Dynamique spatio-temporelle et fonctionnelle de la communauté ectomycorhizienne dans une chênaie-charmaie de Lorraine

 

P.-E. Courty, F. Martin, J. Garbaye

 

UMR 1136 INRA-UHP Interactions Arbres/Microorganismes, INRA-Nancy, 54280 Champenoux

 

 

Dans les forêts boréales et tempérées, la majorité des racines fines absorbantes sont colonisées par des champignons ectomycorhiziens. Une très grande diversité d’espèces de Basidiomycètes ou d’Ascomycètes formant des ectomycorhizes (EM) est associée  à un même peuplement. Les EMs sont impliquées notamment dans la nutrition hydro-minérale des arbres. Les hyphes qui explorent le sol sont impliqués dans d’altération des minéraux, dans la mobilisation du phosphore organique et inorganique ou la libération de l’azote à partir de macromolécules organiques complexes, par la secrétion d’enzymes extracellulaires. Les données acquises in situ sur les activités des EMs sont encore peu nombreuses (Jany et al., 2003; Buée et al., 2004). Nous avons déterminé mensuellement la structure spécifique de la communauté ectomycorhizienne d’une chênaie-charmaie adulte (Quercus robur, Quercus petrea, Carpinus betulus), ainsi que huit capacités potentielles de mobilisation des types d’EM dominants: activités phosphatase acide, chitinase, endopeptidase à leucine, glucosidase, laccase, xylosidase, glucuronidase et cellobiase.

Les morphotypes rencontrés ont été caractérisés morphologiquement ainsi que par séquençage de la region ITS de l’ADNr. Les huit activités enzymatiques potentielles ont été mesurées sur des apex excisés individuels à l’aide de tests miniaturisés en plaque de microtitration utilisant des substrats fluorescents.  Un système nouveau développé par Pritsch et al. (2004) et optimisé par notre équipe (Courty et al., 2005) permet de mesurer successivement différentes activités enzymatiques secrétées sur les mêmes apex.

La structure spécifique de la communauté varie avec la saison et l’horizon de prélèvement. Pour une même espèce fongique, les profils d’activités obtenus peuvent être similaires (Tomentella sp.) ou variables (Lactarius quietus) en fonction de la saison. Un même profil peut également être partagé par différents morphotypes lors de différentes périodes de prélèvement (L. quietus et Cortinarius anomalus).

Afin d’élucider la régulation de ces exoenzymes in-situ, nous caractérisons les séquences et l’expression des différents gènes codant les laccases de deux champignons: Laccaria bicolor et Lactarius quietus.

 

Références :

Buée M, Vairelles D, Garbaye J. 2004. Year-round monitoring of diversity and potential metabolic activity of the ectomycorrhizal community in a beech (Fagus silvatica) forest subjected to two thinning regimes. Mycorrhiza 15 (4): 235–245.

Jany JL, Martin F, Garbaye J. 2003. Respiration activity of ectomycorrhizas Cenococcum geophilum and Lactarius sp. in relation to soil water potential in five beech forests. Plant and Soil 255: 487–494.

Pritsch K, Raidl S, Marksteiner E, Blaschke H, Agerer R, Schloter M, Hartmann A. 2004. A rapid and highly sensitive method for measuring enzyme activities in single mycorrhizal tips using 4-methylumbelliferone-labelled fluorogenic substrates in a microplate system. Journal of Microbiological Methods 58: 233–241.

Courty PE, Pritsch K, Schloter M, Hartmann A, Garbaye J. 2005. Activity profiling of ectomycorrhiza communities in two  forest soils using multiple enzymatic tests. New Phytologist 167 : 309–319.