Types et morphologie des mycorhizes

Dans la région du Vakinankaratra, l’agriculture est la principale activité de la population. Cependant, la production n’arrive pas à couvrir les besoins alimentaires à cause de la croissance démographique. En conséquence, les gens doivent surexploiter le sol. Cela entraîne la diminution de leur fertilité. D’où le besoin d’apporter des engrais en quantité. La cherté de ces intrants constitue un blocage pour certains agriculteurs.

C’est la raison pour laquelle les champignons mycorhiziens ont été considérés afin d’améliorer la nutrition minérale en particulier la nutrition phosphatée des plantes agricoles. Ce phosphore intervient dans la production d’énergie (ATP). Il accélère aussi la maturité de la plante. Le besoin en phosphore se manifeste surtout au stade jeune de la plante. En effet le phosphore est connu comme un facteur limitant de la croissance et du développement des plantes. La capacité des champignons à former une symbiose avec les racines des plantes permet de fixer plus d’éléments nutritifs. En plus des poils absorbants, les hyphes mycéliens extra-racinaires permettent d’augmenter la surface d’absorption des racines des plantes.

Les mycorhizes sont présents naturellement dans le sol. Depuis une centaine d’années, beaucoup de chercheurs ont démontré les effets bénéfiques des mycorhizes en agronomie comme : la stimulation de la croissance de la plante due à cause de l’amélioration de la nutrition minérale (Smith et al 1997), la tolérance aux différents stress environnementaux (Morton et al 1990), la tolérance à la toxicité des métaux lourds (Strullu et al 1991), la protection de la plante contre les microorganismes pathogènes et l’ amélioration de la qualité physique du sol, la stabilité des agrégats. Il existe trois types de mycorhizes, les ectomycorhizes, les endomycorhyzes et les ectendomycorhizes. Les Champignons Mycorhiziens à Arbuscules (CMA) dans les endomycorhizes ont été étudiés car ils sont les plus dominants en agriculture. Ils colonisent plus de 90% des plantes (plante cultivée, plante sauvage et horticulture). Ces CMA pénètrent à l’intérieur des cellules corticales des racines (inter et intracellulaires). Les hyphes mycéliens se ramifient d’une façon dichotomique à l’intérieur des cellules corticales racinaires pour former des arbuscules où se font les échanges. Les CMA sont très efficaces dans le sol à fort pouvoir fixateur de phosphore (Plenchette et Fardeau 1988).

MYCORHIZES

Définition

Le terme « Mycorhize » a été proposé par Frank en 1885. Il provient de deux mots « myco » qui veut dire champignon et « rhiza » qui veut dire racine. Auparavant, seuls les arbres et les orchidées étaient considérés comme des plantes mycorhiziennes, mais actuellement le terme est étendu à tous les végétaux supérieurs (Bernard, 1909). La mycorhize est une association symbiotique naturelle entre les racines des plantes supérieurs et les champignons. Cette association est bénéfique pour les deux partenaires. La symbiose permet d’une part la croissance des champignons grâce aux sucres, hormones et vitamines fournis par les plantes et d’autre part une amélioration de la nutrition minérale de la plante en particulier pour les éléments nutritifs peu mobiles (phosphore, zinc, cuivre) par l’intervention des champignons.

Types et morphologie des mycorhizes 

Les mycorhizes sont classées en trois groupes selon le mode de disposition des filaments mycéliens au niveau de la racine: l’ectomycorhize, l’endomycorhize et l’ectendomycorhize.

• L’ectomycorhize
L’ectomycorhize est caractérisée par des filaments mycéliens extracellulaires. Les hyphes mycéliens pénètrent entre les cellules corticales racinaires (intercellulaires). Ils sont visibles à l’œil nu car ils recouvrent la racine sous forme d’un manteau. De l’extérieur vers l’intérieur, l’ectomycorhize est formée par :
– le filament mycélien extra matriciel qui établit la connexion entre le sol et le champignon permettant d’explorer et d’absorber les éléments nutritifs.
– le manteau formé de filaments mycéliens qui enveloppe les racines. Il assure la connexion entre le filament extra matriciel et les cellules corticales de la racine.
– les réseaux de Hartig constitués de mycéliums qui s’insinuent entre les cellules corticales L’ectomycorhize ne présente que 10% des plantes mycorhiziennes (Moussain 1980, Bourgeois, 1995). Elle se rencontre chez les espèces forestières appartenant aux Gymnospermes et Angiospermes. Les espèces fongiques qui forment ce type sont des champignons supérieurs appartenant aux classes des ASCOMYCETES et BASIDIOMYCETES .

• L’endomycorhize
L’endomycorhize est caractérisé par des hyphes inter et intracellulaires. Les hyphes mycéliens entrent dans les cellules corticales. L’endomycorhize se divise en trois types :
– l’endomycorhize orchidoïde
– l’endomycorhize éricoïde
– l’endomycorhize à arbuscules ou le champignon mycorhizien à arbuscules (CMA) .

