Impacts des interactions plante-microbes sur les fonctions des écosystèmes terrestres

Bien que la plupart des recherches sur la biodiversité se soient intéressées aux plantes, vertébrés et arthropodes, il est maintenant reconnu que les communautés microbiennes colonisent et interagissent avec les macroorganismes, ce qui peut influencer leur survie et leur productivité face aux changements climatiques. La recherche sur les interactions hôte-microbes a grandement bénéficié des théories écologiques élaborées pour les macroorganismes afin d’expliquer l’assemblage, la résilience et la résistance des communautés. Cependant, l’adaptation des théories macro-écologiques au monde microscopique représente un défi considérable en raison des propriétés uniques des microorganismes, telles que l’évolution rapide des souches bactériennes par transfert horizontal de gènes. Les progrès des technologies de séquençage à haut débit ont révolutionné notre compréhension de l’écologie microbienne et ont conduit à une nouvelle perspective des communautés microbiennes associées à l’hôte en tant que partie intégrante du phénotype étendu ou «holobionte» (c’est-à-dire la variété d’organismes microscopiques allant des bactéries aux virus qui interagissent avec un hôte macroscopique) avec des impacts potentiels majeurs sur les fonctions des écosystèmes.
En macro-écologie, les recherches sur le lien entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes ont démontré les liens entre la diversité des plantes et les fonctions des écosystèmes (par exemple la productivité). Dans le contexte des changements climatiques et de la perte croissante de biodiversité, l’identification des mécanismes favorisant et maintenant la production primaire dans les écosystèmes terrestres est devenue une question centrale. Les recherches sur le fonctionnement de la biodiversité et des écosystèmes à l’aide de modèles monotrophiques ont montré comment la richesse des espèces végétales, la diversité fonctionnelle et l’identité fonctionnelle sont des facteurs clés de la productivité des écosystèmes terrestres. À un autre niveau trophique, il a également été démontré que le microbiome de la plante influence la survie et la fonction de la plante hôte. Dans une étude récente publiée dans Nature, mes résultats ont démontré que les communautés microbiennes associées aux feuilles jouent un rôle important dans la productivité des écosystèmes terrestres. Sur la base de ces résultats, cette proposition professorale du FRQNT-Relève décrit un projet pluridisciplinaire de deux ans visant à améliorer considérablement notre compréhension du rôle de l’holobionte végétal dans le soutien des fonctions des écosystèmes terrestres.
Ce projet, qui sera l’une des études les plus complètes des communautés microbiennes végétales à ce jour, remettra en question notre compréhension monotrophique du lien entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes et fournira des preuves supplémentaires que les communautés microbiennes associées aux plantes peuvent améliorer les modèles de fonctionnement de cette relation biodiversité – écosystèmes. Il est maintenant reconnu que l’exploitation de la puissance des interactions entre l’hôte et les microorganismes a le potentiel de façonner l’avenir de l’agriculture, de la sylviculture et de la viticulture. Ce projet renforcera notre capacité à manipuler les communautés microbiennes pour supporter la production végétale.