Etude des mécanismes intervenant dans l'adaptation du champignon ectomycorhizien Paxillus involutus à utiliser l'azote du sol lorsqu'il est associé ou non à l'arbre hôte Betula pendula.

Mélanie Morel (1), Christophe Jacob (1), Arnaud Javelle (1), Bernard Botton (1), Francis Martin (2), Michel Chalot (1), Annick Brun (1).
UMR INRA/UHP 1136 IaM, (1) Faculté des Sciences et Techniques BP 239 54506 Vandoeuvre les Nancy, (2) Centre INRA de Nancy 54280 Champenoux.

Les mycorhizes sont des organes hétérogènes à la fois au niveau de leur structure et de l'organisation des différents tissus constitutifs. En effet, outre la présence concomitante de cellules racinaires et fongiques, les mycorhizes peuvent être subdivisées en trois tissus: le mycélium extramatriciel, le manteau fongique et le réseau de Hartig. Ces compartiments ont des fonctions spécialisées selon qu'ils sont plus ou moins proches de la racine. L'équipe de Melin (1950, 1953) a démontré que le mycelium extramatriciel était capable de capter l'azote et le phosphore du sol et de faciliter leur transfert sur des distances de plusieurs centimètres de la racine. Le manteau aurait plutôt une fonction de stockage et de support à la formation de l'organe symbiotique et permettrait le développement du réseau de Hartig, réseau fongique s'insinuant entre les cellules racinaires et intervenant dans les échanges entre les deux partenaires. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés au rôle trophique que pouvaient présenter les hyphes extramatriciels, notamment concernant l'azote. Puisque celui-ci est un élément variable en forêt, tant au niveau quantitatif que qualitatif, nos travaux se sont centrés sur les régulations intrinsèques que subit le champignon lors de l'acquisition de l'azote en fonction des conditions azotées du milieu. Outre l'étude des régulations du champignon ectomycorhizien Paxillus involutus (Pi) en culture pure, nous avons utilisé un système de culture en microcosme, sur tourbe visant à respecter un support naturel pour l'étude du système symbiotique formé par Pi et Betula pendula. L'expression de gènes codant des transporteurs d'ammonium et des enzymes de l'assimilation de l'ammonium a été étudiée par la technique du Northern Blot pour le champignon seul, et les résultats montrent nettement un effet stimulateur d'une carence ammoniacale et répresseur des concentrations externes croissantes en ammonium sur la transcription de ces gènes. Les difficultés de prélèvement du mycélium extramatriciel et des mycorhizes font que nous nous sommes tournés vers la technique des filtres à ADNc. Une analyse transcriptionnelle a donc pu être menée, pour la première fois, sur ces deux tissus. Cette méthode, utilisant des ADNc issus d'une banque soustractive et suppressive, a permis de cribler certains gènes différentiellement exprimés dans les hyphes extramatriciels et les mycorhizes, suggérant une zonation dans le fonctionnement de l'organe symbiotique. Les transcrits correspondant aux transporteurs d'ammonium ou aux enzymes telles que la glutamine synthétase sont très représentés dans le mycélium extramatriciel. Cette structure a donc, en plus de ces capacités d'exploration du sol, un rôle important dans la transformation de l'ammonium absorbé en acides aminés destinés à être transférés à la plante. Pour confirmer cette hypothèse, des analyses d'acides aminés ont été menées par GC-MS en utilisant une source d'ammonium marqué à l'isotope 15N. Les résultats obtenus permettent de préciser les voies d'assimilation de l'ammonium au sein du champignon et des mycorhizes.




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