| Les champignons mycorhizogènes sont des biofertilisants comme le montre la différence de taille entre des capitules d’artichauts inoculés (à gauche) ou non inoculés (à droite)
© INRA / S. Gianinazzi |
Des champignons qui protègent les plantes
La quasi-totalité des plantes vivent en symbiose avec des champignons microscopiques du sol : cette association intime est appelée mycorhize. Ces champignons sont extrêmement bénéfiques car ils favorisent l'absorption par les racines des éléments minéraux du sol et améliorent ainsi la nutrition des plantes. Ils ont donc un rôle de biofertilisant très appréciable dans une optique de réduction des engrais chimiques en agriculture.
| Les champignons mycorhizogènes colonisent la quasi-totalité des plantes sur terre.
Ici dans une racine de blé
© INRA / A. Trouvelot Réf. : PCD9032-IMG0008.PCD |
Ces champignons protègent des cultures en apportant aussi aux plantes une plus grande résistance aux stress biotiques (maladies) et abiotiques (sécheresse). Deux grands groupes de symbiose mycorhizienne existent : celle formées par les champignons dits «ectomycorhizogènes», principalement limitée aux arbres forestiers, et celle impliquant les champignons dits «endomycorhizogènes», que l’on retrouve chez les arbres forestier et la plupart des plantes, notamment cultivées. Ces champignons endomycorhizogènes ont été regroupés depuis trois ans dans un nouveau taxon : les Gloméromycètes.
Grâce entre autres à une équipe de chercheurs de l’INRA de Dijon, ces champignons sortent peu à peu de l’ombre et révèlent une grande diversité leur permettant de coloniser des écosystèmes très variés et de vivre en symbiose avec de nombreuses plantes, y compris les plantes cultivées. On dénombre à ce jour environ 130 espèces.
Cultivés sur des racines de plantes vivantes Ces champignons ont une caractéristique qui rend leur étude très compliquée : ils sont des symbiotes obligatoires ce qui signifie qu’ils ne peuvent pas vivre en absence des racines des plantes. On ne peut donc pas les cultiver seuls pour les observer et leur conservation et multiplication doivent se faire sur des racines de plantes vivantes. Il y a 10 ans, les chercheurs de Dijon ont lancé un réseau européen pour étudier le rôle de ces mycorhizes. Dans ce cadre, une collection de ces champignons a été créée, appelée Banque Européenne des Glomales (BEG).
Cette collection, à la disposition de la communauté scientifique internationale, a pour objectif de caractériser leur diversité et de comprendre comment mieux les utiliser en agriculture. La collection a connu récemment un développement spectaculaire et elle s’est transformée en International Bank of Glomeromycota (IBG) en 2002 avec l’introduction d’espèces provenant de Chine grâce à un projet européen coordonné par l'INRA. (http://www.dijon.inra.fr/mychintec/).
Environ la moitié des 53 espèces fongiques enregistrées dans l’IBG sont entretenues à l’INRA de Dijon, plus d’autres espèces notamment celles destinées à des applications commerciales. Outre la collection centrale de Dijon, d’autres espèces sont également entretenues dans des collections satellites en Europe : Pise (3), Laukaa (5), Canterbury (11), et en Chine (5).
Actuellement 400 cultures de ces précieux compagnons souterrains sont régulièrement entretenues à Dijon sur différentes espèces végétales : oignon, trèfle, persil, poireau, tephrosia…. Environ 50 cultures (référencées BEG) sont distribuées chaque année gratuitement aux chercheurs des laboratoires européens mais aussi d’Asie et d’Amérique, à des fins de recherche.
La collection a grandement contribué à la caractérisation de la biodiversité des champignons mycorhizogènes et a permis en particulier de démontrer qu’il existe une grande variabilité au niveau de leur capacité à coloniser les racines d’espèces ou de variétés différentes de plantes. De nombreuses applications A l’INRA de Dijon, les champignons mycorhizogènes sont disponibles aussi pour le développement industriel. Une souche est ainsi actuellement utilisée par une entreprise française qui produit de l’inoculum mycorhizogène sous licence d’un procédé INRA.
Un autre laboratoire français (CNRS, Vandoeuvre-les-Nancy) a démontré l’intérêt de ces champignons pour la recolonisation par des plantes de sols contaminés par des métaux lourds ou des polluants organiques. Une collaboration avec l’INRA a permis l’élaboration d’un test d’écotoxicité terrestre, basé sur un champignon de l’IBG. Ce test est en voie de normalisation par l’AFNOR avec le soutien de l’ADEME.
| La morphologie des spores des champignons mycorhizogènes est un critère
de reconnaissance© INRA / S. Gianinazzi Réf. : PCD9032-IMG0009.PCD |
Un défi : faciliter la reconnaissance
Grâce à la collection de l’IBG il est possible d’élaborer des tests de reconnaissance des Gloméromycètes. Ainsi, un accord a été passé avec la collection américaine (International Culture Collection of VA Mycorrhizal Fungi) pour la création d’un système expert visant à faciliter l’identification de ces champignons sur les critères morphologiques de leurs spores qui sont leurs organes de survie dans le sol.
Il est nécessaire d’aller plus loin dans les méthodes de reconnaissance de ces champignons en se dotant d’outils moléculaires. L’IBG est une ressource génétique indispensable au développement de sondes spécifiques permettant la lecture moléculaire des mycorhizes.
Avec le soutien du Conseil Régional de Bourgogne et en collaboration avec Agri Obtentions, l’INRA travaille à la préparation d’un kit moléculaire à vocation commerciale devant permettre de reconnaître facilement ces champignons d’intérêt évident pour le développement de systèmes de productions végétales durables.
Pour en savoir plus :
Banque Européenne des Glomales (BEG)/International Bank of Glomeromycota (IBG)
http://www.kent.ac.uk/bio/beg
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