Influence de la température sur la germination des propagules mycorhiziennes

Les propagules fongiques des champignons mycorhiziens arbusculaires (MA) sont soit sous forme de mycélium ou spores libres dans le sol, soit de vésicules ou de fragments de racines associés au champignon MA. Chacune de ces formes offre des potentialités susceptibles de provoquer la germination du c hampignon MA et l’infection de la plante. Cependant, les spores de certains champignons à MA ont une période de dormance qui peut s’étendre de quelques semaines à plusieurs mois selon l’espèce ou le mode de conservation (Tommerup, 1983). De ce fait, la culture et l’entretien et la conservation fiable des cultures fongiques est important aussi bien pour la recherche que pour l’usage des champignons au niveau commercial. La réussite de la culture dépend infiniment des plantes, du champignon et des propriétés physiques et chimiques du sol ou le substrat (Smith et Read, 1997). Afin de bénéficier de propagules avec un potentiel infectieux bien préservé, des conditions de conservation appropriées sont essentielles pour les collections de culture fongiques. Diverses techniques telles que le stockage sec, la lyophilisation, la cryopréservation avec ou sans cryoprotectant, ont été développées pour la préservation à long terme des champignons MA ; mais les investigations ont impliqué différentes espèces fongiques et conditions de conservation de sorte qu’il soit difficile de normaliser un procédé. Par exemple, Young (1982) rapporta que quelques propagules de champignons MA sont capables de germer et de coloniser des racines des plantes d’essai biologique après une période de 2 à 28 a ns de conservation dans les sols secs maintenus à une certaine température. Le lot de s pore utilisé au cours de cette étude inclus les représentants des espèces de Glomus, de Acaulospora, de Gigaspora, et de Sclerocystis. Pour que lques espèces (Gigaspora margarita, Glomus mosseae, Glomus intraradices, Acaulospora longula) il a été démontré que les spores ont différentes réponses à la durée de conservation et la disponibilité de l’eau dans le sol (Douds et Schenk, 1991). Ce qui reflète la complexité des problèmes de conservation des champignons mycorhiziens dans le sol.

Ferguson et Woodhead (1982) ont conseillé de stocker les pots de culture dans du sol sec à 3-6°C. Cependant, Siquera et al (1985) ont proposé que la méthode la plus simple et la plus réussie pour conserver des champignons MA a ét é de laisser les spores dans du sol partiellement sec, et de garder l’échantillon entier dans un récipient en plastique scellé à 4- 6°c. Des auteurs ont montrés que le traitement par stockage prolongé dans le sol sec à 25-30°c suivi d’un bref traitement au froid à 4°C avant prégermination, a au gmentée la germination des spores de Glomus clarum sur eau d’agar (Louis et Lim, 1987) . Il a également été rapporté que des espèces de Glomus clarum survivent mieux à la conservation en milieu humide que dans le sable ou le sol sec (Draft et al, 1987). Mugnier et Mosse (1987) ont stockés des sporocarpes de Glomus mosseae pendant 4 années à 4°C dans une atmosphère moite, tandis que Afek et al (1994) constataient que l’inoculum sec (mélange des racines, du sol et des spores) de G. mosseae était efficace une fois stocké pendant 4 ou 8 semaines à 24°C, ou au-dessous de 10°C.

Certains champignons MA ne peuvent être cryoperservés par les techniques standard. Les meilleures méthodes de cryoprotection et de cryopréservation sont avérées être le séchage du sol dans des pots de culture et la congélation (pendant 3 mois) des spores in situ, et cela dans le sol dans lequel elles ont été produites (Douds et Schenk, 1990).Ce procédé est satisfaisant pour quelques espèces représentatives de cinq genres de champignons MA. Saphir et al (1990) ont suggéré le stockage du sol de l’inoculum à -10°c pendant 28 à 58 j ours, afin d’améliorer et des ynchroniser la germination de spore de Glomus mosseae et de Glomus fasciculatum.

SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE 

NOTION DE MYCORHIZES

Le terme “mycorhizes ” (du grec mukes : champignon et rhiza : racines) fut à l’origine crée par le phytopathologiste Allemand Frank en 1885. Ce sont des associations symbiotiques durables entre les racines des Végétaux supérieurs et le Mycélium (ensemble d’hyphes) filamenteux des champignons telluriques. Il s’agit d’une union m utualiste basée sur des échanges à bénéfices réciproques entre les deux partenaires symbiotiques. L’état de mycorhization est très répandu si bien que dans la nature il constitue la règle (Gerdemann, 1968) et intéresse environ 95% des plantes supérieures. Selon des critères morphologiques et anatomiques les mycorhizes sont réparties en trois groupes : les ectomycorhizes, les ectendomycorhizes et les endomycorhizes.

