La symbiose mycorhizienne à arbuscules

La symbiose mycorhizienne à arbuscules

Méthodologie:

Isolement et diversité des CMA dans les sols dégradés:
Choix des sites et prélèvement des échantillons
Dans le but de comparer l’effet des CMA des sols salins avec ceux isolés de la rhizosphère de Lotus creticus et Acacia saligna sur la tolérance de ces deux espèces végétales au stress abiotique, quatre sites dégradés sont choisis (Fig. 23, 24).
-Le premier site est la sablière de Terga (Ain Témouchent), les échantillons sont prélevés de la rhizosphère d’Acacia saligna, ce sol est nommé (AT: Acacia de Terga) et de la rhizosphère de Lotus creticus (LT: Lotus de Terga).
-Le deuxième site est une seconde sablière dans la région d’Ouled Boudjemaa à Ain Témouchent, les prélèvements sont effectués dans la rhizosphère de Lotus creticus (LB : Lotus d’Ouled Boudjemaa) seule des deux espèces présente.
-Le troisième et le quatrième site sont des sites salins dans la région de Terga à Ain Témouchent et la région d’Ain Skhouna à Saida. Les sols sont nommés respectivement SST (Sol Salin de Terga) et 3S (Sol Salin de Saida). Les échantillons de sol sont prélevés de la rhizosphère d’Arthrocnemum macrostachyum, plante dominante et caractéristique de ces sols salés.

Analyses physico-chimiques:
Les analyses physiques et chimiques du sol sont réalisées au laboratoire de microbiologie et des analyses de sol de l’école nationale supérieure d’agronomie à Alger .

Analyse granulométrique:
L’analyse granulométrique est réalisée pour définir la texture du sol, expliquer ses propriétés physiques (le comportement vis à vis de l’air, de l’eau et des racines) et pour évaluer sa stabilité structurale (la solidité de la structure du sol et sa résistance aux agents de dégradation). Le principe de cette analyse est de classer les éléments du sol d’après leur grosseur et de déterminer le pourcentage de chaque fraction (sable, limon, argile) (Rouiller et al., 1994).

Mesure du pH:
Le principe consiste à mesurer le pHeau d’un mélange de 20 g de terre fine (séchée à l’air) avec 50 ml d’eau distillée. Le contenu est agité pendant quelques minutes puis filtré à travers un papier filtre. Le pH du filtrat est ensuite mesuré à l’aide d’un pH-mètre après une brève agitation (Callot-Dupuis, 1980).

Mesure de la conductivité électrique:
Elle consiste à déterminer la conductivité électrique (CE) du mélange eau/sol pour déterminer le niveau de la salinité du sol. Un mélange de 1/5 du sol avec 4/5 d’eau distillée est agité quelque minute, ensuite la solution est chauffée à 25°C (T), une première lecture est réalisée à cette température (CT) à l’aide du conductivimètre, puis chauffée à 35°C (T’) et une deuxième lecture est réalisée (CT’) (Aubert, 1978).e coefficient de température ß est calculé comme suit :

ß= (CT’–CT) x100 / (T’–T) x CT 

La conductivité électrique est exprimée en milli Siemens (mS) et le degré de la salinité du sol est évalué en se référant aux normes internationales de la salinité.

Mesure de l’azote total:
La méthode suivie est celle de Kjeldahl (1883). Elle consiste à une digestion acide du sol suivie d’une distillation. Le sol est traité avec l’acide sulfurique (H2SO4) dans un rapport sol/solution 1/20 en présence d’un catalyseur le sélénium. La distillation est réalisée par l’entraînement de la vapeur en présence de 40 ml de NaOH 1 N et le distillat est recueilli dans 20 ml d’acide borique et 4 gouttes de rouge de méthyle. A la fin, le titrage est fait avec l’acide sulfurique 10N. Les quantités d’azote total mesurées sont comparées avec les normes universelles .

Mesure du phosphore assimilable:
L’extraction est réalisée dans une solution de bicarbonate de sodium 0,5 N ajusté à pH 8,5 dans un rapport prise d’essai/volume d’extraction (m/v = 1/20). Le dosage est basé sur la formation et la réduction d’un complexe formé par l’acide phosphorique et l’acide molybdique. Le complexe phospho-molybdique, sous l’effet de la chaleur et en présence d’acide ascorbique développe une coloration bleue dont l’intensité est proportionnelle à la concentration de la solution en orthophosphate (Olsen, 1954). Les quantités de phosphore assimilable mesurées sont comparées avec les normes universelles .

