La rhizosphère, zone de sol influencée par les racines des plantes et « hotspot » biologique présente des propriétés physicochimiques et hydrophysiques dont l’étude est un front de recherche pour comprendre le rôle des interactions plante/sol dans la résistance du système sol-plante à la sécheresse. Parmi les acteurs de cette spécificité rhizosphérique, les ExoPolySaccharides (EPSac) sont des métabolites (polymères d’oses) excrétés par les végétaux et les microorganismes (champignons et bactéries). La fraction EPSac attachée aux particules de sol joue un rôle majeur dans la formation, la qualité et la conservation des sols et dans la stabilité structurale et la rétention en eau dans le sol. L’étude et la connaissance de ces EPSac est donc importante dans le contexte de changement climatique (sécheresses, pluies intenses) et agricole que nous connaissons aujourd’hui. Nous avons développé une technique d’extraction des Exopolymères (EPS) du sol au moyen d’une résine échangeuse d’ion en nous inspirant des travaux de Redmile-Gordon et al. (2014 https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.114143) (Bérard et al., 2020). Les extraits obtenus peuvent être alors caractérisés selon différentes techniques (mesure de sucre totaux-EPSac, mesure des protéines, mesures infrarouges …).

La méthode d’extraction est donc réalisée à l’aide d’une résine échangeuse de cations (CER) : l'action mécanique des billes sur les particules de sol combinée à l'échange avec la résine des cations divalents Ca2+ et Mg2+ du sol qui lient les chaînes de polymères de l'EPS aux particules de sol, entraînent la libération de l'EPS dans la solution. Le CER (Amberlite^® Dowex Marathon C, Na + form, Sigma Aldrich, Steinheim, Allemagne) est préalablement lavée avec un tampon phosphate (composé de 2 mM Na3PO4 . 12H2O, 4 mM NaH2PO4 . H2O, 9 mM NaCl, 1 mM KCl, ajusté à pH 7 avec 1M HCl et stocké à 4 ◦C) jusqu'à ce que le pH de la solution soit stabilisé à 7. Après une première extraction des susbtances solubles du sol avec du CaCl2, La CER est alors ajoutée au sol (culot de la première extraction) afin d'obtenir un ratio de 70 g de CER pour 1 g de matière organique. 10 ml (pour 1 g de sol) de tampon phosphate pH 7 sont ensuite ajoutés au mélange. L'échantillon est incubé pendant 16 heures, sous agitation rotative (50 rpm, agitateur (HEIDOLPH REAX2, Allemagne) à température ambiante. Le mélange est ensuite centrifugé (8000×g for 15 min) et le surnageant contenant les EPS, est récupéré pour analyses.

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Publications

BÉRARD A, CLAVEL T, LE BOURVELLEC C, DAVOINE A, LE GALL S, DOUSSAN C, BUREAU S, 2020. Exopolysaccharides in the rhizosphere: A comparative study of extraction methods. Application to their quantification in Mediterranean soils. Soil Biology and Biochemistry. doi: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.107961

LE GALL S, BÉRARD A, PAGE D., LANOË L., BERTIN N., DOUSSAN C., 2021. Increased exopolysaccharide production and microbial activity affect soil water retention and field performance of tomato under water deficit. Rhizosphere, 19, https://doi.org/10.1016/j.rhisph.2021.100408.