Caractérisation taxonomique des champignons mycorhiziens à arbuscules natifs des sols ultramafiques de Nouvelle-Calédonie ; analyse de leur synergie permettant l’adaptation des plantes à ces milieux extrêmes

Taxonomic characterization of native arbuscular mycorrhizal fungi from ultramafic soils of New Caledonia; analysis of their functional complementarity for plant growth and adaptation in ultramafic soil

• Auteur / Autrice : Thomas Crossay
• Direction : Hamid Amir
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie des sols
• Date : Soutenance le 26/02/2018
• Etablissement(s) : Nouvelle Calédonie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale du Pacifique (Faaa ; 2005-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences exactes et appliquées (ISEA) du pacifique
• Jury : Président / Présidente : Marc Ducousso
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Hamid Amir, Marc Ducousso, Franck Stefani, Marc St Arnaud, Yvon Cavaloc, Valérie Sarramegna, Dirk Redecker
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Franck Stefani, Marc St Arnaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Champignons

Sols -- Pollution

Relations plante-champignon

Sols -- Microbiologie

Nouvelle-Calédonie

Restauration écologique

Mots clés libres

Champignons mycorhiziens à arbuscules

Taxonomie

Nouvelles espèces de CMA

Plante

Sols ultramafiques

Méthode d’identification

Maldi-Tof ms

Restauration écologique

Mycorrhizal mushrooms with arbuscular

Taxonomy

New CMA species

Plant

Ultramafic floors

Identification method

Maldi-Tof ms

Ecological restoration

Résumé

Une des solutions les plus prometteuses pour la restauration écologique des milieux dégradés, mais aussi pour l’agriculture, est l’utilisation des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA). En effet, ces champignons permettent de conférer aux plantes une meilleure nutrition minérale et une tolérance aux stress biotiques et abiotiques du milieu. L’étude réalisée ici part de l’hypothèse que les effets simultanés de plusieurs CMA taxonomiquement bien différents pourraient permettre de réduire la majorité des contraintes et permettre ainsi à la plante de s’adapter et se développer de façon optimale dans les sols extrêmes (ultramafiques) dégradés par l’activité minière. Les objectifs de cette thèse sont de caractériser les CMA isolés de ces milieux ultramafiques d’un point de vue taxonomique et fonctionnel (croissance et d’adaptation de la plante hôte). Ce travail a permis la découverte de cinq espèces nouvelles de CMA (Błaszkowski et al. 2017 ; Crossay et al. 2018). La complexité des méthodes d’identification de ces symbiotes, a suscité une réflexion scientifique qui a permis d’aboutir à la mise au point d’une méthode d’identification par MALDI-TOF MS précise et routinière pour l’identification des CMA (Crossay et al. 2017). Les différents isolats identifiés et cultivés en laboratoire ont ensuite été testés en conditions expérimentales afin d’évaluer leurs fonctions individuelles et collectives au sein des plantes hôtes (Crossay et al. 2019). En conclusion, la co-inoculation de ces différentes nouvelles espèces de CMA natives des sols ultramafiques de Nouvelle-Calédonie permet une grande amélioration de la croissance des plantes et de leur adaptation à ces milieux extrêmes.

Plant arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) symbiosis can be critically important in the development of sustainable agriculture, remediation of polluted lands and ecological restoration of degraded sites, such as mines. Indeed, AMF symbioses improve plant growth and tolerance to biotic and abiotic stresses from the environment. This study based on the hypothesis, that in environments facing different stress factors, inoculation with several species from different AMF taxa may be essential to promote growth and to withstand stresses of plant in ultramafic soils of mine-degraded areas. The aims of the present study were to characterize taxonomically (isolate, describe, and identify) and functionally (plant growth and adaptation) AMF from ultramafic soil. Five new species of AMF from ultramafic soil were described (Blaszkowski et al. 2017; Crossay et al. 2018). Taxonomic identification of AMF need considerable expertise and is not well-adapted for “routine” identification. Therefore, we developed a fast, accurate and efficient method for AMF identification using MALDI-TOF MS proteomic-based biotyping approach (Crossay et al. 2017). Finally, we analyzed the effects of six species of AMF from a New Caledonian ultramafic soil on plant growth and nutrition, using mono-inoculations and mixtures comprising different numbers of AMF species, in a greenhouse experiment. Our results suggest that, co-inoculation of native AMF was very efficient in improving growth and tolerance to heavy metals of plants in ultramafic soil (Crossay et al. 2019).