Structure des communautés bactériennes

La plus grande variation entre la structure des communautés bactériennes dans les différents traitements, en combinant les deux expériences en serre (tomate et poivron) dans l’analyse principale de coordination (PCoA) présentée à la figure 4.3, est expliquée par le type de traitement (PC1 = 26%). La communauté bactérienne des traitements d’érable (M550 et M700) se distingue de celle du témoin et du traitement P700 sur l’axe PC1 vs PC2 (Fig 4.3a). De plus, une variation de la structure de la communauté bactérienne entre les deux types de culture a aussi été observée sur l’axe PC1 vs PC2,

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mais avec une plus faible modification (PC2 = 8%). Les communautés bactériennes des différents traitements se distinguent dans les quatre quadrants de l’axe PC1 vs PC3 (Fig. 4.3b), et celle-ci s’avère différente selon le test statistique ADONIS (p < 0,05) (Tableau S4.2).

Fig. 4.3 L’analyse principale de coordination (PCoA) vue sur trois axes (PC1, PC2, PC3) des communautés bactériennes dans les différents substrats à la fin d’une culture de la tomate et du poivron de serre.

L’analyse principale de coordination (PCoA) a été basée sur le unweighted UniFrac distance metric. Témoin sans biochar; 15% (v/v) de M550 et M700, biochar d’érable pyrolysé à 550˚C et 700˚C respectivement; et 15% (v/v) de P700, biochar de pin pyrolysé à 700˚C.

Très peu de variation a été observée sur l’axe PC3 (PC3 = 6%) entre le témoin et le traitement P700, et aussi, entre les deux traitements d’érable M550 et M700, pour les deux cultures. Selon les diagrammes de Venn (Fig 4.4), le traitement P700 partage un nombre plus élevé d’OTUs (105 et 128 OTUs; tomate et poivron) avec le témoin que le traitement M700 (51 et 43 OTUs) et M550 (28 et 33 OTUs).

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Fig. 4.4 Diagramme de Venn, où chaque ovale présente le nombre et la proportion d’unités taxonomiques opérationnelles (OTUs) détectés à la fin d’une culture de la tomate (a) et du poivron (b) de serre.

Témoin sans biochar; 15% (v/v) de M550 et M700, biochar d’érable pyrolysé à 550˚C et 700˚C respectivement; et 15% (v/v) de P700, biochar de pin pyrolysé à 700˚C.

Au niveau de l’abondance relative des OTUs bactériennes, l’ajout de 15% de biochar dans le substrat tourbeux a eu un effet significatif sur certaines espèces bactériennes (Fig. S4.1). La proportion des espèces de la classe Actinobacteria, Cytophagia, Flavobacteriia,

Sphingobacteriia, Saprospirae, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria et

Gammaproteobacteria a été le plus affectée (p < 0,05) par la présence de biochar dans les

deux cultures en serre (Tableau 4.1). De plus, les classes Acidobacteria-6, Pedosphaerae et Opitutae ont aussi été affectées (p < 0,05) par la présence de biochar, mais seulement pour la culture du poivron (Tableau 4.1). Seulement la classe Deltaproteobacteria n’a pas été influencer (p > 0,05) par la présence de biochar dans le substrat à base de tourbe pour les deux cultures (Tableau 4.1). Pour la tomate et le poivron, la présence de biochars M550 et M700 dans le substrat a favorisé davantage (p < 0,05) les espèces de la classe

Cytophagia et Betaproteobacteria comparativement au témoin (Tableau 4.1). À l’inverse,

les proportions des espèces de la classe Flavobacteriia, Sphingobacteriia et Saprospirae ont été plus faibles (p < 0,05) dans les traitements M550 et M700 que le témoin, pour les deux cultures (Tableau 4.1). Les espèces de la classe Flavobacteriia ont aussi été plus faibles dans le traitement P700, mais seulement pour la culture du poivron. De plus, l’abondance des espèces de la classe Alphaproteobacteria a été significativement plus faible dans le traitement M550 (16,9% pour la tomate et 21,0% pour le poivron), mais aucune différence n’est observée entre les traitements M700, P700 et le témoin. L’ajout de

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biochar P700 dans le substrat a augmenté significativement les espèces de la classe

