Communautés microbiennes dans les agrégats du sol: Vers une compréhension des interactions du microbiome à des échelles biologiquement pertinentes

« Communautés microbiennes dans les agrégats du sol: Vers une compréhension des interactions du microbiome à des échelles biologiquement pertinentes » source Applied and Environmental Microbiology, une revue de l’ASM.

Les sols contiennent un enchevêtrement de minéraux, d'eau, de nutriments, de gaz, de racines de plantes, de matières organiques en décomposition et de micro-organismes qui agissent ensemble pour recycler les nutriments et favoriser la croissance des plantes terrestres.

La plupart des microorganismes du sol vivent dans des communautés périodiquement interconnectées étroitement associées aux agrégats du sol, c’est-à-dire de petits clusters (< 2 mm) fortement liées à des minéraux et du carbone organique persistants à la suite de perturbations mécaniques et de l’humidité.

Leur structure spatiale est importante pour le cycle biogéochimique et nous ne pouvons pas prédire de manière fiable les activités biologiques et la variabilité des sols en étudiant uniquement les sols en vrac.

Pour bien comprendre les processus biogéochimiques à l'œuvre dans les sols, il est nécessaire de comprendre les interactions à l'échelle micrométrique qui se produisent entre les particules de sol et leurs habitants microbiens. Ici, nous passons en revue l’état actuel des connaissances sur les communautés microbiennes d’agrégats du sol et identifions les domaines dans lesquels il est possible d’étudier les écosystèmes du sol à une échelle correspondant aux cellules individuelles.

Schéma simplifié de l'horizon du sol et des macro et micro-agrégats du sol. Les propriétés importantes incluent la chimie locale, la surface spécifique, la taille des pores au sein et entre les agrégats, la rugosité de la surface et la connectivité. POM: matière organique particulaire. Cliquez sur l'image pour l'agrandir.

Un horizon est une couche du sol, homogène et parallèle à la surface.

Nous présentons un cadre permettant de comprendre les communautés d'agrégats comme des « villages microbiens » périodiquement connectés lors d'événements humides, permettant ainsi le transfert de matériel génétique, de métabolites et de virus.

Nous décrivons des stratégies descendantes (communauté entière) et ascendantes (réductionnistes) pour étudier ces communautés.

Pour comprendre cela, il faut combiner des approches de « systèmes modèles » (par exemple, développer de faux agrégats artificiels de communautés), observer sur le terrain des communautés naturelles et étudier plus largement les interactions entre communautés afin d'inclure les membres de la communauté peu étudiés, comme les virus.

Les études initiales suggèrent que les approches basées sur les agrégats constituent une prochaine étape critique pour développer une compréhension prédictive de la façon dont les interactions géochimiques et communautaires contrôlent la structure de la communauté microbienne et le cycle des éléments nutritifs dans le sol.

Référence. Soil Aggregate Microbial Communities: Towards Understanding Microbiome Interactions at Biologically Relevant Scales

Regina L. Wilpiszeski, Jayde A. Aufrecht, Scott T. Retterer, Matthew B. Sullivan, David E. Graham, Eric M. Pierce, Olivier D. Zablocki, Anthony V. Palumbo, Dwayne A. Elias

Applied and Environmental Microbiology Jul 2019, 85 (14) e00324-19; DOI: 10.1128/AEM.00324-19

L’article est disponible intégralement et gratuitement.