Thèse un Nouveau Paradigme de la Fertilité des Sols les Synergies Virus-Mycorhizes Comme Biostimulants de Nouvelle Génération. H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1 École doctorale : E2M2 - Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation Laboratoire de recherche : LEM - ÉCOLOGIE MICROBIENNE Direction de la thèse : Christina HAZARD ORCID 0000000203255856 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-07T23:59:59 Les sols abritent une immense diversité d'organismes microscopiques jouant un rôle central dans la croissance des plantes et la production alimentaire. Parmi eux figurent des virus infectant des micro-organismes ; en provoquant l'éclatement des cellules hôtes lors de l'infection, ils libèrent dans le sol des nutriments tels que l'azote, le phosphore et le carbone. Ces libérations soudaines de nutriments peuvent profiter aux plantes, à condition toutefois qu'ils soient rapidement assimilés avant d'être perdus ou réutilisés par d'autres microbes. Ce projet vise à déterminer si ces virus peuvent agir comme des stimulants naturels de la croissance végétale et si leurs effets sont amplifiés par des champignons bénéfiques vivant en association avec les racines des plantes. Ces champignons forment dans le sol de vastes réseaux qui aident les plantes à absorber l'eau et les nutriments au-delà de la zone racinaire immédiate. À l'aide de systèmes contrôlés associant plantes et sols, la recherche examinera l'influence de ces virus sur la disponibilité des nutriments, la réponse des plantes et la capacité des réseaux fongiques à optimiser l'assimilation de ces nutriments. Elle étudiera également la localisation de ces processus dans le sol ainsi que leur dépendance aux pratiques agricoles, telles que l'utilisation d'engrais. En mettant en lumière la manière dont ces interactions biologiques invisibles favorisent la nutrition des plantes, ces travaux visent à ouvrir de nouvelles voies vers une agriculture plus durable, réduisant la dépendance aux intrants chimiques tout en préservant la productivité des cultures. Sustainable agriculture requires a deeper understanding of how soil biodiversity underpins the bioresources on which food production depends. Among soil organisms, viruses are the most abundant and diverse entities, with up to 1010 particles per gram of soil and representing many thousands of different viral populations. Yet their ecological roles remain poorly resolved compared with aquatic systems (Hazard et al., 2025), where viruses shape biogeochemical cycles through lysis, horizontal gene transfer, and auxiliary metabolic genes. In oceans, viral shunting releases labile dissolved organic matter that fuels microbial loops, while viral shuttling channels recalcitrant lysates into the particulate pool. Analogous mechanisms likely operate in soils with virus-mediated lysis releasing prokaryote cell contents (N, P, C, and labile metabolites) into the soil solution, where they become available for plant uptake. This positions soil viruses as an overlooked yet potentially important driver of soil fertility and a candidate biostimulant for sustainable agriculture.
The efficacy of any nutrient pulse, however, depends on whether plants can access it before the released nutrients are leached, immobilized, or recaptured by microorganisms. Here, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), the most widely used microbial bioresource in agriculture, offer a powerful synergistic amplifier. AMF colonize ~80% of terrestrial plants and extend nutrient acquisition beyond the root depletion zone through extensive hyphal networks. With high surface area and efficient transporters, AMF are ideally suited to capture labile, transient nutrient pulses released by viral lysis. This raises a key question: do AMF amplify the biostimulant effect of soil viruses, channeling lysis-derived nutrients into plants more efficiently than viruses alone?
Beyond nutrient supply, AMF provide benefits underpinning crop productivity and resilience: enhanced drought tolerance through improved water uptake, resistance to soil-borne pathogens, contribution to soil aggregate stability, and mitigation of nitrous oxide emissions through suppression of nitrifier activity - the latter recently demonstrated in our work with wheat and an AMF inoculant across contrasting fertilizer regimes. Their hyphal networks also recruit beneficial soil microorganisms, extending the plant's reach into the broader soil community. AMF inoculants are now a multi-billion-euro biostimulant market, yet field efficacy remains highly variable, highlighting the need to better understand the soil context in which AMF operate, including the overlooked viral component.

Le candidat doit être titulaire d'un master en microbiologie, en écologie ou en science du sol. Un intérêt pour les interactions virus-hôte ainsi qu'une expérience préalable des systèmes plante-sol et des techniques de biologie moléculaire constitueraient un atout.