Rhizosphère et symbioses mycorhiziennes

Écologie & évolution · Master 1

Interface racine-sol, exsudats, mycorhizes à arbuscules et ectomycorhizes, et réseaux mycorhiziens.

Introduction

La rhizosphère est la mince couche de sol influencée par les racines. Les plantes y libèrent une proportion importante de leur carbone photosynthétique sous forme d'exsudats, qui stimulent les microbes et font de cette zone un point chaud de l'activité biologique.

La symbiose mycorhizienne en est l'exemple le plus répandu : environ 80 % des plantes terrestres s'associent à des champignons. Les champignons mycorhiziens à arbuscules (Glomeromycotina) colonisent la majorité des plantes herbacées et cultures, tandis que les ectomycorhizes associent des arbres tempérés comme les hêtres, épicéas et chênes à des Basidiomycètes et Ascomycètes. Le champignon apporte phosphore et eau à la plante en échange de sucres et de lipides.

Ce deck présente la structure de ces symbioses, leurs échanges, les réseaux mycorhiziens communs, ainsi que les conséquences pour la nutrition des plantes, la fertilisation et la gestion forestière en Suisse.

Objectifs d'apprentissage

Décrire les effets de la rhizosphère sur les communautés microbiennes
Comparer mycorhizes arbusculaires et ectomycorhizes
Expliquer les échanges carbone contre phosphore et azote
Discuter les effets de la fertilisation et du travail du sol sur les mycorhizes

Concepts clés

Rhizosphère: Zone de sol proche des racines, modifiée par les exsudats, le pH et les prélèvements, où l'activité microbienne est intense.
Mycorhize à arbuscules: Symbiose où le champignon forme des arbuscules dans les cellules corticales de la racine, pour échanger nutriments et sucres ; très répandue chez les cultures.
Ectomycorhize: Symbiose où le champignon forme un manteau autour des racines et un réseau de Hartig entre les cellules, sans pénétration intracellulaire ; typique des arbres forestiers.
Réseau mycorhizien commun: Mycélium reliant plusieurs plantes, pouvant redistribuer ressources et signaux, dont l'importance fonctionnelle reste débattue.

Conclusion

La rhizosphère et les symbioses mycorhiziennes gouvernent la nutrition des plantes et la structure des communautés microbiennes. Leur gestion passe par la limitation des perturbations et des excès de fertilisants.

Cartes

Qu'est-ce que la rhizosphère ?: La zone de sol sous l'influence directe des racines et de leurs exsudats.
Quelle part du carbone fixé la plante peut-elle libérer en exsudats ?: Une fraction importante, souvent de l'ordre de 10 à 40 % selon l'espèce et le stade.
Que gagne le champignon mycorhizien ?: Des sucres et des lipides issus de la photosynthèse de la plante hôte.
Que gagne la plante ?: Du phosphore, de l'azote, de l'eau et une protection accrue contre des pathogènes et du stress.
Quels champignons forment les mycorhizes à arbuscules ?: Les Glomeromycotina, symbiotes obligatoires qui ne peuvent pas vivre sans plante hôte.
Comment reconnaît-on une ectomycorhize ?: Un manteau fongique enveloppant les racines courtes et un réseau de Hartig dans l'espace intercellulaire.
Pourquoi les engrais phosphatés réduisent-ils la mycorhization ?: Quand le phosphore est abondant, la plante investit moins de carbone dans la symbiose et la colonisation diminue.
Quel effet a le labour sur les mycorhizes ?: Il rompt le réseau d'hyphes et diminue l'inoculum, ce qui réduit la colonisation précoce.
Que signifie « wood wide web » ?: Une expression imagée désignant les réseaux mycorhiziens communs ; leur rôle de transfert actif entre arbres est débattu.

Glossaire

Exsudat: Composé organique libéré par les racines dans le sol.
Arbuscule: Structure ramifiée du champignon à l'intérieur d'une cellule végétale, site d'échange de nutriments.
Réseau de Hartig: Réseau d'hyphes dans l'espace entre les cellules des racines dans les ectomycorhizes.
Hyphes: Filaments constituant le mycélium des champignons.
Inoculum: Propagules d'un microorganisme présentes dans le sol, capables d'initier la colonisation.
Nodule: Organe racinaire hébergeant des bactéries fixatrices d'azote.