Gammaproteobacteria comparativement au témoin pour les deux cultures, mais ce

traitement ne diffère pas de M700. Les espèces de la classe Acidobacteria-6,

Actinobacteria et Sphingobacteriia ont également été (p < 0,05) plus élevées dans le

traitement P700 que le témoin, mais uniquement dans la culture du poivron (Tableau 4.1). Plus spécifiquement, pour la culture du poivron les espèces de la famille Cytophagaceae,

Oxalobacteraceae, et Methylophilaceae ont été significativement plus importantes dans

les traitements d’érable M550 et M700 que dans le témoin (Tableau 4.2). Pour la tomate, les espèces des familles Oxalobacteraceae dans M550 et Methylophilaceae dans M700 avaient une abondance similaire (p > 0,05) à celle du témoin (Tableau 4.2). Le genre

Devosia a été significativement (p < 0,05) stimulé par tous les traitements biochars chez le

poivron, alors que chez la tomate, seul le traitement M550 a eu un pourcentage d’OTUs plus élevé que celui du témoin. Le genre Hyphomicrobium a été plus nombreux (p < 0,05) dans le traitement M700 que le témoin dans les deux cultures. Les espèces du genre

Cellvibrio ont été plus abondantes dans les deux traitements d’érable (M550 et M700) que

le témoin. Le nombre d’espèces du genre Streptomyces a été plus important dans les traitements M700 et P700 chez la tomate, tandis que chez le poivron, seul le traitement P700 a significativement favorisé la croissance des espèces de ce genre. De plus, le genre Rhodanobacter a été plus nombreux (p < 0,05) dans le traitement P700 que le témoin dans les deux cultures. Enfin, les espèces du genre Flavobacterium ont été significativement plus abondantes dans le témoin que dans les traitements d’érable pour les deux cultures, mais aucune différence (p > 0,05) dans le nombre d’espèces de ce genre n’a été trouvée entre le témoin et le traitement P700 (Tableau 4.2).

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Tableau 4.1 Pourcentage des OTUs bactériennes au niveau de la classe dans les différents substrats à la fin de la culture de la

tomate et du poivron fertilisée avec la dose recommandé en nutriments (F100).

TOMATE POIVRON

Phylum Classe Témoin M550 M700 P700 Pr > F Témoin M550 M700 P700 Pr > F

Acidobacteria Acidobacteria_6 2,5 a 1,9 a 1,6 a 2,5 a 0,56 1,7 C 3,3 B 3,4 B 4,5 A *** Actinobacteria Actinobacteria 2,1 b 2,2 b 4,4 a 3,7 ab ** 3,4 B 7,6 AB 6,5 B 12,0 A *** Bacteroidetes Cytophagia 1,9 b 32,8 a 18,8 a 0,7 b *** 0,5 C 19,2 A 7,2 B 1,6 C *** Bacteroidetes Flavobacteriia 4,4 a 0,1 b 0,2 b 7,5 a *** 13,8 A 1,1 B 0,2 B 1,6 B *** Bacteroidetes Sphingobacteriia 7,9 a 0,7 b 1,0 b 6,4 a *** 5,7 B 0,8 C 1,6 C 8,5 A *** Bacteroidetes Saprospirae 15,4 a 6,4 b 5,4 b 12,6 a *** 12,4 A 5,2 B 3,6 B 9,2 A *** Proteobacteria Alphaproteobacteria 25,4 a 16,9 b 21,9 ab 24,1 a ** 32,5 A 21,0 B 30,6 A 31,0 A *** Proteobacteria Betaproteobacteria 7,0 b 16,6 a 14,3 a 3,7 b *** 5,0 B 18,5 A 17,0 A 4,2 B *** Proteobacteria Deltaproteobacteria 2,6 a 2,7 a 3,5 a 2,8 a 0,66 1,6 A 2,9 A 3,0 A 2,0 A 0,06 Proteobacteria Gammaproteobacteria 11,5 b 4,5 b 12,4 ab 19,5 a *** 6,9 BC 5,5 C 8,3 AB 9,9 A *** Verrucomicrobia Opitutae 7,7 a 2,7 a 3,2 a 5,0 a 0,53 4,1 A 2,2 B 3,7 AB 4,0 AB * Verrucomicrobia Pedosphaerae 1,7 a 1,4 a 1,5 a 2,5 a 0,13 3,8 A 0,9 C 1,0 C 2,1 B *** Autres bactéries 10,0 11,0 12,0 9,0 8,0 12,0 14,0 9,0