Concernant les e ndomycorhizes ou champignons mycorhiziens arbusculaires (MA), il s e forme des spores souterraines dont la germination produit un hyp he mycélien capable d’infecter les racines des végétaux. Le transfert des éléments nutritifs du champignon vers les cellules de la racine de la plante est possible grâce aux arbuscules fortement ramifiés qui constituent le site d’échange situé entre la plante et le champignon. Les vésicules quand à eux sont des structures en forme de sac, qui stockent le phosphore sous forme de phospholipides . Cette forme d’association est plus connue sous le nom de symbiose mycorhizienne arbusculaire, (Dommergues et Mangenot, 1970), la plante assure l’approvisionnement en photosynthétats du s ymbiote et le champignon mycorhizien améliore la nutrition hydrominérale de la plante hôte . Caractérisés par une biotrophie obligatoire (Hepper, 1987), les champignons mycorhiziens arbusculaires ne peuvent se développer qu’en présence de racines de la plante hôte et sous des conditions climatiques favorables. ; Jusqu’à ce jour il est quasi impossible d’obtenir leur culture pure. La croissance et le développement du champignon nécessiteraient de manière indispensable plusieurs éléments nutritifs fournis par le partenaire végétal. Pour accomplir son cycle de développement, le champignon aurait besoin de conditions physico-chimiques propres à la culture in vivo et qui seraient pour autant essentiels pour la culture pure. Les composés phénoliques en particulier les flavonoïdes stimulent la croissance hyphale in vitro. L’impossibilité de cultiver le champignon MA sans la plante hôte serait attribuée également selon une hypothèse à u ne perte d’une partie de son matériel génétique au cours de l’évolution, le rendant dépendant du métabolisme de la plante verte .

Les champignons MA sont également caractérisés par une absence de spécificité d’hôtes ce qui est à l’origine de leur ubiquité. Ils s e retrouvent sous tous les climats, dans tous les écosystèmes et ce, indépendamment du type de sol, de la végétation ou de s conditions de croissance. Cela explique le fait que la symbiose mycorhizienne arbusculaire s’étend des pôles aux tropiques à l’exception de quelques familles végétales comme les crucifères et les chénopodiacées qui sont dépourvues de mycorhizes (Hirrel et al.,). Cette particularité tout à fait remarquable constitue une différence fondamentale par rapport aux autres symbioses et justifie leur adaptation à des climats très contrastés (Gerdemann, 1968; Mosse, 1973) ou à des milieux désertiques, salés (Khan, 1974) ou métallifères (Morton, 1986). Un champignon isolé à partir de racines d’une plante ou de spores de sa rhizosphère peut facilement être associé non seulement à des espèces appartenant au même genre (Molina et al, 1978) mais aussi à d’autres plantes de genres ou de familles différents (Plenchette et al, 1982).

Influence de la température sur la germination des propagules mycorhiziennes

L’environnement dans lequel sont conservées les propagules de champignons MA joue un rôle essentiel pour leur survie et leur efficacité dans la symbiose. Il est donc indispensable de maîtriser l’ensemble des paramètres qui interviennent dans le conditionnement et déterminent le comportement futur de l’inoculum. Parmi ces paramètres, la température occupe une place de choix. Ce qui justifie les nombreux travaux effectués en vue de mieux comprendre le rôle de ce facteur dans la conservation des propagules. Schenk et al., (1975) ont étudiés les effets de la température sur la germination des spores et la mycorhization en conditions axéniques. Ce qui a permis de montrer la préférence des températures élevées (34°C) pour Gigaspora coralloidea et Gigaspora heterogama et des températures basses (5°C) pour Glomus mosseae.

Le stockage des spores des champignons MA dans le sol à 5°C est une manière commune de préserver ces champignons. Cette méthode est s atisfaisante pour Glomus intraradices (Schenk et Smith) mais pas pour Glomus margarita (Becker et Hall), Glomus mosseae (Nicholson et Gedermann) (Gedermann et trappe), et Acaulospora longula (Spain et Schenk) L’incubation pour 47h dans le tréhalose a conféré une mesure de protection contre les effets néfastes pouvant affecter la germination de spores de Glomus margarita précédemment congelées. La meilleure méthode de cryoprotection et de cryopréservation s’est avérée être le séchage lent des sols dans des pots de culture et la congélation des spores par le procédé in situ.

