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Stimulation of different functional groups of bacteria by various plant residues as a driver of soil priming effect

Authors :
Séverine Boiry
Lionel Ranjard
Christophe Mougel
Sébastien Terrat
Noémie Pascault
Pierre-Alain Maron
Jean Lévêque
Richard Christen
Michel Pean
Aurore Kaisermann
Olivier Mathieu
Dipankar Bachar
Catherine Hénault
Sébastien Fontaine
Philippe Lemanceau
Agroécologie [Dijon]
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)
Institut de signalisation, biologie du développement et cancer (ISBDC)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
Biogéosciences [UMR 6282] (BGS)
Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Groupe de Recherches Appliquées en Phytotechnologie (GRAP)
Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM)
Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Unité de recherche sur l'Ecosystème Prairial (UREP)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Study financially supported by the Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME) and the Burgundy region.
European Project: 264465,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2010,ECOFINDERS(2011)
Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)
Biogéosciences [UMR 6282] [Dijon] (BGS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
UR 0874 Unité de recherche sur l'Ecosystème Prairial
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Unité de recherche sur l'Ecosystème Prairial (UREP)-Ecologie des Forêts, Prairies et milieux Aquatiques (EFPA)
Université Côte d'Azur (UCA)
Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Unité Mixte de Recherche sur l'Ecosystème Prairial - UMR (UREP)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)
Source :
Ecosystems, Ecosystems, 2013, 16 (5), pp.810-822. ⟨10.1007/s10021-013-9650-7⟩, Ecosystems, Springer Verlag, 2013, 16 (5), pp.810-822. ⟨10.1007/s10021-013-9650-7⟩
Publication Year :
2013
Publisher :
HAL CCSD, 2013.

Abstract

13 pages; International audience; The turnover of organic matter in soil depends on the activity of microbial decomposers. However, little is known about how modifications of the diversity of soil microbial communities induced by fresh organic matter (FOM) inputs can regulate carbon cycling. Here, we investigated the decomposition of two 13C labeled crop residues (wheat and alfalfa) and the dynamics of the genetic structure and taxonomic composition of the soil bacterial communities decomposing 13C labeled FOM and native unlabeled soil organic matter (SOM), respectively. It was achieved by combining the stable isotope probing method with molecular tools (DNA genotyping and pyrosequencing of 16S rDNA). Although a priming effect (PE) was always induced by residue addition, its intensity increased with the degradability of the plant residue. The input of both wheat and alfalfa residues induced a rapid dynamics of FOM-degrading communities, corresponding to the stimulation of bacterial phyla which have been previously described as copiotrophic organisms. However, the dynamics and the identity of the bacterial groups stimulated depended on the residue added, with Firmicutes dominating in the wheat treatment and Proteobacteria dominating in the alfalfa treatment after 3 days of incubation. In both treatments, SOMdegrading communities were dominated by Acidobacteria, Verrucomicrobia, and Gemmatimonadetes phyla which have been previously described as oligotrophic organisms. An early stimulation of SOM-degrading populations mainly belonging to Firmicutes and Bacteroidetes groups was observed in the alfalfa treatment whereas no change occurred in the wheat treatment. Our findings support the hypothesis that the succession of bacterial taxonomic groups occurring in SOM- and FOMdegrading communities during the degradation process may be an important driver of the PE, and consequently of carbon dynamics in soil.

Details

Language :
English
ISSN :
14329840 and 14350629
Database :
OpenAIRE
Journal :
Ecosystems, Ecosystems, 2013, 16 (5), pp.810-822. ⟨10.1007/s10021-013-9650-7⟩, Ecosystems, Springer Verlag, 2013, 16 (5), pp.810-822. ⟨10.1007/s10021-013-9650-7⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....d715590411fefa9624a948be6f126877