Les analyses de génomique environnementale 

  Les microorganismes présents dans les sols sont importants pour la qualité et l’abondance des cultures. Ils contribuent au renouvellement de la structure du sol, décomposent les matières organiques et facilitent l'assimilation des nutriments minéraux disponibles pour les plantes. Ces microorganismes impactent alors directement la productivité et le rendement de culture. Il est essentiel d’identifier, de compter et de caractériser la diversité de ces microorganismes afin de se renseigner sur la qualité des sols

 

  Comme tous les organismes vivants, les micro-organismes disposent d’une information génétique portée par l’ADN (acide désoxyribonucléique), qui permet leur fonctionnement et leur multiplication. Cet ADN est constitué par un enchainement de nucléotides composés d’un sucre (désoxyribose), d’un acide phosphorique et d’une base azotée (A, T, G, ou C). L’ordre d’enchainement (ou séquence) de ces nucléotides est unique pour chaque organisme.

La détermination de la séquence en nucléotides de l’ADN, appelée séquençage, a débuté dans la deuxième moitié des années 70. Avec l’apparition, en 2005, puis la généralisation de techniques de séquençage Nouvelle Génération (NGS : Next Generation Sequencing), appelées aussi Séquençage Haut Débit, il est maintenant possible de séquencer rapidement l’ADN des micro-organismes présents dans des environnements spécifiques.

  Dans le cadre de notre activité, nous réalisons des analyses moléculaires de communautés microbiennes appelées aussi génomique environnementale. Ces analyses consistent à recenser de manière qualitative l’ensemble des micro-organismes pathogènes et/ou bénéfiques présents (genre et espèce) et ainsi d’inventorier la biodiversité d’un échantillon d’intérêt (sol, eau, rhizosphère). Ce type d’analyse renseigne aussi sur l’abondance relative de chaque micro-organisme présent à un instant T dans une condition donnée.

  L’étude de la composition de ces divers microbiotes repose sur l’analyse ciblée de régions d’ADN (les gènes) présentes chez toutes les bactéries (ARN 16S) et chez tous les champignons (ITS1 et ITS2). Ces gènes ont été sélectionnés pour contenir des régions très conservées, qui permettent d’initier le séquençage chez tous les micro-organismes, et des régions très variables, qui permettent d’identifier sans ambiguïté chaque microorganisme présent.

L’analyse se déroule en plusieurs étapes : extraction de l’ADN génomique à partir de différents types de matrices (culture bactérienne, sol, eau, végétaux …), multiplication exponentielle des régions d’intérêt par une réaction enzymatique appelée PCR, séquençage en haut débit de ces régions d’intérêt, analyse des séquences obtenues par bio-informatique et comparaison avec des bases de données pour définir l’identité des micro-organismes.

 

  L’analyse moléculaire de communautés bactériennes se révèle utile dans de nombreuses situations rencontrées par nos clients.

Par exemple, la mise en évidence d’un agent pathogène dont l’abondance relative est significative permet d’associer un symptôme ou une observation de terrain (perte de rendement...) à une cause pathologique et ainsi de prendre en compte sa présence lors de la mise en place de mesures correctives.

Elle permet également de vérifier l’innocuité d’un sol avant plantation ou de rechercher des micro-organismes dans une eau d’arrosage dans le cadre d’une culture symptomatique.

Dans d’autres cas, l’utilisation de ces approches innovantes permet aussi de comparer plusieurs communautés microbiennes (bactérienne et/ou fongique), pour améliorer le rendement de certaines cultures ou influencer la qualité d’une culture (particulièrement utile dans le cadre des plantes à parfum).

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