Rôle de champignons mycorhiziens à arbuscules dans le transfert du cadmium (Cd) du sol à la luzerne (Medicago truncatula)

Role of arbuscular mycorrhizal fungi on cadmium (Cd) transfer from soil to barrel medic (Medicago truncatula)

• Auteur / Autrice : Paul-Olivier Redon
• Direction : Corinne Leyval
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance le 06/03/2009
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIMOS
• Jury : Président / Présidente : Thibault Sterckeman
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Corinne Leyval, Laurence Denaix, Stéphane Declerck, Vivienne Gianinazzi-Pearson, Thibault Sterckeman
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurence Denaix, Stéphane Declerck

Mots clés

Mots clés contrôlés

Luzerne

Phytorestauration

Cadmium

Rhizosphère

Sols -- Pollution par les métaux lourds

Sols -- Pollution

Endomycorhizes à vésicules et arbuscules

Mots clés libres

Endomycorhizes à vésicules et arbuscules Sols – Pollution Sols – Pollution par les métaux lourds Rhizosphère Cadmium Phytorestauration Luzerne

Résumé

L’accumulation d’éléments en traces métalliques (ETM), dont le cadmium (Cd), dans les sols et leur transfert aux plantes sont problématiques à cause de leur toxicité. Les champignons mycorhiziens à arbuscules (MA), symbiontes des plantes, peuvent influencer le transfert des ETM de manière directe en les transportant jusqu’aux racines et de manière indirecte en favorisant la croissance de la plante. Des résultats divergents ont néanmoins été reportés et leur rôle global doit donc être éclairci. En prenant comme plante modèle la luzerne Medicago truncatula, l’effet d’un champignon MA (Glomus intraradices) sur le bilan de Cd dans la plante, le sol et les percolats a été étudié. La contribution du champignon au transfert de Cd a été évaluée dans des cultures en pot et des dispositifs à compartiment. Le champignon a principalement influencé la dynamique de Cd dans le système sol-plante de manière indirecte en améliorant fortement la croissance de la plante sur sol contaminé, conduisant à une quantité plus importante de Cd exporté dans les parties aériennes de la plante, bien que leur concentration en Cd soit plus faible que dans les plantes non mycorhizées. Cette forte augmentation de croissance de la luzerne par ce champignon est associée à la stimulation de bactéries formant des nodules. Cette influence mycorhizienne est néanmoins complexe, elle est variable selon les conditions édaphiques et selon l’isolat du champignon étudié. Le champignon MA contribue aussi directement au transfert de Cd en sorbant et en transportant le Cd soluble-échangeable par son mycélium extraracinaire, mais cette contribution directe semble être faible en comparaison de l’effet des racines.

Accumulation of trace metals, such as cadmium (Cd), in soils and their transfer to plants are serious environmental problems because of their acute toxicity. Metal mobility in soil depends on various abiotic and biotic factors. Among them, arbuscular mycorrhizal (AM) fungi are known to influence metal transfer by transporting metals to roots and also by improving plant growth. However, diverging results were reported and the global role of AM fungi thus needed more investigation. The influence of an AM fungus (Glomus intraradices) on Cd uptake and transfer to leachates was studied with Medicago truncatula as a host plant. Experiments were performed in pot cultures and in compartmented devices. The dynamic of Cd in the soil-plant system was indirectly influenced by the fungus via a strong increase of plant biomass, in interaction with nodulating rhizobacteria, leading to a higher total quantity of Cd transferred to shoots although Cd plant concentration was lower than in non mycorrhizal plants. This fungal influence was complex, and was variable according to soil conditions and to the fungal isolate studied. The AM fungus also contributed directly to Cd transfer thanks to its sorption capacity and its ability to transport soluble-exchangeable Cd via the extraradical mycelium, but this direct contribution seemed to be low as compared to the influence of roots.