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Bruno Beausoleil
il y a 7 ans
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1 sous-s du masque 20/11/ èmes Rencontres de la fertilisation raisonnée et de l analyse 20 et 21 novembre 2013 COMIFER - GEMAS

Dequiedt, Pierre Alain Maron, Anne Laure Blieux.

2 11èmes Rencontres de la fertilisation raisonnée et de l analyse 20 et 21 novembre 2013 De GenoSol à GenoBiome : mise en place d une structure analytique pour évaluer l état microbiologique du sol sous-s du masque Lionel RANJARD, Samuel Dequiedt, Pierre Alain Maron, Anne Laure Blieux. UMR Agroécologie, Plateforme GenoSol INRA Université de Bourgogne, Dijon 20/11/ èmes Rencontres de la fertilisation raisonnée et de l analyse 20 et 21 novembre 2013 COMIFER - GEMAS

11èmes Rencontres de la fertilisation raisonnée et de l analyse 20 et 21 novembre 2013 Sol = réservoir de diversité microbiologique et génétique 10 Champignons, 10 - espèces par gramme de sol 109

3 11èmes Rencontres de la fertilisation raisonnée et de l analyse 20 et 21 novembre 2013 Sol = réservoir de diversité microbiologique et génétique 10 Champignons, 10 - espèces par gramme de sol 109 bactéries, espèces par gramme de sol 6-7 Enjeux 4 5 Cliquez pour le style des Servicesmodifier écosystémiques (recyclage éléments minéraux, cycle C, dépollution, sous-s du masque patrimoine génétique ) décrire et comprendre la diversité microbienne des sols (distribution, régulation, déterminisme) lien diversité fonction/services protéger ce patrimoine biologique et l utiliser pour les sols agricoles 20/11/ èmes Rencontres de la fertilisation raisonnée et de l analyse 20 et 21 novembre 2013 COMIFER - GEMAS

4 Comment aborder la diversité microbienne? Une nouvelle voie : l écologie moléculaire microbienne Sol Métagénome Abondance Diversité génétique/ taxonomique/fonctionnelle ADN sous-s du masque Nécessité de standardiser Appliquer à grande échelle Établir des référentiels 20/11/

5 Une structure logistique et technique d appui à la recherche sous-s du masque 20/11/

Bio-indicateurs Système d Information Environnemental Référentiel sur l

6 Centre de Ressources Génétiques Banque de sols Plateforme Technique Caractérisation moléculaire des communautés microbiennes, Développement de Bio-indicateurs Système d Information Environnemental Référentiel sur l abondance et la diversité des communautés sous-s du masque microbiennes 20/11/

7 Service I - Conservatoire : Récolter, conserver et mettre à disposition les ressources génétiques microbiennes des sols issus de grands échantillonnages SOERE PRO Rennes SOERE ACBB Lusignan SOERE ACBB Mons PIC-SIC Essai environnement Essai travail du sol sols à ce jour ; nouveaux par an CETIOM essai SCV SOERE PRO SOERE ANDRA Feucherolle sous-s du masque CETIOM essai SCV PIC Epoisse Essai travail du sol CA 21 Paysage Allier Paysage Fenay SOERE PRO Colmar Sites RMQS SOERE PRO Couhins PIC Vignes 20/11/

8 Service II : Plateforme Technique Sol Métagénome Quantité ADN sol Biomasse Moléculaire Microbienne microbien qpcr 16S/18S ADNr sous-s du masque Densité bactéries Densité champignons Rapport Champ./Bactéries Séquençage haut débit Indices de diversité Inventaires taxonomiques Abondance microbienne Diversité microbienne 20/11/

Service III : Informatique Bdd Référentiel MicroSol Database - traçabilité, gestion des stocks, des activités du parc d équipement - 1 er Référentiel sur la biodiversité

9 Service III : Informatique Bdd Référentiel MicroSol Database - traçabilité, gestion des stocks, des activités du parc d équipement - 1 er Référentiel sur la biodiversité microbiennes des sols données ; 3 serveurs informatiques (stockage, application, calcul) Cliquez > pour 70 millions modifier de séquences le ADN style des sous-s du masque 20/11/

