Projet ANR-14-CE02-0016 – DYNAMIC : Décryptage des réseaux symbiotiques  au sein des agro-écosystèmes méditerranéens à caroubier
Programme : Comprendre et prévoir les évolutions de l'environnement (DS0101) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Monsieur Herve Sanguin (Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes)
Partenaires : Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public; Laboratoire public
Montant : 484200.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 54 mois
Résumé : Les écosystèmes terrestres méditerranéens sont confrontés à une désertification croissante en raison de l'aggravation des pressions environnementales due aux changements globaux. Les processus de désertification conduisent à une dégradation du couvert végétal, une érosion des sols, un épuisement des ressources nutritives et une diminution de l'activité microbienne. La mise en place de stratégies politiques globales visant à une meilleure gestion des écosystèmes terrestres est donc cruciale pour leur conservation. Dans ce contexte, Ceratonia siliqua L. (caroubier), arbre xérophile adapté au climat méditerranéen, apparaît comme un modèle clé pour les programmes de reboisement / restauration, en raison de sa résistance et de son adaptabilité à des conditions environnementales extrêmes ainsi que de sa forte valeur ajoutée socio-économique.
Le caroubier est une légumineuse non nodulante, fortement dépendante pour sa survie et sa production de la symbiose avec des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA). Ses capacités de fixation biologique de l'azote restent incertaines, mais les CMA pourraient être des "vecteur obligatoires"  de bactéries fixatrices d'azote dans le compartiment intracellulaire du caroubier. La gestion des populations de caroubiers est donc étroitement liée  à une meilleure compréhension et utilisation (stratégies d'ingénierie écologique) de la communauté symbiotique associée au caroubier.
La principale hypothèse de DYNAMIC est que la différentiation évolutive de la plante au niveau intra-spécifique est un facteur sous évalué pourtant déterminant de la structure et de la diversité de la communauté symbiotique, optimisant l'efficacité symbiotique. Cependant, l'histoire évolutive et la structure de la diversité génétique du caroubier à l'échelle de la Méditerranée demeurent quasiment inconnues. L'isolement géographique, la vicariance à long terme, et la sélection pour l'agriculture sont supposés être les causes d'importantes modifications dans la génétique et la physiologie du caroubier, conduisant à de potentiels changements/adaptation de son microbiome symbiotique. L'objectif global de DYNAMIC est de déchiffrer les réseaux symbiotiques dans les (agro)écosystèmes méditerranéens à base de caroubier, et d'élaborer des stratégies écologiques innovantes basées sur des interactions symbiotiques performantes.
Le projet s'attaque à cette question (i) en révélant les unités significatives d'évolution et la structure génétique des populations de caroubiers à l'échelle de la Méditerranée, (ii) en caractérisant la diversité taxonomique et phylogénétique alpha et beta du microbiome symbiotique du caroubier, (iii) en explorant les liens entre ces  paramètres génétiques et les données environnementales afin de déterminer les réseaux symbiotiques et ces leviers (génétique x écologique) et finalement (iv) en testant expérimentalement ces modèles pour optimiser l'efficacité symbiotique dans les cultures de caroubiers. Les investigations sur le terrain seront fonction de l'histoire de la dissémination du caroubier (régions natives et exotiques) et de différents contextes écologiques (forêts, systèmes agroforestiers, plantations). Les réseaux symbiotiques seront caractérisés via la combinaison d'approches moléculaires haut-débit, d'analyses bioinformatiques basées sur des modèles de réseaux écologiques, et de leur application pour développer des stratégies d'ingénierie écologique. 
Les perspectives sont une meilleure compréhension des relations génétiques plante-microbiome conditionnant le fonctionnement des écosystèmes et l'identification d'un "SymbiOme" coeur et accessoire. Plus globalement, DYNAMIC apportera de nouveaux éclairages sur les facteurs écologiques régissant la spécificité d'interaction hôte-symbiote et proposera de nouvelles directions pour la mise au point de stratégies performantes en ingénierie écologique appliquées à la restauration des écosystèmes et de l'intensification écologique des (agro)écosystèmes.