Résumé
La plasticité phénotypique, la capacité d’un génotype à produire différents phénotypes en réponse à différentes conditions environnementales, est un mécanisme crucial pour les organismes sessiles comme les plantes qui ne peuvent échapper à leur environnement. La récente mise en évidence du rôle des microorganismes pour la santé des plantes ont amené à les considérer comme des acteurs potentiellement clefs des interactions plantes-environnement et à l’émergence du concept d’holobionte, l’entité formé par un hôte et ses partenaires microbiens. L’objectif général de cette thèse est d’explorer la plasticité des plantes à différents niveaux d’intégration. Pour cela, nous avons tiré profit du modèle biologique que représentent les broméliacées à réservoir d’eau avec deux principaux objectifs :Tout d’abord, caractériser la plasticité phénotypique de bromeliacées le long de gradients environnementaux en adoptant une vision classique du phénotype des plantes par la mesure de traits morpho-anatomiques et physiologiques. Dans cette partie nous avons abordé cette plasticité phénotypique d’Aechmea aquiliega aux échelles inter-individuelles et intra-organes.Dans un second temps, nous avons étudié la plasticité phénotypique de l’holobionte confronté à différentes quantités de ressources. Le phénotype des plantes est fortement influencé par leurs microbiotes, qui font partie intégrante du phénotype étendu de la plante. Dans cette seconde partie, nous élargissons l’étude des traits des plantes en intégrant les réponses des communautés microbiennes par des approches de métabarcoding afin de mieux comprendre le système holobionte sous contrainte environnementale. Nous avons également exploré le rôle putatif du microbiote dans la plasticité transgénérationnelle. Nous avons pour cela caractérisé les flux microbiens transgénérationnels et l’influence de l’environnement maternel sur le phénotype et le microbiote des descendants chez Aechmea mertensii. Nos résultats viennent affiner notre compréhension des stratégies d’acquisition des ressources chez les Broméliacées du genre Aechmea en mettant notamment en évidence la contribution significative de la nutrition racinaire à leur croissance et des réponses complexes au sein d’une même feuille à des variations d’intensité lumineuse. Dans une seconde partie nous révélons une covariation des communautés microbiennes et des traits écophysiologiques des Aechmea supportant l’existence d’une réponse coordonnée des différents constituants de l’holobionte (i.e., le microbiote et son hôte) aux variations environnementales. Finalement nous démontrons l’existence d’effets maternels influençant le phénotype et le microbiote de la descendance.Les résultats de ces travaux à l’interface entre microbiologie et écophysiologie végétale révèlent donc une réponse complexe des plantes du genre Aechmea à différents facteurs environnementaux et échelles biologiques (e.g., intra-organe, holobionte et entre générations). La plasticité phénotypique des plantes apparait donc comme l’intégration de différents mécanismes et de nombreuses interactions à différents niveaux qu’il est nécessaire de considérer si nous voulons comprendre la réponse des plantes aux changements environnementaux passés, présents et futurs.