Recherche

Apprenez à jardiner dans le respect de votre environnement, un site de la SNHF

Agapanthus 'Blue Heaven' (La plante du mois)

Intérêts des ectomycorhyzes

1. Introduction

Les champignons sont des organismes hétérotrophes, ils ont donc dû, au cours de l’évolution, développer différentes stratégies pour se procurer du carbone. Ils peuvent être saprotrophytes, endophytes, parasites ou symbiotiques. Parmi les symbioses mutualistes, un grand nombre ont lieu entre les champignons et les plantes, formant des organes appelés mycorhizes. Les mycorhizes ont été décrites pour la première fois en 1885 par Frank, qui avait observé au niveau des racines des arbres une structure anatomique et morphologique dans laquelle étaient impliqués des Mycelia fongiques. Ce n’est qu’en 1950 que les observations de Frank ont été confirmées par Melin et Nilsson. Les mycorhizes constituent une association symbiotique bénéfique aux deux partenaires. Le végétal profite des capacités exploratrices du champignon qui, quant à lui, profite de la phototrophie de la plante. Au total, 95 % des végétaux forment des symbioses mycorhiziennes (Malloch et al, 1980). Il existe plusieurs types de mycorhizes. Les plus anciennes, les endomycorhizes arbusculaires, sont apparues avec les premières plantes terrestres il y a environ 300 millions d’années (Le Tacon & Selosse, 1994). Les changements de climat, dont une baisse de température, ont provoqué la formation, dès le tertiaire, d’un deuxième type de mycorhizes, l’ectomycorhize, impliquant plus de 5 000 espèces fongiques basidiomycètes ou ascomycètes (Molina et al., 1992). Cette association est dominante dans les écosystèmes forestiers tempérés sous latitudes et longitudes intermédiaires. Les autres types de mycorhizes décrits sont les endomycorhizes à pelotons éricoïdes et orchidées, et les ectendomycorhizes. Ces types ne concernent que peu d’espèces de champignons et ils sont encore mal connus. Dans l’ectomycorhize, le champignon s’insinue dans la lamelle moyenne des cellules corticales de la racine pour former le réseau de Hartig. Contrairement à l’endomycorhize, le champignon ne rentre pas dans la cellule végétale. Ce réseau d’interface entre cellules végétales et fongiques est très important puisqu’il est le lieu d’échanges entre les deux partenaires. Le champignon entoure également la racine d’un manteau de structure variable en fonction des espèces végétales et fongiques impliquées. Dans notre unité de recherche, nous nous intéressons à cette interaction entre les champignons ectomycorhiziens et les plantes, en nous focalisant surtout sur les facteurs génétiques sous-jacents. Pour cela, nous coordonnons différents projets de séquençage de génomes de champignons mycorhiziens, ce qui nous permet de mieux comprendre l’évolution de cette symbiose et les dialogues entre les partenaires.Les ectomycorhizes ont plusieurs rôles importants dans les écosystèmes forestiers, comme leur implication dans l’alimentation minérale du végétal et la protection de la racine hôte contre diverses agressions (Selosse, 1998). Le manteau a un rôle d’écran contre les micro-organismes du sol, mais aussi des interactions plus complexes dans la rhizosphère amènent une modification locale de la microflore (Frey et al., 1997). D’autre part, la plante hôte accumule des composés antibiotiques en réponse à la mycorhization (Weiss et al., 1997). Enfin, les mycorhizes protègent l’hôte contre les agressions physico-chimiques : tolérance au calcaire (Chevalier & Frochot, 1997), tolérance aux métaux lourds (Leyval et al., 1997), tolérance au stress hydrique (Guelh et al., 1992). Enfin, certains champignons ectomycorhiziens sont aussi connus pour produire des fructifications très recherchées, comme les bolets et les truffes.


2. Utilisation des ectomycorhizes pour améliorer la croissance des arbres

Depuis maintenant plusieurs décennies, des expériences en serre, pépinière et in situ ont démontré que les champignons ectomycorhiziens peuvent favoriser la croissance des plantes. L’effet bénéfique des mycorhizes ouvre la porte à des applications en sylviculture, par la mycorhization contrôlée de plants en pépinière. En foresterie, la vitesse de croissance initiale des plants détermine des surcoûts, comme l’immobilisation en pépinière et la durée de dégagement. Souvent, l’engrais est utilisé pour augmenter la vitesse de croissance initiale. Toutefois, les hauts niveaux de fertilité défavorisent la mycorhization (Marx et al, 1977). Un cortège mycorhizien optimal constituerait donc un "engrais vert", compatible avec une gestion durable de l’écosystème forestier. Enfin, une meilleure reprise des plants à la plantation réduit les coûts de plantation ; or les ectomycorhizes, en protégeant les racines contre les agressions extérieures (voir ci-dessus), améliorent cette reprise. Si beaucoup de sols possèdent naturellement un inoculum ectomycorhizien (spores et/ou mycélium), certains ne permettent pas une mycorhization spontanée. Des sols n’ayant jamais abrité d’ectomycorhiziens ne permettent pas la survie des essences ecotomycorhizées, et les sols agricoles où poussent essentiellement des essences endomycorhiziennes sont également pauvres en inoculum ectomycorhizien. L’inoculation en pépinière de souches sélectionnées permet d’apporter l’inoculum ectomycorhizien initial. Les premières tentatives d’inoculation datent de 1920, en Australie (Mikola, 1970). En Europe, plus précisément en Autriche dans les années 1950, la mycorhization du pin cembro par Suillus plorans a permis des plantations dans des zones alpines peu favorables (Moser, 1958). L’inoculation d’arbres forestiers à grande échelle a d’abord été développée aux Etats-Unis dans les années 1980. En Europe, la mycorhization contrôlée d’essences forestières s’est développée dans les mêmes années, notamment sur un conifère d’origine américaine, le douglas (Pseudotsuga menziesii). Cette essence doit posséder à la sortie de la pépinière un cortège ectomycorhizien pour être efficace. Après une première étape de sélection réalisée dans notre unité, une souche de Laccaria bicolor a été sélectionnée pour être utilisée pour l’inoculation de pin douglas à grande échelle. Ce procédé d’inoculation fait l’objet d’un contrat de licence entre l’Inra et les pépinières Naudet et Robin. Depuis, les pépiniéristes ont développé d’autres associations en fonction de l’essence forestière et du sol à reboiser. Il est possible de trouver sur le marché des arbres mycorhizés entre autres avec Hebeloma crustiniliforme, Suillus collinitus, Pisolithus tinctorius et Rhizopogon rubescens.

Lire la suite...

Claude Murat
UMR1136 Inra/Université de Lorraine "Interactions Arbres/Micro-organismes",
IFR110 EFABA, Centre Inra de Nancy, 54280 Champenoux

conférence lors du colloque Alliances au pays des racines, 2012