Academic literature on the topic 'Mycorhizes – Environnement'

Les mycorhizes arbusculaires constituent la symbiose végétale la plus répandue à l’échelle planétaire. Les champignons concernés, regroupés dans le phylum Glomeromycota et distribués sur l’ensemble des écosystèmes, colonisent la majorité des plantes terrestres. Aux avantages bien connus des mycorhizes sur la croissance végétale, s’ajoutent plusieurs bénéfices, notamment pour la survie des plantes, leur biodiversité, l’impact sur la microflore du sol et le potentiel d’agent de réduction des stress tant abiotiques que biotiques. Devant une telle panoplie d’avantages pour les plantes et l’environnement, on pourrait croire que les mycorhizes représentent une panacée à plusieurs problèmes liés à la production et à la protection des végétaux. Le complexe « plante-mycorhize-parasite-environnement » constitue la norme à maintenir ou à retrouver pour assurer la durabilité de l’environnement. Le fonctionnement des mycorhizes comme agent de lutte biologique touche globalement cinq mécanismes d’interaction. Certains concernent directement la plante, soit : 1) une stimulation de croissance par le biais d’un apport nutritif accru et une meilleure santé végétale, 2) une transformation morphologique au niveau racinaire, 3) l’induction ou la suppression de mécanismes de défense, notamment ceux impliquant plusieurs enzymes. D’autres agissent sur le parasite : 4) via une compétition directe avec les champignons mycorhiziens liée à la disponibilité de nutriments et de sites d’infection, et sur la structure et la qualité du sol, par le biais d’une 5) modification de la microflore et de l’augmentation du taux de matière organique.

<p><span style="vertical-align: inherit;"><span style="vertical-align: inherit;">La présente étude a été menée dans le but de contribuer à une meilleure compréhension de l'adaptation des psammo-halophytes à leurs environnements hostiles à travers la détermination de leur statut mycorhizien. </span><span style="vertical-align: inherit;">Il s'agissait de l'évaluation du statut mycorhizien de </span></span><em><span style="vertical-align: inherit;"><span style="vertical-align: inherit;">Plantago </span></span></em> <em><span style="vertical-align: inherit;"><span style="vertical-align: inherit;">coronopu</span></span></em><span style="vertical-align: inherit;"><span style="vertical-align: inherit;">s L. en relation avec les paramètres édaphiques de sa rhizosphère dans une dune du littoral oranais. </span><span style="vertical-align: inherit;">Des échantillons de sol rhizosphérique et de racines ont été prélevés sur trois sites situés sur les dunes de Bomo-plage, à l'ouest d'Oran. </span><span style="vertical-align: inherit;">Les paramètres de colonisation mycorhizienne de la plante et les paramètres physico-chimiques du substrat ont été déterminés. </span><span style="vertical-align: inherit;">Les résultats ont montré que le substrat avait une texture sablo-limoneuse, il était légèrement salin, très pauvre en eau et en nutriments, avec une forte charge de calcaire total et une faible teneur en carbone organique et en azote total. </span><span style="vertical-align: inherit;">Les racines ont été colonisées par des champignons de type mycorhizes arbusculaires avec une fréquence moyenne élevée (61,34%). </span><span style="vertical-align: inherit;">Les résultats de l'analyse en composantes principales ont révélé que les paramètres mycorhiziens étaient positivement corrélés avec la salinité du sol, le carbone organique et la matière organique, l'azote total et le limon. </span><span style="vertical-align: inherit;">Cependant, la corrélation entre les paramètres mycorhiziens et le pH,</span></span></p>

L’arganier, Argania spinosa, est une espèce endémique du Maroc, structurant des formations forestières remarquables et façonnant un terroir agricole original. Si son statut mycorhizien a été largement étudié, la diversité mycorhizienne associée et son efficacité, en tenant compte du lien avec les contextes pédoclimatiques et la diversité des territoires de l’arganier, demeure méconnue. Aussi, neuf arganeraies du Sud-Ouest marocain ont fait l’objet d’investigations afin, d’une part, d’explorer la diversité des communautés de champignons mycorhiziens associés à cet arbre dans diverses situations édapho-climatiques, et, d’autre part, d’évaluer le potentiel mycorhizogène des environnements rhizosphériques, en vue de les exploiter comme sources d’inocula. L’examen microscopique des racines de l’arganier confirme la mycotrophie de l’espèce et sa dépendance aux champignons mycorhiziens arbusculaires (CMA), quel que soit le site prospecté. Les spores de CMA isolées des sols rhizosphériques des arganeraies étudiées restent de faible densité. Les corrélations entre les différents morphotypes sont très hautement significatives au sein du genre Glomus. Dans certains sites, une corrélation positive apparaît entre la densité de spores et l’intensité de mycorhization des racines. Une corrélation négative se présente entre le potentiel mycorhizien des neuf sols étudiés et les propriétés chimiques des sols. Ces résultats suggèrent que d’autres facteurs édaphiques (propriétés biologiques des sols, par exemple) ou le degré de perturbation des sols des arganeraies, lié aux usages agricoles et au pâturage, pourraient influencer fortement le processus de mycorhization de l’arganier. Il en est ainsi de la performance des spores mycorhiziennes, ce qui conduit à devoir éviter de contre-sélectionner des CMA inefficients en matière de survie et de croissance de l’arganier, qu’il s’agisse de production en pépinières forestières ou de réhabilitation en milieu naturel.