10 Partenariats GenoSol sous-s du masque Labels GenoSol 20/11/

11 Résultats marquants Cliquez pour GenoSol modifier le style des sous-s du masque 20/11/

12 Etude la diversité microbienne du sol à l échelle de la France Quantité ADN ng.g- 1 soil Cliquez pour modifier Calcium le ETP Limons style grossiers Sable fins du Potassium Phosphorus CEC Magnesium Gde culture Cartographie nationale de la biomasse limons Calcaire Azote C org microbienne moléculaire sous-s du masque Prairies Forêts Biomasse microbienne moléculaire microbienne Réseau de mesures de la Qualité des Sols : RMQS Vignes ph Biomasse Temp_année ETP année Temperature mois C/N Sables grossiers Précipitations mensuelles Texture, CEC > Corg, N, ph, C/N >>> paramètres climatiques Prairie > Forêts > grande culture >> Vignes/vergers Dequiedt et al., 2011, Global Ecology and Biogeography 20/11/

Diversité microbienne Diversité des communautés microbiennes RMQS Co-inertie avec les caractéristiques Pédo-climatiques Génotypage par ARISA Cartographie nationale des variations de structure

13 Diversité microbienne Diversité des communautés microbiennes RMQS Co-inertie avec les caractéristiques Pédo-climatiques Génotypage par ARISA Cartographie nationale des variations de structure génétique des communautés bactériennes sous-s du masque Schematiz ed relationshi p between Z-habitat and Z- bacteria Diversité de l habitat - Importance de la diversité de l habitat à grande échelle sur la diversification des communautés bactériennes du sol : amenagemnt territoire 20/11/ ph et texture sont les paramètres les plus structurants Importance du type de sol, peu d influence du climat Dequiedt et al., 2009, Environ. Microbiol. Rep. Ranjard et al., 2013, Nature Com.

légumineuse Crucifère Cliquez pour modifier Avec CIPAN le style des sous-s du masque Crucifère puis

14 Impact du travail du sol Essai environnement Ferme Boigneville Essai longue durée de 20 ans Parcelles de 48 m x 9 m ADN de sol Labour Semis direct Sans CIPAN Avec CIPAN Sans CIPAN Crucifère Crucifère puis légumineuse Crucifère Cliquez pour modifier Avec CIPAN le style des sous-s du masque Crucifère puis légumineuse T1 T5 T6 T7 T8 T10 Biomasse Moléculaire Microbienne Indices de diversité Inventaires taxonomiques 20/11/

18,974 27,052 34,334 32,101 33,450 39,814 39,216 20.54 23.31 30.90 34.80 33.00 36.34 34.68 27.54 27.13 38.51 35.93 39.68 48.37 45.99 µg d'adn / g de sol sec 16.55 23.98 36.65 33.58 26.93 34.63 38.

15 18,974 27,052 34,334 32,101 33,450 39,814 39, µg d'adn / g de sol sec d Impact du travail du sol sur la biomasse microbienne du sol c b b 20 0 sous-s du masque SN T1 T5 T6 T7 T8 T10 Cipan b Labour Non Labour a a Cipan Impact du labour, effet positif des CIPAN 20/11/ mai septembre juillet novembre Indicateur stable dans le temps Effet CIPAN toute l année

DIVERSITE Impact du travail du sol sur la biodiversité microbienne du sol Communautés bactériennes 1800 1600 Nombre d espèces bactéries 1800 1600 Communautés champignons Nombre d espèces champignons

16 DIVERSITE Impact du travail du sol sur la biodiversité microbienne du sol Communautés bactériennes Nombre d espèces bactéries Communautés champignons Nombre d espèces champignons Labour Semis Direct Labour augmente la diversité bactérienne et baisse la diversité de champignons Modèle de perturbation intermédiaire Bactéries Champignons sous-s du masque Bactéries STRESS 20/11/ Champignons Labour Semis Direct LABOUR = Perturbation intermédiaire pour les bactéries et forte pour champignons -NON LABOUR = Perturbation faible pour les bactéries et intermédiaire pour les champignons

