Mycorhizes, des alliées à respecter

Stéphanie Seysen-Fouan, Dirk Redecker

► To cite this version:

Stéphanie Seysen-Fouan, Dirk Redecker. Mycorhizes, des alliées à respecter. Cultivar, 2016, Février 2016, pp.56-58. hal-01601379

HAL Id: hal-01601379

https://hal.science/hal-01601379

Submitted on 27 May 2020

HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of sci-
entific research documents, whether they are pub-
lished or not. The documents may come from
teaching and research institutions in France or
abroad, or from public or private research centers.

L'archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destinée au dépôt et à la diffusion de documents
scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,
émanant des établissements d'enseignement et de
recherche français ou étrangers, des laboratoires
publics ou privés.

<figure><img src="image_1.png" /></figure>

Distributed under a Creative Commons Attribution - ShareAlike 4.0 International License
## Mycorhizes

# Des alliées à respecter

La mycorhization permet notamment à une plante de compenser son absence de mobilité par une symbiose entre ses racines et le mycélium d'un champignon. Celui-ci lui permet de prolonger le rayon de prospection des racines. Les chercheurs confirment le rôle essentiel de ce phénomène pour aider la plante à s'adapter à son milieu... un atout de choix en cette période d'instabilité. Mais il y a une condition : respecter cette vie du sol.

Bien que la mycorhization soit aussi vieille que les premiers végétaux terrestres, les mécanismes qui la régissent sont encore loin d'être bien connus. De nombreux travaux sont actuellement menés à travers le monde car les services rendus par cette symbiose plante-champignon sont particulièrement porteurs dans le contexte actuel: augmentation de la résistance aux pathogènes racinaires, à la sécheresse, amélioration de l'efficience de la fertilisation... (voir tableau). « Pour pouvoir à terme la favoriser notamment dans les systèmes cultivés, nous avons besoin de mieux comprendre le fonctionnement de cette symbiose et les interactions avec le milieu », explique Dirk Redecker, enseignant chercheur de l'université de Bourgogne à l'UMR agroécologie

<figure><img src="image_2.png" /></figure>

Spores et hyphes extraracinaires du champignon mycorhizogène « Rhizophagus clarus » sur des racines colonisées du plantain (diamètre des spores environ 120 micromètres)

PHOTOS: D. REDECKER/INTERNATIONAL BANK FOR THE GLOMEROMYCOOTA

Retrouvez qui expérimente quoi, sur

cultivar.fr

Des centaines d'essais recensés
pour échanger et innover

www.cultivar.fr

<figure><img src="image_3.png" /></figure>
de Dijon. Des travaux fondamentaux sont menés pour étudier par exemple les transporteurs, ces protéines impliquées dans le transfert de nutriments entre le champignon et la plante hôte, ou encore les signaux qui permettent aux deux partenaires de communiquer.

## Inoculation et grandes cultures

On connaît aussi de mieux en mieux la diversité des mycorhizes. Les chercheurs la caractérisent désormais grâce à l'étude de leur ADN et à l'utilisation de marqueurs moléculaires. Une étude a été menée de 2010 à 2014 pour caractériser la diversité de micro-organismes du sol dans les différents pays européens et proposer des bioindicateurs de l'état de fonctionnement des sols. Ce projet européen EcoFinders a été coordonné par l'Inra et les analyses de mycorhizes ont été menées à l'UMR agroécologie de Dijon en collaboration avec des chercheurs de l'université de Turin (Italie).

Au-delà des apports fondamentaux, l'amélioration des méthodes de caractérisation et l'utilisation des marqueurs moléculaires permettent de faire progresser l'expérimentation sur l'inoculation au champ ou sur les plantes hôtes. « Lorsque des inoculations étaient pratiquées précédemment, nous avions le sentiment de travailler avec une "boîte noire" sans trop savoir quel était le devenir de la souche inoculée. Les interactions avec les autres micro-organismes du sol sont nombreuses et les phénomènes de compétition peuvent être importants. Avec les marqueurs moléculaires, nous savons désormais suivre la souche inoculée et analyser sa persistance », présente Dirk Redecker. En parallèle, les industriels progressent aussi sur les modes de production de ces champignons. « Pour les grandes cultures, il reste

## Les principaux services rendus par les symbioses avec les mycorhizes à arbuscules

<table><thead><tr><td>Fonctions des mycorhizes à arbuscules</td><td>Services rendus à l'écosystème</td></tr></thead><tbody><tr><td>Modification de la morphologie racinaire et développement d'un réseau de mycélium ramifié complexe</td><td>Accroissement de l'adhérence plante/sol et la stabilité du sol</td></tr><tr><td>Accroissement de la nutrition minérale et de l'accès à l'eau par les plantes</td><td>Amélioration de la croissance des plantes tout en réduisant les apports de fertilisants</td></tr><tr><td>Effet tampon sur les stress abiotiques</td><td>Améliore la résistance de la plante à la sécheresse, à la salinité, à la présence de métaux lourds, et au manque de nutriments minéraux</td></tr><tr><td>Protection contre les pathogènes racinaires</td><td>Amélioration de la résistance de la plante aux pathogènes tout en réduisant les intrants phytosanitaires</td></tr><tr><td>Modification du métabolisme et de la physiologie de la plante</td><td>Biorégulation du développement de la plante et amélioration de la qualité nutritive de la production</td></tr></tbody></table>

Source: Gianinazzi S, Golotte A., Binet MN., Van Tuinen D., Redecker D., Wipf D. (2010) - Agroecology: the key role of arbuscular mycorrhizas in ecosystem services - Springer-Verlag

beaucoup à faire avant de déboucher sur des solutions d'inoculation efficaces et rentables à grande échelle. Je n'exclus cependant pas cette solution à terme. Cependant, en attendant il faut aussi travailler à rendre les sols plus favorables à la mycorhization et à ses bénéfices », explique ce chercheur.

