Les bactéries et autres micro-organismes contribuent grandement à la biomasse terrestre car ils forment le bas de la chaîne alimentaire et orchestrent le cycle du carbone, de l'azote et du flux d'autres nutriments à travers l'écosystème. Ils sont la «matière noire» de la vie et peuvent également détenir la clé de divers problèmes mondiaux auxquels notre société est confrontée, par exemple générer des sources de nutrition et d'énergie, développer de nouveaux produits pharmaceutiques puissants et nettoyer le désordre environnemental. À ce jour, il existe un nombre limité d'espèces microbiennes qui ont été étudiées en laboratoire. Les plus connus d'entre eux sont peut-être E. coli et Subtilis. Cependant, même leurs parents sauvages diffèrent considérablement des représentants de laboratoire hautement sous-cultivés.
Dans l'étude présentée dans ce manuscrit, des échantillons ont été prélevés dans le laboratoire écologique Evolution Canyon (EC), situé dans le nord d'Israël. Les versants « africains » ou exposés au sud des canyons au nord de l'équateur reçoivent un rayonnement solaire plus élevé que les versants « européens » adjacents ou exposés au nord. Cette différence de rayonnement solaire est associée à des températures maximales et moyennes et à des évapotranspirations plus élevées sur le versant « africain », plus stressant. Elle provoque une divergence physique et biotique importante entre les versants, qui pourrait avoir pris naissance il y a plusieurs millions d'années après le soulèvement des montagnes. Ces canyons sont d'extraordinaires laboratoires naturels de l'évolution. Les roches, les sols et la topographie sont similaires sur les versants opposés (distants de 50 à 100 m au fond) ; le microclimat reste le principal facteur de divergence entre les versants. Jusqu'à présent, la divergence interpente intraspécifique a été comparée chez 2500 XNUMX espèces de diverses formes de vie, des procaryotes aux eucaryotes, en passant par les plantes inférieures et supérieures, les champignons et les animaux, révélant ainsi le lien entre stress environnemental et évolution du génome dans l'adaptation. Cette situation écologique unique facilite la génération de modèles théoriques testables et prévisibles de la biodiversité et de l'évolution du génome.
Timmusk S, Paalme V, Pavlicek T, Bergquist J, Vangala A, et al. 2011 Répartition bactérienne dans la rhizosphère de l'orge sauvage sous des microclimats contrastés. PLoS ONE 6(3) : e17968. doi:10.1371/journal.pone.0017968
Contexte - Toutes les plantes dans la nature abritent une communauté diversifiée de bactéries de la rhizosphère qui peuvent affecter la croissance des plantes. Nos échantillons sont isolés de la rhizosphère d'orge sauvage Hordeum spontanéum Au Canyon de l'Évolution (EC), en Israël. Les bactéries qui vivent en étroite relation avec les racines des plantes dans des conditions stressantes depuis des millénaires ont probablement développé des stratégies pour atténuer le stress des plantes.
Méthodologie/Principaux résultats – Nous avons étudié la distribution des bactéries cultivables dans la rhizosphère de H. spontanéum et caractérisé la production bactérienne de 1-aminocyclopropane-1-carboxylate désaminase (ACCd), la production de biofilm, la solubilisation du phosphore et le comportement halophile. Nous avons montré que le H. spontanéum La rhizosphère du versant sud stressant (SFS) abrite une population significativement plus élevée de bactéries tolérantes au stress osmotique solubilisant le phosphore produisant un biofilm ACCd.
Conclusions/Importance – Le laboratoire naturel « EC » à longue durée de vie facilite la génération de modèles théoriques testables et prévisibles de la biodiversité et de l'évolution du génome dans le domaine des interactions entre les plantes et les microbes. Il est probable que les bactéries isolées dans les SFS stressantes offrent de nouvelles perspectives d'applications biotechnologiques dans nos systèmes agroécologiques.
