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ANALYSE DES SOLS ET DES MICRO-ORGANISMES

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Javier Méndez Lorente
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Table des matières : ANALYSE DES SOLS ET DES MICRO-ORGANISMES

L'intérêt croissant pour la microbiologie du sol est dû à la contribution des micro-organismes à la productivité et à la durabilité de l'agriculture. La prise de conscience des chercheurs, des producteurs ruraux et des entreprises d'intrants biologiques de l'importance de l'activité biologique pour l'agriculture a influencé la création et l'adaptation de techniques et d'outils qui permettent l'expansion des connaissances.
sur les micro-organismes.

ÉTAPE 1. Extraction de l'ADN et préparation de la bibliothèque.

  1. L'extraction de l'ADN est réalisée avec le kit DNeasy PowerLyzer PowerSoil DNeasy de Qiagen (Hilden, Allemagne).
  2. BeCrop utilise des amorces personnalisées pour l'amplification par PCR ciblant spécifiquement la région V4 de l'ARNr 16S et la région ITS1.
  3. Les amplicons sont purifiés à l'aide du kit KAPA Pure Beads (Roche, Bâle, Suisse), tandis que l'amplification correcte des 16S et ITS est évaluée à l'aide d'un gel d'agarose.
  4. Les produits PCR purifiés sont ensuite soumis à la préparation de librairies, selon un protocole PCR Illumina en deux étapes.
  5. L'ADN est ensuite quantifié à l'aide d'un fluorimètre Qubit avec le kit de dosage Qubit HS 500 (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA).
  6. Enfin, les librairies sont séquencées sur un instrument Illumina MiSeq (Illumina, San Diego, CA, USA) à l'aide de 2 × 251 paired-end reads.

ÉTAPE 2. Traitement bioinformatique

  1. Les amorces sont retirées des lectures appariées à l'aide de Cutadapt.
  2. Les lectures élaguées sont ensuite fusionnées avec un chevauchement minimal de 100 nucléotides.
  3. Les séquences sont ensuite filtrées en fonction de leur qualité à l'aide de l'erreur attendue, avec une valeur maximale de 1,0.
  4. Après un prétraitement de qualité, les lectures présentant des différences d'un seul nucléotide sont itérativement regroupées pour former des ASV (variants de séquençage d'amplicon) à l'aide de Swarm.
  5. Ensuite, les chimères de novo et les singletons restants sont éliminés.
  6. Enfin, la taxonomie est attribuée à partir de l'ASV en utilisant un alignement global avec une identité de 97% par rapport à une base de données de référence curatée de SILVA 138.1 pour les séquences 16S et UNITE 8.3 pour les séquences ITS.

ÉTAPE 3. Calcul des indices du microbiome et des propriétés du réseau.

Les propriétés du réseau local sont déterminées selon la procédure décrite par Ortiz-Alvarez et al :

  1. Les réseaux de communautés microbiennes pour les échantillons 16S et ITS sont construits indépendamment selon la méthodologie décrite dans une publication précédente.
  2. Le méta-réseau de présence-absence avec tous les échantillons est construit en utilisant des comptes raréfiés et les paires ASV, qui se produisent avec une fréquence significativement plus élevée ou plus faible que prévu, sont préservées et le réseau de cooccurrence ou de coexclusion est déterminé, respectivement.
  3. Les propriétés des réseaux locaux pour les deux marqueurs sont calculées pour la cooccurrence et la coexclusion : modularité, transitivité et longueur moyenne des chemins.
  • Les modularité décrit la séparation entre des groupes de micro-organismes (modules) qui ont tendance à coexister ou souvent à s'exclure les uns les autres dans des niches écologiques spécifiques.
  • Les transitivité (coefficient de regroupement) mesure la tendance des nœuds connectés à former des triangles fermés.
  • Les longueur moyenne des routes quantifie le degré de connectivité pour aller d'un côté à l'autre du réseau.

Les Index BeCrop sont des indicateurs utilisés pour évaluer l'état de santé des sols sur la base de données métagénomiques telles que décrites par Acedo et al. Ces indicateurs évaluent les caractéristiques pertinentes liées à la santé des sols allant du potentiel métabolique au biocontrôle et à l'estimation des hormones.

Les bases de données sous-jacentes déduisent les l'adaptation au stress sur la base de plusieurs mécanismes : acide abscissique (ABA), 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) désaminase, production d'exopolysaccharides (EPS), solubilisation des métaux lourds, acide salicylique, tolérance au sel et production de sidérophores.

En outre, ils offrent une production potentielle d'hormones sur la base de la production de cytokinines, de gibbérelline et d'IAA. Toutes les abondances des mécanismes potentiels sont basées sur la combinaison des abondances des procaryotes et des champignons et sont évaluées selon un indice de 1 à 6, où 1 indique une faible abondance et 6 une forte abondance dans l'échantillon de sol concerné.

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