L’intelligence des arbres est un sujet qui passionne les populations urbaines. Elle fait l’objet d’un débat animé entre les différents acteurs du secteur forestier. La présente note vise à objectiver ce débat en synthétisant les connaissances récentes sur le sujet. Elle montre que les arbres peuvent communiquer entre eux, soit via des molécules volatiles, soit via des échanges souterrains, notamment grâce à un réseau mycorhizien. Les arbres peuvent aussi percevoir la lumière et les sons. Ils peuvent donc s’adapter à un environnement changeant, ce qui traduit une certaine forme d’intelligence. Néanmoins, renoncer à l’exploitation du bois sur cette base ne peut être justifié. Cela se traduirait par des impacts environnementaux dont la portée est occultée par les détracteurs de l’exploitation forestière.

Les terres rares (REE) sont un groupe de métaux stratégiques qui ont été largement utilisés dans les technologies modernes au cours des dernières décennies. Cependant, en raison des émissions de REE liées à ces industries et à la surexploitation, de grandes quantités de terres rares d’origine anthropiques peuvent s'accumuler dans l'environnement et être phytotoxiques. Les mycorhizes à arbuscules (MA) sont bénéfiques pour les plantes dans les sols contaminés par les métaux en améliorant leur survie et leur croissance et en atténuant la toxicité des métaux, mais peu d'informations sont disponibles sur les sols contaminés par des REE. L'objectif de cette thèse est de comprendre le transfert des REE du sol aux plantes et en particulier le rôle des champignons MA sur la croissance des plantes et le transfert des REE aux plantes dans les sols contaminés par des REE. Des expériences en chambre de culture ont été réalisées en utilisant la luzerne (Medicago sativa) comme plante modèle, le samarium (Sm) comme REE modèle et un champignon mycorhizien Funneliformis mosseae tolérant aux métaux. Nous avons d'abord étudié la biodisponibilité et le transfert du Sm à Medicago sativa cultivée sur deux sols artificiellement contaminés différant par leurs caractéristiques chimiques. Les résultats ont montré que le Sm extractible au DTPA était bien corrélé à l'absorption de Sm dans les pousses de luzerne. Bien que le facteur de transfert sol-plante soit faible, la biomasse de luzerne a été réduite lorsque les sols ont été enrichis de 100 à 200 mg kg-1 de Sm. Nous avons ensuite émis l'hypothèse que les champignons mycorhiziens à arbuscules pourraient protéger la plante contre la toxicité des REE. En conséquence, une expérience en pot a été menée pour étudier le rôle des champignons MA sur la croissance de la luzerne et une expérience en compartiments a été réalisée pour étudier le transfert de Sm à la luzerne via les hyphes fongiques MA. La biomasse de la luzerne cultivée sur un sol enrichi en Sm était significativement plus élevée après l'inoculation par F.mosseae. La teneur en P était également plus élevée dans les plantes mycorhizées que dans les plantes non mycorhizées, mais il n'y avait pas de transfert significatif de Sm vers la plante par F.mosseae. Puisqu'il y a souvent plusieurs REE dans les sols contaminés, y compris des REE légers (LREE) et lourds (HREE), une expérience à compartiments a été réalisée en utilisant 4 REE, la luzerne et le ray-gras, qui a confirmé qu'il n'y avait pas de transfert des 4 REE aux plants de luzerne par F.mosseae. Enfin, un sol minier contaminé par des REE prélevé en Chine a été utilisé pour analyser la toxicité des REE vis à vis des spores de champignons MA et pour des plants de poireaux inoculés ou non avec F.mosseae, en utilisant des tests de germination des spores et une expérience de croissance des plantes. La forte concentration de REE a considérablement inhibé la croissance des plantes et le taux de germination des spores, mais le champignon MA tolérait des concentrations relativement élevées de REE, et il n’y avait pas de différence de tolérance aux REE de deux isolats de F.mosseae. D'autres champignons et plantes devraient être testés et des expériences sur le terrain devraient être effectuées, mais nos résultats suggèrent que des plantes mycorhizées par des champignons à arbuscules pourraient être prises en compte dans la phytorestauration de sols contaminés par les REE