Résultats et discussion :

Effet de l’inoculation sur la réponse des plants d’Acacia saligna et de Lotus creticus au stress salin :

Globalement, l’inoculation a permis d’améliorer le développement des plants d’A. saligna et de Lotus creticus et de limiter les effets négatifs du stress salin. Elle a induit une augmentation de la biomasse de ces plantes. Ce phénomène est observé chez A. saligna (Hatimi, 1999 ; Soliman et al., 2012), Acacia spp.(Marcar et al., 1991), A. ampliceps (Zou et al., 1995), A. auriculiformis et A. nilotica (Giri et al., 2003 ; 2007), A. arabica (Datta et Kulkarni, 2014), Lotus japonicum (Lόpez et al., 2006) et chez L. glaber (Sannazzaro et al., 2006). Cet effet positif est expliqué par une meilleure nutrition azotée, un meilleur statut hydrique, une meilleure acquisition de minéraux et de la matière organique grâce à a la symbiose rhizobienne et une meilleure nutrition phosphatée, minérale et hydrique grâce à la symbiose MA (Asghar et al., 2003 ; Aliasgharzad et al., 2006 ; Khushi et al., 2008 ; Ferguson et al., 2010 ; Oufdou et al., 2014 ; Liu et al., 2015).

Comparaison de l’effet de différentes inoculations sur la réponse des plants d’Acacia saligna et de Lotus creticus au stress salin :

Les résultats obtenus montrent que l’inoculation a amélioré le développement et la tolérance des plants d’A. saligna et de L. creticus. Les réponses mises en jeu diffèrent d’un type d’inoculation à l’autre, par exemple, chez A. saligna la simple inoculation MA n’a amélioré que le poids sec et la teneur en chlorophylle totale, alors que le mixte de CMA a induit une augmentation de tout les paramètres analysés à l’exception des sucres solubles.

Conclusion générale et perspectives :

Les différents travaux réalisés dans cette thèse ont permis d’atteindre les objectifs fixés. Le statut mycorhizien de deux sites salins et du sol rhizosphèrique des plantes d’intérêts est étudié. Pour cela, cinq sites d’étude ont été ciblés dans la région d’Ain Témouchent et de Saida ; AT : Acacia saligna à Terga, LT : Lotus creticus à Terga, LB : L. cretcius à Ouled Boudjemaa, 3S : Arthrocnemum macrostachyum à Saida, SST : A. macrostachyum à Terga. Cette étude nous a permis de comprendre le comportement, la répartition et la diversité des CMA dans ces sols et en association avec les espèces végétales d’intérêts. L’analyse du statut MA a montré l’omniprésence des CMA dans les sites dunaires (AT, LT, LB) et salins (3S, SST), malgré leurs conditions stressantes, témoignant d’une activité microbiologique non négligeable. Cette analyse a décelé une différence significative entre les sites salins et les sites dunaires. Ces derniers, contrairement aux sols salins, abritent un nombre réduit de propagules MA mais des racines fortement mycorhizées suggérant que la salinité affecte négativement la germination des spores et la colonisation racinaire des plantes hôtes, provoquant ainsi l’accumulation des spores dans le sol. Sur la base des caractères morphologiques des spores, une diversité de Glomales a été mise en évidence dans les différents sites d’étude. Cette diversité est plus importante dans les sols dunaires que dans les sols salins. Les valeurs de l’indice de diversité de Shannon et Weiner et de l’équitabilité de Piélou ont indiqué que les conditions des sols dunaires sont favorables à toutes les espèces MA, leur offrant les mêmes chances de survie et favorisent une distribution équitable des espèces. Par contre, dans les sites salins, il existe une disproportionnalité au niveau de la répartition des espèces, certaines espèces présentent de grands effectifs d’individus au détriment des autres.

