Impact de la fertilisation phosphatée et de la mycorhization arbusculaire sur le développement de porte-greffes de noyers fruitiers micropropagés.
Auteur / Autrice : | Emma Mortier |
Direction : | Fabrice Martin-Laurent, Olivier Lamotte |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Biologie des organismes |
Date : | Soutenance le 09/12/2021 |
Etablissement(s) : | Bourgogne Franche-Comté |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Agroécologie (Dijon) - Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM) (Dijon) |
Etablissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Jean-Philippe Guillemin |
Examinateurs / Examinatrices : Laurent Jouve | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Anissa Lounès-Hadj Sahraoui, Isabelle Trinsoutrot-Gattin |
Mots clés
Résumé
Le noyer anglais (Juglans regia L.) est la principale espèce cultivée pour la production de noix comestibles. Sa canopée peu dense et son système d'enracinement profond font du noyer une espèce idéale pour la culture en allées, une pratique agroforestière pouvant améliorer la productivité en favorisant les mécanismes de facilitation inter-plantes. L'agroforesterie du noyer fruitier nécessite la production à grande échelle de porte-greffes (PG) sélectionnés pour offrir le meilleur ancrage, la meilleure vigueur et la meilleure tolérance aux agents pathogènes. En raison de l'hétérozygotie du noyer qui ne reproduit pas à l'identique ces caractéristiques, la multiplication végétative in vitro joue un rôle clé dans la propagation des PG de noyer fruitier de qualité. La micropropagation des explants végétaux nécessite une phase d'acclimatation ex vitro pour réparer les anomalies induites in vitro, puis une post-acclimatation en serre lorsque les plantules deviennent photoautotrophes. Cependant, une faible survie et des taux de croissance lents sont des difficultés courantes rencontrées dans les pépinières lors de l'établissement de vitroplants. Comme beaucoup d'arbres fruitiers et à noix, le noyer présente une forte dépendance à l'égard des champignons mycorhiziens à arbuscules (MA) symbiotiques du sol pour sa nutrition phosphatée et son développement en raison de racines peu ramifiées qui limitent l'absorption du phosphate inorganique du sol (Pi). Dans le contexte de la production de PG de noyer fruitier, cette thèse a consisté à analyser, à différents stades de développement, l'établissement de sept PG présentant un intérêt économique, après inoculation ou non par un champignon MA dans des conditions contrastées de disponibilité en Pi. Nous avons démontré que la biotisation par le champignon MA Rhizophagus irregularis améliore le développement des PG lors de l'acclimatation ex vitro et post-vitro. Lors d'une carence en Pi, la biotisation augmente comparativement aux témoins les caractéristiques de performance des vitroplants, notamment la biomasse, le nombre de feuilles, la hauteur des tiges, l'efficacité photosynthétique et la nutrition foliaire (carbone, azote, Pi). Toutefois, ces avantages dépendent du PG, suggérant un recrutement différentiel de la voie d'absorption symbiotique du Pi selon le cultivar étudié. Ceci nous a conduit à identifier chez les Juglans spp. les transporteurs de Pi inductibles par la mycorhization. La détection des orthologues putatifs du transporteur de phosphate MtPT4 spécifique de la symbiose MA chez la légumineuse modèle Medicago truncatula, réalisée avec Orthofinder à l'aide de l'algorithme BLAST all-vs-all, a permis d'identifier trois orthologues putatifs chez J. regia et chez J. microcarpa. Nous avons validé ces candidats par l'étude comparative de leur expression après inoculation ou non par R. irregularis dans des conditions contrastées de disponibilité en Pi. Afin d'étudier les avantages de la mycorhization du noyer en culture en allées, nous avons simulé à l'aide de microcosmes compartimentés un système agroforestier dans lequel le PG RX1 (J. regia x J. microcarpa) est relié ou non par un réseau mycélien commun (RMC) à des racines de maïs (Zea maize L.), cultivé dans des conditions contrastées de disponibilité en Pi. En huit semaines, le réservoir de propagules fongiques formé par les racines de noyer a permis la mycorhization du maïs, autorisant ainsi un accès aux résidus de fertilisation. Nous avons montré que le RMC développé lors d'une carence en Pi conduit chez les deux plantes en co-culture à des bénéfices en termes de croissance et de nutrition, comparables à ceux observés sans mycorhization et sans carence. Cette étude démontre qu'un RMC peut pallier une carence phosphatée chez le maïs et le noyer élevés en co-culture, et donc contribuer à limiter l'apport d'intrants chimiques en systèmes agroforestiers.