Université du Québec à Montréal
M.Sc. candidate
Supervisor: Steven Kembel
Jean-Baptiste Leducq, Université Laval
Start: 2023-01-26
End: 2024-12-31

Project

Methylobacterium phyllosphere populations: genetic bases of adaptations to tree host species in the northern temperate forest
La phyllosphère – la partie aérienne des plantes – abrite des microorganismes essentiels au fonctionnement des écosystèmes. Methylobacterium, un genre bactérien clé du microbiome foliaire, stimule la croissance végétale et protège ses hôtes contre les pathogènes. Différentes espèces de Methylobacterium s’établissent sur différentes espèces de plantes, mais l’importance des gènes bactériens dans ces associations symbiotiques reste à découvrir. Nos travaux visaient à (1) quantifier l’influence de l’espèce hôte sur la composition génique des communautés et des populations de Methylobacterium et à (2) identifier les gènes responsables de l’adaptation des populations de Methylobacterium à différentes espèces d’arbres hôtes de la forêt tempérée. Nous avons récolté les bactéries des feuilles de cinq espèces d’arbres d’une forêt au Québec : Abies balsamea, Acer saccharum, Corylus cornuta, Fagus grandifolia et Thuja occidentalis. Nous avons séquencé puis superposé les gènes bactériens sur les génomes de référence des 104 espèces de Methylobacterium, pour obtenir la composition génique des populations de chaque espèce de Methylobacterium résidant sur chacun des arbres. L’espèce hôte expliquait 25 % de la variation dans la composition génique des communautés de Methylobacterium et 1 % de la variation intraspécifique entre populations résidant sur différentes espèces hôtes, possiblement en raison du transfert horizontal de gènes dans les communautés. Les centaines de gènes de Methylobacterium associés aux espèces hôtes étaient principalement impliqués dans la photosynthèse anoxygénique et dans les métabolismes du méthane et des acides aminés, reflétant des adaptations à des niches foliaires distinctes. Notre étude expose le rôle crucial de la biodiversité floristique dans l’évolution microbienne.

Keywords

Phyllosphère, Methylobacterium, Ecologie forestière, Biodiversité, Génomique, écologie microbienne, Évolution bactérienne, Microbiome foliaire

Publications

1- The Saint-Leonard Urban Glaciotectonic Cave Harbors Rich and Diverse Planktonic and Sedimentary Microbial Communities
Lauzon, Jocelyn, Daniel Caron, Cassandre Sara Lazar
2024 Microorganisms