L’endomycorhize orchidoïde se rencontre chez les familles des ORCHIDACEAE tandis que l’endomycorhize éricoïde se trouve chez les familles des ERICACEAE. La présence de mycéliums intracellulaires sous forme de peloton caractérise ces deux types. Les symbiotes fongiques appartiennent aux classes des ASCOMYCETES et BASIDIOMYCETES. Les CMA appartiennent à la classe de ZYGOMYCETES. Leurs mycéliums intracellulaires sont ramifiés dichotomiquement sous forme d’arbuscules. Les endomycorhizes sont des champignons microscopiques. L’infection se produit à partir de spores, de mycéliums ou de fragments de racines mycorhizées appelés propagules. Après leurs germinations, les hyphes mycéliens se développent dans le sol pour constituer un réseau d’hyphe extra matricielle de 20µm de diamètre et non cloisonné. Au contact des racines ces hyphes forment un appressorium pour qu’ils puissent pénétrer dans les cellules corticales des racines sans jamais atteindre l’endoderme. Dans cette partie intra matricielle, les hyphes se présentent sous formes de hyphes inter et intra cellulaire ou se transforment en vésicule.

• L’ectendomycorhize
L’ectendomycorhize représente la forme intermédiaire entre l’endomycorhize et l’ectomycorhize. Elle a donc à la fois les propriétés de ces deux dernières.

CHAMPIGNONS MYCORHIZIENS A ARBUSCULES (CMA) 

Classification

Les champignons mycorhyziens à arbuscules sont formés par l’association de champignons inférieurs appartenant aux ZYGOMYCETES et de racines des plantes supérieures comme les herbacées, les arbustes, les lianes et les arbres.

Répartition de CMA dans l’écosystème 

Les CMA sont apparus en même temps que les plantes terrestres. Ils sont cosmopolites. Ils sont présents et s’adaptent dans différents types de climats et de sols. Ils colonisent surtout les racines des espèces herbacées et des arbustes. Ils sont les plus répandus car ils infectent environ 90% des plantes sauvages et des plantes cultivées (Plenchette, 1991).

Importance et les effets bénéfiques de CMA 

Les CMA sont les plus dominants en agriculture. Ils peuvent augmenter la production agricole en améliorant la nutrition minérale (phosphore, azote, …) de la plante et la structure de sol.

Amélioration de la nutrition minérale

♣. Amélioration de la nutrition phosphatée
Les sols tropicaux et subtropicaux ont un pH acide, pauvre en phosphore biodisponible. Leurs capacités d’absorption en cet élément sont très élevées (Date et al, 1995). Plusieurs expériences ont montré l’effet bénéfique des champignons mycorhiziens arbuscules sur la nutrition phosphatée des plantes. D’après Durrieu (1993), les plantes mycorhizées absorbent de 4 à 15 fois plus de phosphore que la plante non mycorhizée. Les racines présentent des zones d’absorption dans la région d’élongation en arrière de l’apex (Bowen et al, 2005). Les mycorhizes favorisent l’extension des surfaces d’absorption. Les hyphes extra racinaires des plantes mycorhizées peuvent coloniser un volume de sol non exploré par les racines Les hyphes extra-racinaires transportent les phosphates jusqu’à plus de 14cm de la racine (Dommergue, 1990). Tandis que cette surface d’absorption racinaire est très limitée pour les plantes non mycorhizées.

♣. Alimentation en eau
L’eau est l’un des problèmes majeurs dans les zones arides et semi-arides. Le stress en eau est accompagné par l’augmentation de la salinité du sol. L’améliorationde la nutrition phosphatée chez les plantes mycorhizées est tributaire d’une meilleure alimentation en eau (Plenchette, 1991). L’étude de Strullu et al en 1991 sur le rôle des CMA des genres Glomus et Sclérocystis au niveau de la résistance hydrique du Trifolium alexandrinum a montré que le déficit en eau est faible chez les plantes mycorhizées par rapport au témoin non mycorhizé.

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I : GENERALITES
I. Mycorhizes
I.1. Définition
I.2. Types et morphologie des mycorhizes
• L’ectomycorhize
• L’endomycorhize
• L’ectendomycorhize
II. Champignons Mycorhiziens à Arbuscules (CMA)
II.1.Classification
II.2.Répartition de CMA dans l’écosystème
II.3. Importance et les effets bénéfiques de CMA
II.3.1 Amélioration de la nutrition minérale
II.3.2 Amélioration de la structure du sol
II.3.3 Protection phytosanitaire
II.4. Dépendance mycorhizienne (DM) des plantes
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES
I. Milieu d’étude
II. Matériels utilisées
II.1. Matériels végétaux
II.1.1 Poireaux
II.1.2. Racines de plantes de couverture vive
II.2.Sol
III. Conduite experimentale
III.1. Prélèvement des échantillons
III.2. Test biologique : Méthode MPN
III.2.1 Préparation du sol
III.2.2 Conduite de la culture
III.2.3 Récolte
III.2.4 Eclaircissement des racines et coloration de mycorhize
III.2.5 Calcul du nombre le plus probable des propagules
III.2.6 Calcul de l’intervalle de confiance à 95%
III.3. Estimation du taux de la colonisation mycorhizienne des racines de plantes de couverture
PARTIE III :RESULTATS ET INTERPRETATIONS
I. Caracteres physico-chimiques de sol de culture
II. Croissance de la plante
III. Evaluation de l’infection mycorhizienne
IV Taux de colonisation mycorhizienne des plantes utilisées comme couverture végétale
PARTIE IV :DISCUSSIONS
I. Effets du travail du sol sur le developpement de CMA
II. Effets des types de fumure sur les CMA
III. Effet de la rotation des cultures sur le nombre de CMA
IV. Relation entre sol, cma et croissance du poireau
CONCLUSIONS GENERALES ETPERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

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