMI PathoBios.

Méthodes d’identification des communautés de nématodes par amplicon-barcoding (Feder 2018-2021)

Ce programme d’innovation est réalisé en partenariat entre Stéphane Bellafiore coté IRD et la société Elisol. La bio-indication de la qualité des sols est un domaine qui se développe avec la prise de conscience de l’importance de la préservation des écosystèmes et en particulier des sols. Malheureusement l’identification des nématodes se réalise principalement grâce à des critères morphologiques qui requièrent une expertise fine et beaucoup de temps. Ce programme a pour objectif de lever deux verrous technologiques liés aux procédés analytiques de nématologie (identification et quantification). Notamment des approches d’amplicon barcoding y sont développés afin d’identifier la diversité des communautés de nématodes.

Etude et clonage de gènes de résistance aux nématodes phytoparasites du riz (CRP Rice)

A ce jour, aucun moyen de lutte durable applicable à la riziculture contre les nématodes phytoparasites du genre Meloidogyne n’est disponible. Les nématicides ont été progressivement banni du fait de leur grande toxicité et combiné aux modifications des pratiques culturales principalement en Asie nous assistons ces dernières années à une augmentation de l’incidence du parasite. Ce projet, mené par Stéphane Bellafiore, a pour objectif dans un premier temps d’identifier des sources de résistance chez le riz, de les caractériser et si possible de cartographier les gènes de résistance. Dans la cadre de la thèse soutenue par le CRP-Rice et réalisée par Hue Ngo Thi, (VNUA/AGI, Vietnam) une variété de riz a été identifié et deux gènes de résistance ont été cartographiés. Dans un second temps nous étudions la durabilité de la résistance et caractérisons des pathotypes virulents pouvant contourner les variétés de riz normalement résistante (O. glaberrima et trois O. sativa).

Projet « BetaAAmetabolites » (financement ANR/DFG 2021-2023)

Ce projet franco-allemand, porté par Stéphane Cociancich en collaboration avec Roderich Süssmuth (Université Technique de Berlin), a pour objectif d’étudier des métabolites secondaires dont la biosynthèse fait appel à une nouvelle famille d’enzymes spécialisées dans l’assemblage non ribosomique d’acides aminés beta. Deux groupements de gènes codant de telles enzymes ont été identifiés chez des bactéries associées aux plantes. En proposant d’élucider la structure des métabolites secondaires codés par ces deux loci, de déchiffrer leurs voies de biosynthèse et d’affiner la fonction de leurs gènes de biosynthèse, ce projet contribuera à une meilleure compréhension des interactions plante-bactérie et à la découverte de nouvelles voies d’assemblage non ribosomique d’acide aminés. Un doctorant et trois étudiants en master (un par an) seront positionnés sur ce projet.

Projet « meta-riz-Mada » : Etude de métabolites secondaires impliqués dans la résistance durable à la pyriculariose d’une variété de riz pluvial à Madagascar (Financement Cirad AI CRESI)

Ce projet, porté par Stéphane Cociancich en collaboration avec le FOFIFA (Madagascar) et le Dp SPAD (Madagascar), a pour objectif de rechercher des métabolites secondaires dont la production par le phytobiome serait associée à la résistance quantitative durable à la pyriculariose observée chez une variété de riz pluvial cultivée à Madagascar. Les approches génétiques développées jusqu’ici par des équipes du Cirad n’ont pas abouti à expliquer cette résistance, et nous proposons avec ce projet une approche alternative originale pour cette thématique. Un étudiant en L3 sera positionné sur ce projet.

Caractérisation d’actinomycètes – applications en agro-écologie et santé humaine (Financements Fondation Agropolis 2017-2021 et Ecos-Sud 2020-2022)

Le projet « CONTACT », porté par Stéphane Cociancich en collaboration avec l’équipe de Sabine Galindo (UMR Qualisud, Montpellier), consiste à caractériser les métabolites secondaires chez des actinomycètes collectés dans des échantillons de sol montpelliérain et sélectionnés pour leurs propriétés technologiques ou leur utilisation potentielle comme agents de biocontrôle.

Un second projet, mené par Stéphane Cociancich en collaboration avec Veronica Irazusta (Université de Salta, Argentine / CONICET), porte sur la caractérisation de bactéries extrêmophiles isolées dans un désert d’altitude salé en Argentine. Nous apportons notre expertise pour contribuer aux études nécessaires pour utiliser les bactéries extrêmophiles en agro-écologie (bio-contrôle ou bio-remédiation) et, d’autre part, pour rechercher chez les bactéries extrêmophiles de nouvelles molécules intéressantes pour l’industrie (antibiotiques, agents de chimiothérapie, ...).

Principaux partenaires

Centres Internationaux

• GRISP - Global Rice Science Partnership
• CIAT - International Center for Tropical Agriculture
• IRRI - International Rice Research Institute
• AfricaRice

Europe

• UPR AIDA, Montpellier, France (Florent Tivet, Mathilde Sester)
• UMR Eco&Sols, Montpellier, France (Alain Brauman, Eric Blanchart)
• James Hutton Institute, UK (Euan James)
• Université de Turin, Italie (Paola Bonfante)
• Université de Ghent, Belgique (Peter Vandamme)
• UMR Ecologie Microbienne, Villeurbanne, France (Florence Wisniewski-Dyé)
• Technical University of Berlin, Allemagne (Roderich Süssmuth)
• UMR Qualisud, Montpellier, France (Sabine Schorr-Galindo)
• UMR MAP, Lyon, France (Nicole Cotte-Pattat, Sylvie Reverchon)
• Institut Sophia Agrobiotech, UMR INRAE 1355, France(Sophie Mantelin ; Etienne Danchin)
• UMR5174, Évolution et Diversité Biologique, France (Guillaume Besnard)

Afrique

• Laboratoire Commun de Microbiologie de Dakar (LCM, Dakar, Sénégal), en partenariat avec LMI LAPSE, ainsi que AfricaRice (Saint Louis)
• Université du Sine Saloum El-Hâdj Ibrahima NIASS, Sénégal.
• Institut d'Agronomie pour la Recherche et le Développement (IRAD, Yaoundé, Cameroun): Eddy L. Ngonkeu Mangaptche (IRAD/Université de Yaoundé)
• Faculté des Sciences (LMBM) - Université Mohammed V-Agdal, Rabat, Maroc
• Laboratoire Mixte International PATHOBIOS, Ouagadougou et Bobo Dioulasso, Burkina-Faso
• FOFIFA, Madagascar (Harinjaka Raveloson) - Dp SPAD, Madagascar (Bertrand Muller, Kirsten vom Brocke)

Amérique du Sud

• EMBRAPA Agrobiologia, Séropédica, Brésil (Sergio de Faria)
• EMBRAPA Soya, Londrina, Brésil (Mariangela Hungria)
• Université de Salta, Argentine / CONICET, Argentine (Verónica Irazusta)

Asie du Sud-Est

• Université des Sciences et Techniques de Hanoï (USTH), Vietnam (Dr Phuong Nguyen)
• Université d'agriculture de Hanoï (VNUA), Vietnam (Dr Cuong Ha)
• Institut de Technologie du Cambodge (ITC), Phnom Penh, Cambodge (Dr Malyna Suong, Dr Fidero Kuok)
• Université Royale d'Agriculture (RUA), Phnom Penh, Cambodge (Dr Lyda Hok)
• Université de Battambang (UBB), Battambang, Cambodge (Dr Pao Srean)