Rare earth elements (REE) are a group of strategic metals that have been widely used in modern technologies in the recent decades. However, due to the corresponding REE emission from industries and the over-exploitation, large amounts of anthropogenic rare earth can accumulate in the environment, and be phytotoxic. Arbuscular mycorrhizae (AM) benefit to plants in metal-contaminated soils by improving their survival and growth and alleviating metal toxicity, but little information is available about soil contaminated by rare earth elements. The objective of this PhD project is to understand the transfer of REEs from soil to plants and especially the role of AM fungi on plant growth and REE transfer to plants in REE contaminated soils. Experiments were launched using a model legume plant alfalfa (Medicago sativa), a model REE samarium (Sm), and a metal-tolerant Funneliformis mosseae fungus in a growth chamber. We first studied the bioavailability and transfer of an REE to Medicago sativa grown on two contaminated soils differing in their chemical characteristics. The results showed that DTPA extractable Sm was well correlated with Sm uptake in alfalfa shoots. Although the soil to plant transfer factor was low, alfalfa biomass was reduced when the soils were spiked with 100 to 200 mg kg-1 of Sm. Then the hypothesis was drawn that arbuscular mycorrhizal fungi might protect the plant against REE toxicity. Therefore, a pot experiment was launched to study the role of AM fungi on alfalfa growth and a compartment experiment was performed to study the transfer of Sm to alfalfa via AM fungal hyphae. The biomass of alfalfa grown on Sm-spiked soil was significantly higher following arbuscular mycorrhiza inoculation. P content was also higher in mycorrhizal than nonmycorrhizal plants, but there was no significant Sm transfer to the plant by F.mosseae. Since there are often multiple REEs in contaminated soils, including light (LREE) and heavy (HREE) REEs, a compartment experiment was launched using 4 REEs, alfalfa and ryegrass, which confirmed that there was no transfer of the 4 REEs to alfalfa plants by F.mosseae. Finally, an REE mining soil collected from China was used to analyze the toxicity of REEs to AM fungal spores and to leek plants inoculated or not with the AM fungus, using spore germination assays and a plant growth experiment. The high concentration of REEs significantly inhibited plant growth and spore germination rate, and the fungus tolerated relatively high REE concentrations, but there was no significant difference in REE tolerance between two isolates of F.mosseae. Other fungi and plants should be tested, and field experiments performed, but our results suggest that arbuscular mycorrhizal plants might be considered in phytorestoration of REE-contaminated soils

Les activités anthropiques et la pollution qu’elles engendrent peuvent entraîner des changements drastiques dans les structures des écosystèmes et de leurs services écologiques. Le phytomanagement basé sur l’utilisation d’espèces ligneuses peut contribuer à la restauration des sols et de la diversité microbienne, tout en permettant la production de biomasses d’intérêt. Dans le cadre des projets PROLIPHYT (2013-2018, ADEME), BIOFILTREE (2010-2014, ANR) et PHYTOPOP (2007-2011, ANR) gérés par le laboratoire Chrono-environnement, des parcelles de phytomanagement ont été installées sur sites pollués par les éléments traces métalliques (ETMs), pour déterminer le potentiel de croissance d’espèces ligneuses, ainsi que les voies de valorisation des biomasses produites. Dans le cadre de mon projet de thèse, différentes approches ont été mises en œuvre afin d’identifier et de caractériser les microorganismes inféodés aux végétaux ligneux implantés, avec pour finalité la production de ressources microbiennes permettant d’améliorer la reprise et la croissance des arbres sur sols pollués. La première approche a consisté à