## Des pratiques et des variétés plus favorables

On sait en effet maintenant depuis plusieurs années que certaines pratiques actuelles sont défavorables aux mycorhizes. Ainsi, les molécules utilisées à l'encontre des agents pathogènes des cultures ont

souvent aussi une action néfaste (non désirée) sur la microflore bénéfique. Les sols nus se montrent également défavorables, ainsi que les rares espèces végétales non mycorhizées, par exemple la betterave et le colza, deux cultures qui réduisent le pool de champignons mycorhiziens de la parcelle si elles reviennent trop régulièrement. En revanche, les couverts intermédiaires révèlent une action positive sur les mycorhizes, et notamment les légumineuses. Des essais ont également montré l'impact du labour qui casse le mycélium. « Il est difficile de confirrer l'écart entre une parcelle labouTEE et une parcelle en semis direct de
## REPÈRES

### Que sont les mycorhizes ?

Au sein du système complexe qu'est la rhizosphère, véritable interface entre la racine et le sol peuplé de micro-organismes, il existe une catégorie très importante de champignons vivant en symbiose avec les racines de végétaux. Les champignons acteurs de cette symbiose, nommée mycorhize, ont joué un rôle primordial dans l'adaptation des végétaux aux écosystèmes terrestres. Ainsi, lorsque les végétaux ont commencé à coloniser les terres émergées, ils ont dû s'affranchir progressivement de la vie aquatique. L'association avec des champignons a permis de pallier les difficultés rencontrées. Les racines ont vu leur capacité d'absorption de l'eau et des éléments minéraux grandement améliorée grâce au réseau d'hyphes développés par ces champignons et à leur capacité d'altération du substrat minéral. Les associations mycorhiziennes se sont révélées tellement nécessaires et profitables que quasi-tous les végétaux supérieurs (environ 95 %) qui se sont succédé depuis 300 millions d'années

ont conservé ce système, et une co évolution entre les partenaires impliqués s'est installée. Parmi les mycorhizes, celles à arbuscules constituent la symbiose végétale la plus répandue dans la nature (environ 80 % des plantes supérieures, et la majorité des espèces cultivées, peuvent former ce type de symbiose). À ce jour, on dénombre environ 250 espèces de champignons capables de former ce type de mycorhizes; ils appartiennent tous aux gloméromycètes et ne peuvent être cultivés seuls (en l'absence de la plante hôte).

### Des millions de kilomètres par hectare

L'association commence à partir du moment où il y a contact entre une racine vivante et un filament mycélien (hyphe) issu de la germination d'une spore. L'hyphe va se modifier de manière à pouvoir pénétrer dans la racine où il va coloniser le cortex racinaire (sans pénétrer dans le cylindre central, zone de présence des vaisseaux conducteurs, phloème et xylème). Sa progression se fait soit à l'intérieur des cellules, soit entre elles. Les hyphes vont former à l'intérieur des cellules végétales des vésicules particulières nommées arbuscules. Ceux-ci vont constituer les sites d'échanges spécifiques entre le champignon et sa plante hôte. À mesure où le champignon se développe à l'intérieur de la racine, il développe des hyphes à l'extérieur, augmentant considérablement la zone de contact entre la plante et le sol. Ces hyphes extracellulaires peuvent aller coloniser une autre racine de la même plante, voire d'une plante voisine, qu'elle soit de la même espèce ou non. Ce réseau peut atteindre des millions de kilomètres par hectare.

CÉCILE WALIGORA

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

Spores du champignon mycorhizogène « Rhizophagus irregularis », isolat BEG53. Cette espèce est extrêmement répandue dans une large gamme d'environnements.

façon quantitative. En revanche, on constate que les espèces de mycorhizes ne sont pas les mêmes dans les deux systèmes. En non-labour, on retrouvera des espèces plus rares et d'ailleurs plus difficiles à cultiver en conditions artificielles », présente Dirk Redecker.

Autre piste sur la façon de favoriser naturellement la mycorhization : le choix variétal. Des travaux ont montré que toutes les variétés n'ont pas la même aptitude à développer des symbioses. « Les essais le montrent notamment pour les variétés de blé. C'est une piste très intéressante à

l'avenir pour les grandes cultures », précise le chercheur. Peut-être s'agir-t-il bientôt d'un nouveau critère pour les sélectionneurs qui affichent de plus en plus leur volonté de développer des variétés plus résistantes, notamment à la sécheresse...

STÉPHANIE SEYSEN-FOUAN