Etude conceptuelle de la compétence Rhizosphérique chez les rhizobactéries phytobénéfiques (PGPR)

Abstract

La nutrition en fer pour les bactéries, présente un défi fondamental en raison de sa très faible solubilité dans les sols agricoles. Pour une croissance optimale, les bactéries telluriques du genre Pseudomonas exercent une chélation accrue pour cet élément par le biais de sidérophores typiques. Ainsi, ces rhizobactéries en s’approvisionnant le fer, font profiter les plantes de cet élément nécessaire à leurs activités métaboliques. L’importance de l’implication des sidérophores est souvent relatée dans la stimulation de la croissance des plantes, l’induction systémique de la résistance, ainsi que le biocontrôle de des agents phytopathogènes, nonobstant les avantages écologiques de compétition et de colonisation rhizosphérique procurés aux rhizobactéries. Le présent travail est axé principalement sur l’étude des sidérophores chez les Pseudomonas fluorescens. Sur le plan biologique, les essais portent sur des aspects de colonisation rhizosphérique, de synthèse et de caractérisation (sidrérotypage). Sur le plan conceptuel, nous procédons à une étude de simulation in silico. Les essais, conduits en microcosmes, en interaction avec des plantules de tomate, de lin et de blé dur, en conditions normales et de déficit en fer, ont montré que les souches rhizobactériennes étudiés se caractérisent par des compétences rhizosphériques appréciables, avec des seuils de colonisation atteignant 1011 CFU/g de sol et ce en dépit de leurs origines végétales initiales. Dans des essais complémentaires mettant en évidence le rôle des sidérophores, il a été observé que pour le cas du mutant déficient en pyoverdines (pvd -), une colonisation appréciable de la rhizosphère a été néanmoins obtenue. Ainsi, la sécrétion de pyoverdines n’est pas le seul mécanisme impliqué dans le processus complexe de la compétence rhizosphérique. En utilisant des souches bactériennes modèles, en parallèles avec leurs mutants déficients en synthèse de pyoverdines (pvd-), les opérations de siderotypage ont révélé, certes la présence de pyoverdines caractéristiques pour ce type de bactéries, mais également l’existence de formes variables, considérées comme des pyoverdines atypiques. L’étude conceptuelle de la compétence rhizosphérique (Paramétrisation & analyse de sensibilité) a été conduite avec la souche de Pseudomonas fluorescens pf-10, à travers l’étude d’un modèle mathématique issu d’une conceptualisation qualitativo-phénoménologique du processus de chélation du fer en milieu appauvri. Les résultats de cette étude ont donné des niveaux d’ajustement satisfaisant, et ont permis de prédire la dynamique du fer dans le temps, notamment en l’absence de données expérimentales pouvant servir comme base de comparaison. L'analyse de sensibilité a confirmé avec succès les caractéristiques cinétiques clés de toutes les variables d'état. La conceptualisation indique les composants du système qui devraient être mesurés avec plus de précision, afin d'obtenir de meilleures prédictions en termes de synthèse de pyoverdines (rendements pyoverdiniques).