The effect of mycorrhizal fungi associated with willows growing on marginal agricultural land

Cette thèse porte sur une expérience réalisée sur des terres agricoles d’une superficie totale d’environ 1,4 hectare, durant trois saisons de croissance, de 2010 à 2012. Les performances de Salix miyabeana SX61 et SX64, deux cultivars de saule hautement productifs en biomasse, ont été testées dans trois types de sols très différents mais tous marginaux pour l’agriculture. Pour chacun des trois sites, la culture des deux cultivars de saule a été menée avec ou sans fertilisation à l’azote (75 kg/ha) et avec ou sans inoculation mixte par des champignons symbiotiques de types mycorhizien arbusculaire (AM) Rhizoglomus irregulare et ectomycorhizien (EM) Hebeloma longicaudum. Cette approche est différente de la plupart des expériences d’inoculation par mycorhizes portant sur des arbres ou même sur la plupart des légumes, car les boutures de saule sont plantées directement dans le sol plutôt qu’en transplantant de jeunes plants cultivés en sol stérile, en serre ou en pépinière. De cette manière, tous les plants de saule (contrôle et traitement) ont été mis en contact avec la microflore du sol dès leur premier stade de développement. L’inoculum ajouté aux plants traités s’est donc retrouvé en compétition directe avec les microorganismes indigènes déjà présents dans le sol, ce qui reflète plus fidèlement les pratiques agricoles courantes et augmente de la même façon la pertinence et d’application pratique des résultats. De plus, ces résultats ne feront pas l’objet d’un biais caché qui pourrait influencer les expériences d’inoculation dont les plants de contrôle poussent dans des sols complètement stériles pendant leur période de croissance initiale. Bien que potentiellement d’un rôle important, les organismes indigènes existant dans les sols marginaux pour l’agriculture sont relativement sous-étudiés. Afin d’apporter un éclairage sur la question, l’étude présentée dans cette thèse porte en grande partie sur les communautés mycorhiziennes natives du sol. Celles-ci ont été identifiées par clonage et séquençage. Ainsi, l’ADN de 36 échantillons de racines et d’extraits de rhizosphère, récoltés en fin de première saison de croissance (2010), a été extrait, amplifié par PCR puis cloné et séquencé, en utilisant le gène universel de champignon ITS et le gène 18S spécifique au type AM. Un séquençage plus exhaustif a été effectué, par Illumina MiSeq, sur l’ADN extrait de 96 échantillons de rhizosphère prélevés à la fin de la saison 2011, en ciblant le gène ITS. Ceci nous a permis de dresser un profil des principales souches mycorhiziennes présentes sur nos divers sites. Nous avons observé une hausse de croissance marquée suite à la fertilisation à l’azote, ainsi qu’une hausse substantielle de croissance initiale pour le champ humide et plus sablonneux, bien que ces résultats soient limités à une observation qualitative étant donné que l’expérience n’était pas élaborée pour tester directement l’effect de la fertilisation. De plus, et contrairement aux études publiées sur l’inoculation par des mycorhizes en milieu stérile, partiellement stérile ou en serre, notre expérience d’inoculation en champ non stérile n’a procuré aux boutures de saule aucun bénéfice en termes de croissance. Ceci suggère une certaine dominance des souches mycorhiziennes natives du sol, qu’il importe dès lors d’investiguer, de même que leur grande diversité révélée dans nos résultats de séquençage. Nos résultats suggèrent également une forte spécificité des mycorhizes natives pour les types de sol rencontrés, qui nécessite d’être mieux comprise, même si de nombreuses souches identifiées sont probablement des mycorhizes présentes sur les deux cultivars.

Keyphrases: inoculation, inoculation, expérience sur terrain agricole, rhizosphère, champignons indigènes