Dissertations / Theses: 'Champignons mycorhiziens à arbuscules'

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Declerck, Stéphane. "Biologie des champignons mycorhiziens à arbuscules associés au bananier en Martinique." Angers, 1996. http://www.theses.fr/1996ANGE0001.

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Abstract:

Les champignons mycorhiziens à arbuscules (MA) sont connus tant pour leur rôle bénéfique sur la croissance et la nutrition minérale des plantes, que pour leur rôle prophylactique vis-à-vis de certains micro-organismes pathogènes telluriques. Dans le cadre des systèmes de production bananière en Martinique, nous avons étudié les potentialités agronomiques et biotechnologiques de ces symbiotes obligatoires. Nous avons montré que les champignons MA sont naturellement présents dans tous les agroécosystèmes martiniquais étudiés. Les densités de population sont cependant variables et peuvent être reliées aux conditions pédoclimatiques. Elles sont plus élevées dans les vertisols, que dans les sols peu évolués, les andosols et sols bruns andiques. Les ferrisols présentent par ailleurs des densités intermédiaires. Nous avons effectué l'endomycorhization de vitroplants de bananier en conditions contrôlées et mis en évidence des gains de biomasse ainsi qu'un accroissement des teneurs en phosphore et en potassium des plantes mycorhizees. La réponse des plantes a l'inoculation (la dépendance mycorhizienne) varie par ailleurs suivant les cultivars et peut être reliée aux caractéristiques morphologiques du système racinaire (densité et longueur des poils absorbants). La culture in vitro des souches de champignons ma isoles des sols martiniquais en association avec des racines de carotte transformées constitue une contribution à la connaissance de la biologie du glomus. Ce système de culture présente un important potentiel de production de spores et de vésicules. La culture continue, par repiquages successifs de la forme intraracinaire, conduit à une production régulière d'inoculum et assure la maitrise de la permanence des souches de champignons MA étudiés. Les variations de potentialités infectieuses observées au cours des cultures successives nous amènent à maintenir des collections à la fois en culture in vitro et in vivo. Pour la première fois, un prototype d'inoculum base sur l'encapsulation de spores issues de la culture in vitro est proposé. Ce matériel sporal encapsulé est capable de réinfecter une plante in vivo. Cette technique doit permettre à terme le transfert, dans des systèmes agricoles et horticoles, de matériel aisément applicable et exempt de micro-organismes pathogènes.

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Zerbib, Jérémie. "Relations trophiques ente la plante cultivée et les champignons mycorhiziens à arbuscules. Importance des champignons mycorhiziens à arbuscules sur la production végétale (en termes de quantité et qualité)." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCK078.

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Abstract:

Dans son environnement, la plante interagit sans cesse avec des microorganismes. Elle est confrontée à une variété de microorganismes bénéfiques, neutres ou pathogènes, qui sont fortement dépendants des ressources carbonées que la plante libère dans le sol, leur conférant ainsi un apport de nutriments et d’énergie nécessaire à leur développement. La mycorhize à arbuscules est une symbiose mutualiste formée par 80% des plantes terrestres datant de l’Ordovicien, i.e. environ 450 millions d’années avant notre ère. L’ensemble des travaux de recherche présenté au sein de ce manuscrit, s’inscrit dans le cadre de deux objectifs généraux : (i) acquérir une meilleure compréhension des mécanismes à l’origine des relations trophiques chez la plante mycorhizée, et (ii) étudier l’impact de la mycorhization sur la production végétale tant en terme de quantité que de qualité. Nous avons étudié la réponse à la mycorhization de variétés anciennes de blé afin d’appréhender s’il existait une différence dans un environnement semi-contrôlé (serres) ou dans un environnement non contrôlées (champ), et/ou en fonction de la communauté de champignons mycorhiziens à arbuscules présente. Nos résultats ont mis en évidence que la mycorhization et la nature des champignons mycorhiziens arbusculaires endogènes peuvent influer sur le rendement au stade tallage, même chez des variétés de blé ayant une faible capacité mycorhizogène. Nous avons aussi illustré l’importance de bien choisir les critères utilisés pour mesurer ce gain éventuel. Dans un deuxième axe de recherche nous nous sommes intéressés à l’impact de la mycorhize à arbuscules sur le développement de la tomate Micro-Tom, et les échanges trophiques au cours de l’interaction. Nous avons pu mettre en évidence, grâce à une analyse multivariée, à la fois des différences de comportement parmi les plantes particulièrement aux stades fruit vert mature et fruit rouge mature selon la nature des champignons mycorhiziens à arbuscules présents, et des potentiels phénomènes d’interaction entre deux souches de champignons mycorhiziens à arbuscules; nos résultats confirmant que les arbuscules ne sont pas les seules sites d’échanges dans la mycorhize à arbuscules. Le troisième axe de ce travail a porté sur l’impact potentiel des méthodes de production de semences de variétés anciennes de tomate en condition de sécheresse, à la fois sur la communauté endogène de champignons mycorhiziens au champ, sur la tolérance de la plante au stress hydrique et sur la production végétale en terme de rendement et de qualité des fruits. Le site d’expérimentation se situait au Potager de santé (ferme de production de semences gérée par Pascal Poot). Nos résultats ne montrent aucune différence, en conditions de stress hydrique au champ, entre des variétés cultivées régulièrement sur ce site et des variétés commerciales. Alors, on peut se demander si d’autres facteurs liés au site d’exploitation, tels que les microorganismes interagissant avec les racines de la plante pourraient être à l’origine de la tolérance accrue au stress hydrique. Des travaux sont en cours au laboratoire pour étudier cette hypothèse. L’ensemble de ces travaux ouvrent la voie à de nouvelles recherches visant à élucider les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation des échanges trophiques au cours de la mycorhize à arbuscules et à la valorisation des services écosystémiques rendus par la mycorhize à arbuscules au champ
In its environment, the plant interacts constantly with microorganisms. It is confronted with a variety of beneficial, neutral or pathogenic microorganisms, which are highly dependent on the carbon resources that the plant releases into the soil, giving them a supply of nutrients and energy necessary for their development. The arbuscular mycorrhiza is a mutualistic symbiosis formed by 80% of terrestrial plants from the Ordovician period, i.e. about 450 million years ago. The research presented in this manuscript was focused on two main goals: (i) to gain a better understanding of the mechanisms underlying trophic relationships in the mycorrhizal plant, and (ii) to study the impact of mycorhization on plant production, both in terms of quantity and quality. We investigated the mycorrhizal response of wheat landraces in order to understand if there were differences in a semi-controlled environment (greenhouses) or in an uncontrolled environment (field), and / or depending on the community of mycorrhizal fungi. Our results showed that mycorrhization and the nature of endogenous arbuscular mycorrhizal fungi can affect yield, even in wheat varieties with low mycorrhizal ability. We also highlighted the importance of choosing the criteria used to measure this potential gain. In a second line of research, we were interested in the impact of arbuscular mycorrhiza on the development of Micro-Tom tomato, and the trophic exchanges during the interaction. Multivariate analysis revealed behavioral differences between plants at mature green fruit and red ripening stages depending on arbuscular mycorrhizal fungal strain, as well as potential interaction event between two arbuscular mycorrhiza fungus trains. Our results confirm that the arbuscules are not the only sites of exchange in arbuscular mycorrhiza. The third axis of this work focused on the potential impact of seed production methods of ancient tomato varieties in drought condition, both on the endogenous community of arbuscular mycorrhizal fungi in the field, on the tolerance of the plant to water stress and on crop production in terms of fruit yield and quality. The experimental site was located in the Potager de santé (seed farm managed by Pascal Poot). Our results show no difference, under conditions of water stress in the field, between varieties regularly cultivated on this site and commercial varieties. Then, one may wonder if other factors related to the exploitation site, such as the beneficial microorganisms interacting with the roots of the plants could be at the origin of the increased tolerance to water stress. Work is underway in the laboratory to study this hypothesis. All of this work paves the way for new research aimed at elucidating the molecular mechanisms involved in the regulation of trophic exchanges during arbuscular mycorrhizae and the valuation of the ecosystem services rendered by arbuscular mycorrhizae in the field

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Vandenkoornhuyse, Philippe. "Approche de la diversité inter- et intraspécifique des champignons mycorhiziens à arbuscules." Nancy 1, 1998. http://www.theses.fr/1998NAN10316.