La méthode la plus généralement utilisée de maintien du potentiel germinatif des champignons MA est la culture continue dans des pots contenant du sol avec une plante hôte. Mais cette méthode est un travail qui nécessite beaucoup de temps et de l’espace et peut ne pas maintenir la variabilité génétique des champignons rassemblés dans un champ. Les spores de champignons MA sont généralement stockées à 4-5°c dans des pots de culture contenant du sol sec ( Siquera et al., 1985).Les cultures de Glomus fasciculatum ont été stockées avec succès pendant 4 années dans le sol sec à 3-5°C(Ferguson et Woodhead, 1982). Cependant l’inoculum issu du stockage frais et sec n’est pas efficace à tous les coups. Mugnier et Mosse (1987) ont stocké les sporocarpes de Glomus mosseae pendant 4 années à 4°C dans des solutions salines très saturées qui maintiennent une grande humidité relative. Les spores des habitats tropicaux survivent mieux a u stockage da ns des sables ou sols humide que dans les sables ou sols secs (Draft, Spencer et Thomas, 1987).

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Table des matières

INTRODUCTION
SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I.- Notion de mycorhizes
1.1.- Morphologie et nutrition
1.2.- Cycle de développement
1.3.- Influence de la température sur la germination des propagules mycorhiziennes
1.4.- Effets bénéfiques de l’inoculation des champignons mycorhiziens sur les plantes cultivées
1.5.-Rôle dans l’amélioration de la nutrition phosphatée
1.6.- Protection phytosanitaire
1. 7.- Mycorhizes et stress environnementaux
II.- Méthodes de production d’inoculum
2.1.- Culture in vivo
2.1.1- Culture sur sol préparé
2.1.2- Culture en pots
2.1.3- Culture aèroponique
2.1.4- Culture hydroponique
2.2.- Culture in vitro
2.2.1-Culture axénique
a) Culture à partir de spores
b) Culture à partir de vésicules
c) Culture de racines isolées
2.2.2- Culture monoxénique
a) Choix de l’inoculum
b) Etablissement de la symbiose mycorhizienne
MATERIEL ET METHODES
I- Sites d’étude
II- Matériel fongique
2.1-Production d’inoculum
2.2-Bullage, Conditionnement et conservation
2.2.1- Bullage
2.2.2- Conditionnement et conservation
III- Matériel végétal
IV-Dispositif expérimental
V- Paramètres mesurés
RESULTATS ET DISCUSSIONS
I.- Impact des différentes souches sur le poids de la matière sèche de la Partie aérienne des plants de Acacia nilotica
1.1-Impact de Glomus aggregatum
1.2-Impact de Glomus intraradices
1.3-Impact de Glomus mosseae
II.- effet des différentes souches sur la croissance en hauteur des plants de Acacia nilotica
2.1- Effet de Glomus aggregatum
2.2- Effet de Glomus intraradices
2.3- Effet de Glomus mosseae
III.- Influence des différentes souches sur la mycorhization de Acacia nilotica
3.1- Mycorhization des racines de Acacia nilotica par Glomus aggregatum
En fonction du mode de conditionnement et de conservation
3.2- Mycorhization des racines de Acacia nilotica par Glomus intraradices
En fonction du mode de conditionnement et de conservation
3.3- Mycorhization des racines de Acacia nilotica par Glomus mosseae
En fonction du mode de conditionnement et de conservation
IV.- Influence des différentes souches sur la nutrition minérale de Acacia nilotica
4.1- Influence des souches sur la teneur en azote des plants de Acacia nilotica
4.1.1- Influence de Glomus aggregatum
4.1.2-Influence de Glomus intraradices
4.1.3- Influence de Glomus mosseae
4.2.- Influence des souches sur la teneur en phosphore des plants de Acacia nilotica
4.2.1.- Influence de Glomus aggregatum
4.2.2- Influence de Glomus intraradices
4.2.3- Influence de Glomus mosseae
4.3.- Influence des souches sur la teneur en potassium des plants de Acacia nilotica
4.3.1- Influence de Glomus aggregatum
4.3.2- Influence de Glomus intraradices
4.3.3- Influence de Glomus mosseae
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

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