September 2018

MaLDIveS

MaLDIveS est un projet interdisciplinaire qui vise à développer une nouvelle méthode de biomonitoring, basée sur des données de séquençage à ultra-haut débit et sur leur traitement par des méthodes de machine learning, permettant d’évaluer l’impact du système d’entretien du sol sur la santé et la qualité des sols de vignes.

Ce projet nous permettra de mieux comprendre l’impact des pesticides et des autres facteurs environnementaux sur les communautés de protistes, puis d’identifier des bioindicateurs associés à différents stress environnementaux et d’y caractériser le comportement de leur abondance relative, menant ainsi à la construction de modèles diagnostiques.

Contexte

> Une préoccupation croissante chez les consommateurs, ainsi que chez les exploitants et les gestionnaires des sols est l’impact des modes d’exploitation agricoles et des pesticides sur la santé et la qualité des sols.

> Les protistes (protozoaires et microalgues) sont des organismes des sols, abondants et diversifiés, mais également très sensibles aux perturbations naturelles et anthropogènes, ce qui en fait des candidats idéaux pour être utilisés comme bioindicateurs de la santé des sols.

> Cependant, l’identification des protistes traditionnellement basée sur des analyses morphologiques est problématique car chronophage et coûteuse. Pour surmonter ces inconvénients, on identifie les espèces par leur séquences d’ADN («code-barres») couplée aux nouvelles techniques de séquençage à ultra-haut débit. Néanmoins, l'énorme quantité de séquences et leur grande diversité rend difficile leur traitement par des moyens conventionnels.

Méthodologie

> Il devient donc essentiel de développer des méthodes, mariant bioinformatique, statistique et machine learning pour:

i.Quantifier, analyser et traiter ces séquences de protistes;

ii.Identifier et sélectionner les bioindicateurs (un sous ensemble de protistes (OTUs) associés à différents facteurs de stress;

iii.Modéliser leur abondance relative en fonction des différentes conditions, menant ainsi à la construction de modèles diagnostiques.

> Les données servant de base à ce développement proviendront:

  • D’une étude de terrain réalisée dans un réseau de 33 vignobles en Valais, ce qui permettra d’évaluer l’impact des facteurs environnementaux sur les communautés de protistes.
  • D’expériences de laboratoire où l’impact d’un mélange de pesticides, la température et la teneur en eau du sol sur les communautés de protistes seront testés dans des microcosmes.