Table des matières

Introduction générale 
Présentation des différentes parties de thèse
Étude bibliographique
Symbiose mycorhizienne
Les différents types de la symbiose mycorhizienne
La symbiose mycorhizienne à arbuscules
Les partenaires de la symbiose mycorhizienne à arbuscules
La plante hôte
Le champignon
Spécificité d’hôte
Mise en place de la symbiose mycorhizienne à arbuscules
Intérêts de la symbiose mycorhizienne à arbuscules
Symbiose rhizobienne
Les partenaires de la symbiose rhizobienne
La plante hôte
Les rhizobia
Caractères généraux
Caractères biochimiques
Caractères physiologiques
Caractères culturaux
Taxonomie des rhizobia
Spécificité d’hôte
Mise en place de la symbiose rhizobienne
Fixation biologique de l’azote
Intérêts de la symbiose rhizobienne
Le stress abiotique
Effet du stress abiotique (salinité et sécheresse)
La germination des semences
Le développement des plantes
L’ultrastructure des cellules végétales
Les relations hydriques
Les pigments photosynthétiques
Les protéines
Les lipides
Les niveaux des ions
Les enzymes antioxydatives
L’adaptation des plantes au stress osmotique
Mécanismes physiologiques et biochimiques de la tolérance au stress
abiotique
Régulation et compartimentation des ions
Changement dans la voie photosynthétique
Induction des enzymes antioxydants
Induction des phytohormones
Maintien de turgescence
La fonction d’osmolyte
La fonction osmoprotectant
Les Acides amines
La proline
GABA
Les amines
Les polyamines
Glycine bétaine
Les glucides (carbohydrates)
Les fructanes
L’amidon
Le tréhalose
Les oligosaccharides famille de raffinose
Les polyols
Mécanismes moléculaires de la tolérance au stress abiotique
Complexité de la réponse métabolique
Effet de la symbiose mycorhizienne dans la tolérance des plantes aux stress
abiotiques
Effet de la symbiose rhizobienne dans la tolérance des plantes aux stress
abiotiques
Effet de la symbiose mycorhizienne dans la performance de la symbiose
rhizobienne en condition de stress abiotique
Présentation des plantes d’intérêt
Acacia saligna
Exigences climatiques et édaphiques d’Acacia saligna
Réponse d’Acacia saligna à la salinité et à la sécheresse
Les symbioses d’Acacia saligna
La symbiose rhizobienne
La symbiose mycorhizienne
Effet des symbioses sur la tolérance d’Acacia saligna à la salinité et à la
sécheresse
Lotus creticus
Utilisation de Lotus creticus
Exigences climatiques et édaphiques de Lotus creticus
Réponse de Lotus creticus à la sécheresse
Réponse de Lotus creticus au stress salin
Les symbioses du genre Lotus
La symbiose rhizobienne
La symbiose mycorhizienne
Effet des symbioses sur la tolérance des lotiers à la salinité et à la
sécheresse
État des lieux 
La sablière d’Ouled Boudjemaa
Climat et Température
Flore
La sablière de Terga
Climat et Température
Flore
Le site salin de Terga (Ain Témouchent)
Climat et Température
Flore
Méthodologie
Isolement et diversité des CMA dans les sols dégradés
Choix des sites et prélèvement des échantillons
Analyses physico-chimiques
Analyse granulométrique
Mesure du pH
Mesure de la conductivité électrique
Mesure de l’azote total
Mesure du phosphore assimilable
Carbone totale et matière organique
Piégeage des endomycorhizes
Extraction des spores
Dénombrement des spores
Caractérisation et tri morphologique des spores
Préparation de l’inoculum MA
Culture monosporale
Production de l’inoculum MA
Sélection des morphotypes vis-à-vis du stress salin et hydrique
Analyse statistique
Effet des symbioses mycorhizienne et rhizobienne dans la tolérance d’Acacia
saligna et de Lotus creticus au stress salin
Le matériel fongique
Matériel bactériologique
Matériel végétal
Inoculation des plants
Simple inoculation mycorhizienne
Simple inoculation rhizobienne
Inoculation mixte
Double inoculation
Conduite de la culture et application du stress salin
Caractérisation de la réponse des plants au stress
Paramètres biométriques
Paramètres symbiotiques
Paramètres biochimique
Dosage des sucres solubles
Dosage de la proline
Analyses statistiques
Résultats et discussions
Isolement et diversité des CMA dans des sols dégradés
Analyses physico-chimiques de sols
Piégeage des endomycorhizes
Colonisation MA naturelle des racines
Dénombrement de spores MA dans chaque site
Diversité spécifique et répartition des espèces de Glomale dans les différents sites
Relation du statut MA à la région, le site, le sol et l’espèce végétale
Relation entre la colonisation MA, le nombre de spores, le nombre de morphotype
et les caractéristiques du sol
Conclusion partielle
Préparation de l’inoculum MA
La culture monosporale
Sélection des isolats vis-à-vis du stress salin et hydrique
Conclusion partielle
Effet du stress salin et de l’inoculation sur les plants d’Acacia saligna et de Lotus
creticus
Acacia saligna
Effet du stress salin et de l’inoculation sur le poids sec
Effet du stress salin et de l’inoculation sur La teneur relative en eau (TRE)
Effet du stress salin et de l’inoculation sur les paramètres symbiotiques
Nombre de nodule
Taux de colonisation MA
L’efficience symbiotique
Effet du stress salin et de l’inoculation sur les paramètres
biochimiques
La proline
Les sucres solubles
La chlorophylle totale
Lotus creticus
Effet du stress salin et de l’inoculation sur la production de la matière
végétale sèche
Effet du stress salin et de l’inoculation sur la teneur relative en eau
Effet du stress salin et de l’inoculation sur les paramètres
symbiotiques
Nombre de nodule
Taux de colonisation MA
L’efficience symbiotique
Effet du stress salin et de l’inoculation sur les paramètres biochimiques
La proline
Les sucres solubles
La chlorophylle totale
Discussion 
Effet du stress salin sur les plants d’Acacia saligna et de Lotus creticus non
inoculé
Effet de l’inoculation sur la réponse des plants d’Acacia saligna et de Lotus
creticus au stress salin
Comparaison de l’effet de différentes inoculations sur la réponse des plants
d’Acacia saligna et de Lotus creticus au stress salin
Conclusion partielle
Conclusion

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