Les moyennes (n = 4) dans chaque ligne suivie par une lettre distincte, minuscule ou majuscule, sont significativement différentes selon le test deTukey (p < 0,05). Les lettres minuscules et majuscules indiquent que les valeurs ont été analysées séparément pour la tomate et le poivron. Témoin sans biochar; 15% (v/v) de M550 et M700, biochar d’érable pyrolysé à 550˚C et 700˚C respectivement; et 15% (v/v) de P700, biochar de pin pyrolysés à 700˚C. p : * = ≤ 0,05; ** ≤ 0,01; *** ≤ 0,001. Les chiffres indiquent une valeur de p non significative (p > 0,05). OTUs, abondance relative des unités taxonomiques opérationnelles.

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Tableau 4.2 Pourcentage des OTUs bactériennes au niveau de la famille et du genre dans les différents substrats à la fin de la culture de la tomate et du poivron fertilisée avec la dose recommandé en nutriments (F100).

TOMATE POIVRON

Classe Famille Témoin M550 M700 P700 Pr > F Témoin M550 M700 P700 Pr > F

Alphaproteobacteria Sphingobacteriaceae 7,30 a 0,32 b 0,68 b 5,84 a *** 5,18 A 0,48 C 1,29 B 8,06 A *** Betaproteobacteria Oxalobacteraceae 0,74 b 0,98 ab 2,00 a 0,54 b ** 0,19 B 1,36 A 1,71 A 0,18 B *** Betaproteobacteria Methylophilaceae 0,18 bc 4,48 a 1,46 b 0,06 c *** 0,04 C 6,09 A 1,50 B 0,02 C *** Cytophagia Cytophagaceae 1,38 b 32,17 a 18,18 a 0,57 b *** 0,39 D 18,57 A 6,93 B 1,38 C *** Classe Genre Actinobacteria Mycobacterium 0,44 a 0,30 a 0,40 a 0,48 a 0,47 0,37 AB 0,33 B 0,46 AB 0,62 A * Actinobacteria Streptomyces 0,17 b 0,75 b 1,85 a 1,85 a *** 0,72 B 3,47 B 3,5 B 8,21 A *** Alphaproteobacteria Bradyrhizobium 0,75 a 0,05 c 0,15 b 0,23 ab * 0,54 A 0,02 B 0,03 B 0,64 A *** Alphaproteobacteria Devosia 0,77 b 1,52 a 0,76 b 0,57 b *** 0,15 D 1,19 A 0,60 B 0,38 C *** Alphaproteobacteria Hyphomicrobium 0,09 b 0,10 b 0,34 a 0,11 b *** 0,07 B 0,13 B 0,21 A 0,09 B *** Alphaproteobacteria Rhodanobacter 1,89 b 0,02 c 0,33 bc 4,91 a *** 0,17 B 0,02 B 0,09 B 0,47 A *** Alphaproteobacteria Rhodoplanes 5,03 a 4,76 a 5,40 a 5,43 a 0,90 4,34 B 5,49 B 12,05 A 4,04 B *** Flavobacteriia Flavobacterium 4,37 a 0,04 b 0,13 b 2,72 ab ** 13,47 A 0,52 B 0,17 C 1,41 AB *** Gammaproteobacteria Cellvibrio 0,01 b 0,28 a 0,17 a 0,01 b * 0,09 B 1,26 A 1,35 A 0,01 B *** Sphingobacteriia Mucilaginibacter 0,03 b 0,01 b 0,02 b 0,19 a *** 0,03 AB 0,02 AB 0,01 B 0,04 A *

Les moyennes (n = 4) dans chaque ligne suivie par une lettre distincte, minuscule ou majuscule, sont significativement différentes selon le test de Tukey (p < 0,05). Les lettres minuscules et majuscules indiquent que les valeurs ont été analysées séparément. Témoin sans biochar; 15% (v/v) de M550 et M700, biochar d’érable pyrolysé à 550˚C et 700˚C respectivement; et 15% (v/v) de P700, biochar de pin pyrolysés à 700˚C. p : * = ≤ 0,05; ** ≤ 0,01; *** ≤ 0,001. Les chiffres indiquent une valeur de p non significative (p > 0,05). OTUs, abondance relative des unités taxonomiques opérationnelles.

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4.3.3 Relation entre les communautés bactériennes et les variables