Ecologie des champignons mycorhizogènes à arbuscules dans des sols de prairie

Armelle Gollotte (1, 2), Diederik van Tuinen (2), David Atkinson (1)
(1) Plant Science Department, Scottish Agricultural College, West Mains Road, Edinburgh EH9 3JG, Royaume Uni
(2) UMR 1088 BBCE-IPM, INRA/CMSE, BP86510, 21065 Dijon Cedex, France

La symbiose mycorhizienne à arbuscules est formée sans spécificité d'hôte entre des champignons de l'ordre des Glomales et les racines de près de 80% des familles végétales. Toutefois, l'importance des champignons mycorhizogènes à arbuscules (MA) dans la dynamique des écosystèmes semi-naturels et naturels reste mal connue. Afin de mieux comprendre ces processus, les facteurs affectant la diversité des champignons MA a été étudiée dans des sols de prairies en Ecosse.
Dans le but de caractériser l'effet des plantes sur la biodiversité des champignons MA, la végétation indigène de douze parcelles délimitées au sein d'une prairie non fertilisée a été remplacée par des monocultures de plantes Agrostis capillaris ou Lolium perenne. La diversité des champignons MA naturellement présents dans cette prairie, et ayant colonisé les racines de ces plantes, a été identifiée par l'analyse de séquences d'une région partielle de la grande sous-unité de l'ADN ribosomique. Pour cela, cette région a été amplifiée par PCR à partir d'ADN extrait des racines en utilisant des amorces spécifiques pour les Glomales. Des banques d'ADN ribosomique ont été ainsi obtenues à partir des racines d'A. capillaris et de L. perenne. L'analyse de séquences de clones sélectionnés au hasard et comparées à des séquences connues a montré la présence de champignons mycorhizogènes à arbuscules appartenant aux genres Acaulospora, Glomus et Scutellospora. La reconstruciton d'un arbre phylogénétique a clairement indiqué des séquences fongiques différentes dans les racines d'A. capillaris et de L. perenne. Ces résultats ont été ensuite confirmés par PCR en utilisant des amorces spécifiques pour chaque groupe de séquences. Il apparaît donc que les plantes ont préférentiellement sélectionné des champignons MA dans cette expérience au champ. Bien qu'il n'existe pas de spécificité d'hôte dans la symbiose mycorhizienne à arbuscules, ces résultats montrent l'existence d'une spécificité écologique.
Dans le but d'identifier d'autres facteurs biotiques ou abiotiques influençant la diversité des champignons MA, une étude spatiale a été réalisée dans une prairie non fertilisée où sont élevés des moutons. Pour cela, 90 échantillons ont été prélevés sur une surface de 12 m x 12 m et ils ont été caractérisés pour leur végétation et la composition chimique et microbienne du sol. La diversité des champignons MA a été identifiée grâce aux amorces spécifiques développées lors de l'expérience précédente. Une très grande variabilité des résultats a été observée entre les différents échantillons. Toutefois, les zones riches en urine ont montré une différence dans la diversité des champignons MA par rapport aux autres échantillons.
Ainsi, la diversité des champignons MA dans les sols de prairie peut être significativement altérée par la plante hôte et l'urine. Il sera par la suite important de déterminer si une telle modification peut à son tour influencer la diversité végétale par un effet différentiel des champignons MA sur la croissance des plantes.
Ce travail a été financé par SERAD (Scottish Executive Environment and Rural Affairs Department ; initiative Micronet).