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Fiche détaillée Thèses
Ecole Centrale de Lyon (12/03/2010), Pascal Simonet (Dir.)
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Diversité bactérienne des sols : accès aux populations à effectifs minoritaires "the rare biosphere"
Aurélie Faugier1

L'exploration complète de la diversité bactérienne reste incomplète, due à des limitations techniques (extraction d'ADN incomplète, limites des techniques de caractérisation...), à la complexité et l'hétérogénéité de la matrice sol (présence de microenvironnements...) et à l'existence de populations numériquement faibles. Bien que ces populations minoritaires jouent probablement un rôle important dans le fonctionnement de la communauté, elles sont rarement détectées par les techniques conventionnelles. Nos objectifs dans le cadre de ce travail de thèse ont été de développer des approches tant conceptuelles que techniques qui permettent d‟accéder à un niveau plus important de la diversité bactérienne présente dans les environnements complexes comme les sols. La première approche a pour but de favoriser le développement de bactéries minoritaires grâce à l'inoculation de communautés bactériennes dans des sols stérilisés avec des propriétés physico-chimiques différentes, afin de confirmer ou d‟infirmer le concept de Baas Becking « tout est partout et l‟environnement sélectionne ». Les changements de structures des communautés bactériennes inoculées, sont analysés à l'aide de puces à ADN taxonomique nouvellement développées. Les résultats confirment clairement l'impact de l'environnement sur la structure des populations bactériennes. De plus l'analyse des puces à ADN révèle des bactéries précédemment non détectées, confirmant la présence de populations minoritaires et la possibilité d‟augmenter leur abondance relative sous différentes conditions. La deuxième approche consiste au développement d'une souche bactérienne capable de capturer in situ des fragments d‟ADN. Elle a pour but d'éviter l'étape d'extraction d‟ADN. Cet outil est basé sur la construction d'un système de contre sélection positive permettant de sélectionner les clones ayant intégré des gènes d'intérêt. Nos travaux montrent clairement qu'il est possible d'améliorer l'accès à cette « rare biosphere » sans toutefois pouvoir répondre entièrement à la question : est-ce que tout est partout?
1 :  Ampère
Sols – Biodiversité – Adaptation – Identification bactérienne – Puces à ADN

Bacterial diversity of soils : accessing the effective minority populations in the "rare biosphere"
The thorough exploration of bacterial diversity remains infeasible due to technical limitations (incomplete DNA extraction, limits on characterization techniques, etc.), the complexity and heterogeneity of the soil matrix (presence of microenvironments...) and the existence of numerically small populations. Although these minority populations are likely to play an important role in the functioning of the community, they are rarely detected by conventional techniques. The objectives of this thesis were to develop two conceptual approaches to achieve a higher level of characterization of the bacterial diversity present in complex environments such as soil. The first approach fosters the development of minority bacteria by inoculating of the soil bacterial communities into sterilized soil with different physico-chemical characteristics, to confirm or refute Baas Becking's concept that "everything is everywhere and the environment selects”. The structural changes in the inoculated bacterial communities are analyzed using newly developed DNA microarrays. The results clearly confirm the impact of the environment on the structure of bacterial populations. Further analysis of the DNA microarray results reveals previously undetected bacteria, confirming the presence of minority populations and the possibility to increase their relative abundance under different conditions. The second approach involves the development of a bacterial strain capable of capturing in-situ DNA fragments to avoid the DNA extraction step. This tool is based on the construction of a system of positive counter-selection to isolate clones that integrated the gene of interest. Our work shows clearly that it is possible to improve the access to the "rare biosphere" but cannot fully answer the question: is everything is everywhere?
Soil – Biodiversity – Adaptation – Bacterial identification – Microarray