La diversité, la composition et les assemblages du microbiome du sol et des plantes sont conditionnés en partie par l’environnement et les interactions biotiques. L’oasis d’AlUla, située dans le désert d’Arabie Saoudite, est caractérisé par de fortes contraintes abiotiques, liées à un pH hyper alcalin et à la faible disponibilité en eau et en nutriments. L’activité et la croissance des organismes est donc soumise à cette disponibilité ponctuelle et spatialement hétérogène des ressources. En résulte une répartition spatiale discontinue des végétaux, les îlots de fertilité, qui influencent la composition du sol et des communautés microbiennes. Les plantes sont également associées dans des relations symbiotiques à des microorganismes, qui vont influencer leur santé, leur résistance à la sècheresse, améliorer l’acquisition des ressources minérales et en eau, et sont particulièrement critiques dans ces milieux à fortes contraintes. Enfin, ces écosystèmes, déjà fragilisés par le changement climatique, sont également soumis à des pressions agricoles importantes qui conduisent à une dégradation des sols et de leur biodiversité associée. La biodiversité des écosystèmes chauds et arides est aujourd’hui peu connue, particulièrement concernant l’Arabie Saoudite, un pays aux frontières longtemps restées fermées.Le but de cette thèse est de caractériser le microbiome bactérien et fongique du sol et des plantes, en lien avec son environnement, et sa réponse à différents usages des terres par le biais de séquençage d’amplicons. Afin de dépasser le cadre analytique de l’étude de la diversité et de la composition des communautés, j’ai cherché à utiliser les métriques des réseaux de co-occurrence et explorer de nouvelles méthodologies pour leur étude. Dans un premier chapitre, l’influence mutuelle des plantes, du sol et des microorganismes dans un micro-environnement, les îlots de fertilité, est caractérisée. Puis, une campagne d’échantillonnage sur le terrain au cours de deux saisons m'a permis de réaliser une analyse extensive du microbiome des plantes par l’approche des réseaux de co-occurrence. En se focalisant sur les relations intra- et inter-royaumes microbiens des taxons symbiotiques, il y est démontré la redondance de l’assortativité des champignons mycorhiziens, et de l’intégration des bactéries fixatrices d’azote dans le microbiome étendu des plantes. La réponse du microbiome à un événement simulé de précipitation sur le terrain a également permis de caractériser la réponse taxonomique du microbiome à la disponibilité en eau dans le sol. Dans un troisième chapitre, la réponse du microbiome face à des contingences historiques de nature anthropique ou naturelle, décrit comment des cycles de dessiccation et d’inondation affectent les communautés microbiennes contemporaines. Par l’étude de la stabilité de leur interaction, il y est montré comment l’activité agricole passé impacte de manière durable la structure du microbiome. Enfin, la quantification des processus d’assemblage des communautés a permis de déterminer l’effet de perturbations anciennes sur les processus de sélection bactérienne et fongique.Collectivement, les résultats de cette thèse permettent d’améliorer la compréhension de l’assemblage et de la structure du microbiote du sol et des plantes dans un écosystème désertique encore peu connu. De plus, les analyses de cooccurrence se sont révélées un outil précieux dans la formulation de nouvelles hypothèses fondamentales sur le rôle fondateur des symbioses, et de la réponse du microbiote aux perturbations. La poursuite de l’étude de la stucture complexe des réseaux, complémentée par l’étude des fonctions microbiennes et d’approches réductionnistes pour lier les relations de covariance aux processus écologiques promet de prochaines avancées majeures en écologie microbienne.