étudier les communautés microbiennes en association avec les espèces ligneuses par une approche innovante de séquençage à haut débit associée à l’analyse physico-chimique des sols. Cette méthode a été mise au point et testée sur trois sites expérimentaux contaminés par des ETMs. Elle a permis de révéler les changements dans la structure et la composition des communautés microbiennes dus à la nature du couvert végétal et aux caractéristiques du sol (Zappelini et al., 2015; Foulon et al., 2016a; b). La deuxième approche a consisté à isoler et caractériser les champignons mycorhiziens et endophytes associés à des peupliers (Berthelot et al., 2016; Lacercat-Didier et al., 2016). Ces champignons sont connus pour favoriser la croissance des végétaux qu’ils colonisent mais également pour conférer une meilleure tolérance face à un stress métallique. Plusieurs campagnes de prélèvements de racines et de champignons sur différents sites pollués ont permis l’isolement de souches fongiques tolérantes aux ETMs (comme Serendipita vermifera) et améliorant la croissance (Phialophora sp. et Leptodontidium sp.). Dans une troisième approche, les mécanismes impliqués dans la résistance aux ETMs ont été étudiés i) chez Paxillus involutus pour le Hg (Foulon et al. manuscrit en préparation) ii) par métatranscriptomique fonctionnelle pour le Zn et Cd (Lehembre et al., 2013). L’ensemble de ces travaux a permis i) d’améliorer nos connaissances sur l’impact du couvert ligneux sur la structure et la composition des communautés microbiennes, et sur la compréhension des mécanismes physiologiques mis en jeu ii) de constituer une collection de souches fongiques d’intérêt pour le phytomanagement de sols contaminés par les ETMs
Anthropogenic activities can cause dramatic changes in ecosystem structures and their ecological services. Phytomanagement based on the use of woody species can contribute to soil and microbial diversity restoration, while allowing the production of biomass of interest. As part of PROLIPHYT (2013-2018, ADEME), BIOFILTREE (2010-2014, ANR) and PHYTOPOP (2007-2011, ANR) projects, managed by the Chrono-environment laboratory, phytomanagement plots were installed on trace elements (TE) polluted sites to determine the growth potential of woody species and the recovery methods of biomass produced. In my PhD project, different approaches have been implemented to identify and characterize microorganisms subservient to implanted woody plants, with the aim of producing microbial resources to improve the recovery and growth of trees on polluted soil. The first approach was to study microbial communities in association with woody species by innovative high throughput sequencing approach associated with the physical and chemical analysis of soils. This method was developed and tested on three experimental sites contaminated by TE. It revealed changes in the structure and composition of microbial communities due to the nature of the vegetation cover and the soil characteristics (Zappelini et al., 2015; Foulon et al., 2016a; b). The second approach was to isolate and characterize mycorrhizal fungi and endophytes associated with poplars (Berthelot et al., 2016; Lacercat-Didier et al., 2016). These fungi are known to promote the growth of the plants they colonize but also to increase their TE tolerance. Several sampling campaigns of roots and sporocarps on different polluted sites have allowed the isolation of fungal strains tolerant to TE (like Serendipita vermifera) and enhancing growth (Phialophora sp. and Leptodontidium sp.). In a third approach, the mechanisms involved in TE resistance were studied i) in Paxillus involutus for Hg (Foulon et al. In prep) ii) by functional metatranscriptomics for Zn and Cd (Lehembre et al., 2013). In conclusion, this work allowed to i) improve our understanding of the impact of a woody cover on the structure and composition of microbial communities, and on the understanding of the physiological mechanisms involved ii) to constitute a collection of fungal strains that will be of great interest for future phytomanagement projects