CASDAR Agrinnov Développement de bioindicateurs microbiens - Pour les exploitants agricoles (CASDAR Agrinov) Formations théoriques à la biologie du sol Formations pratiques à l utilisation des

17 CASDAR Agrinnov Développement de bioindicateurs microbiens - Pour les exploitants agricoles (CASDAR Agrinov) Formations théoriques à la biologie du sol Formations pratiques à l utilisation des Bio-Indicateurs Equiper les agriculteurs de savoir et d outils pour évaluer leurs pratiques via la biologie de leurs sols Cliquez pour Viticulture modifier le style des sous-s Gde culture du masque OFSV 20/11/

L aboutissement du référentiel Mise au point de modèles prédictifs sur la biomasse et la biodiversité des sols Biomasse moléculaire Modèle polynomial non linéaire Y=β0+ (βjxj+ βjx²j)+ βjkxjxk+ε

18 L aboutissement du référentiel Mise au point de modèles prédictifs sur la biomasse et la biodiversité des sols Biomasse moléculaire Modèle polynomial non linéaire Y=β0+ (βjxj+ βjx²j)+ βjkxjxk+ε Cliquez pour modifier le style des sous-s du masque Biodiversité (modèle en cours) Biomasse moléculaire mesurée Valeurs prédites Biomasse moléculaire prédite 20/11/

19 Curseur abondance, indice de diversité (microbes, lombrics, nématodes) Selon chaque pédo-climat Cliquez Niveau Bas pour Niveau modifier Moyen le Niveau style Haut du Diagnostique état biologique Evaluation des pratiques (dépend des génétique microorganismes potentiellement pathogènes) Analyse des services 0 Stabilité biologique érosionstructure du sol (microorganismes indicateurs de sols non perturbés) Patrimoine bactérien (intégration recyclage de l abondance 20/11/ et la richesse élements bactériennes) sous-s Etat sanitaire patrimoine du masque qualité Patrimoine airrégulation champignons climat (intégration de l abondance et la richesse champignons) Série1 production Recyclage éléments minéraux primaire (fertilité biologique) (microorganismes impliqués dans la dégradation de la MO)

outils, des et logistique référentiels et

20 De GenoSol à Genobiome Recherche Cliquez Support technique pour modifier Valorisation le style des outils, des et logistique référentiels et expertise sous-s du masque Service Opérationnel 20/11/

21 Les indicateurs microbiologiques Microorganismes du sol = Bio-indicateurs de l état biologique et des services écosystémiques Abondance Impact sur la vie biologique (mode d usage, pratiques ) BMM Densité qpcr Bactéries Champignons Ratio Champ/Bactéries Qualité de la MO présente et capacité de dégradation Diversité Pyroséquençage Cliquez Indices pour de modifier Assurance le style écologique des diversité sous-s du masque Composition taxonomique Etat écologique et potentialités fonctionnelles du sol (fertilité, état sanitaire, bioremédiation ) Fonctionnement biologique du sol Capacités microbiennes : Mesures de minéralisation (C) de MO stockage/déstockage MO 20/11/2013 endogène et exogène 113

22 Prestation analytique Mesure des indicateurs microbiologiques Exploitants agricoles: évaluation des pratiques innovantes Coopératives: ouverture à une offre de services analytiques en biologie du sol Chambres d agriculture, Instituts techniques: suivi d essais Municipalités, régions: aménagement du territoire sous-s du masque Parcs naturels, ONF, propriétaires forestiers: qualité biologique des sols Industriels de l agrofourniture et de l environnement Etc 20/11/

23 Prestation sur mesure Mise en place de projets adaptés à des problématiques spécifiques Qualification environnementale des produits de l agrofourniture (innocuité, processus biologiques associés, ). Etude d impact d activités industrielles sur l état biologique et écologique de l environnement. sous-s du masque Surveillance de sites agricoles, naturels et industriels (capacités de réhabilitation biologique, ) Rendu de résultats avec expertise scientifique 20/11/

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