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Abstract:

Les champignons mycorhiziens à arbuscules (MA), constituent un groupe important parmi les micro-organismes de la rhizosphère en raison de leur ubiquité au niveau des écosystèmes terrestres et des associations mutualistes qu'ils forment avec plus de 80 % des plantes. La mycorhization des plantes permet à celles-ci une meilleure nutrition minérale ainsi qu'une meilleure résistance aux stress environnementaux. Néanmoins, à ce jour la diversité de ces champignons dans les sols tant au niveau inter- qu'intra-spécifique et la relation entre diversité et fonction sont mal connus. Les objectifs de la thèse étaient (1) de mettre au point des outils moléculaires pour étudier cette diversité et (2) de caractériser les populations de champignons MA dans 3 sols ayant reçu différents niveaux de boues de station d'épuration à l'aide de ces outils. Dans un premier temps, la richesse en espèces et l'abondance en spores ont été mesurées. Les 6 mêmes espèces ont été rencontrées dans les 3 sols. L'abondance en spores était plus faible dans la parcelle ayant reçu le niveau de boues d'épuration le plus élevé ce qui peut être relié aux modifications des paramètres du sol (métaux lourds, pH. . . ) entrainées par ces apports. La mise au point, la validation de plusieurs techniques moléculaires (empreintes génétiques par amplification d'ADN microsatellite, analyse de la sous unité 18S de l'ADN ribosomique) et leur application à des isolats de Glomus mosseae de collections, ont permis d'aborder l'analyse des populations des 2 espèces les plus représentées dans les sols étudiés (G. Geosporum et G. Claroideum). Une forte variabilité intra-spécifique caractérise ces 2 espèces et les populations de chaque espèce rencontrées dans les 3 sols sont génétiquement différentes. Une forte structuration des populations a été mise en évidence bien que les échantillonnages de sol ne soient distants que de quelques mètres. Les mécanismes impliqués dans cette forte diversité restent à cerner mais l'analyse des données suggère une reproduction clonale et aussi des phénomènes de recombinaison. Enfm, la plante hôte, comme le sol influence la diversité intraspécifique de G. Claroideum
Arbuscular mycorrhizal fungi are an important group of microorganisms in the rhizosphere because of their ubiquity in terrestrial ecosystems and the symbiotic association that they form with more than 80 % of plant species. Mycorrhizas improve plant mineral nutrition as weIl as resistance to environmental stress. However, little is known on the diversity of these fungi in soil, either at an inter or intraspecific level, and on the relationship between diversity and function. The objectives of the thesis were (1) to set up molecular tools to study the diversity of AM fungi and (2) to caracterise the populations of AM fungi in 3 soils amended with different levels of sewage sludge using these tools. First, species richness and spore abondance were estimated. The same 6 species were found in the three soils. Spore abundance was lower in the plot which received the highest sludge amendment, which could be related to the modification of soil parameters due to the amendments (heavy metals, pH,. . . ). Two molecular techniques (PCR fingerprinting using a microsatellite primer, analysis of the small sub-unit ribosomal DNA using PCR) were developped, validated and applied with isolates of Glomus mosseae from collection cultures. These techniques were used to study the populations of the 2 most abundant species found in the studied soils (Glomus geosporum-like and Glomus claroideum ). A high intraspecific variability was observed for both species and for both of them the populations of the three soils were genetically different. A high structuration of the populations was observed, although the samples were only distant of a few meters. The mechanisms involved in the high diversity remains to be explained, but data analysis suggests a clonal reproduction and also recombination events. Finally, the host-plant as weIl as the soil influence the intraspecific diversity of G. Claroideum

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Chifflot, Vincent. "Étude moléculaire des champignons mycorhiziens arbusculaires dans un système agrisylvicole." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25687/25687.pdf.

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Abstract:

Ce mémoire examine l’effet de l’agrisylviculture sur les champignons mycorhiziens arbusculaires (MA). Un premier chapitre met en relation les nouveaux développements de la recherche sur les systèmes agrisylvicoles et l’écologie des champignons MA. Le deuxième chapitre examine la diversité des champignons MA dans un système agrisylvicole du sud-ouest du Québec, par analyse moléculaire d’un gène des champignons. Le premier chapitre démontre que la diversité des champignons MA n’est pas forcément plus élevée dans les systèmes agrisylvicoles que dans les systèmes agricoles conventionnels, mais que l’agrisylviculture peut répondre favorablement à certaines imperfections de l’agriculture biologique. La composition des communautés de champignons MA trouvée dans le système agrisylvicole étudié était relativement simple, révélant ainsi un degré élevé de perturbations probablement liées aux techniques culturales. Il apparaît en outre que les arbres et la culture supportaient des communautés distinctes suggérant que l’agrisylviculture puisse avoir un potentiel dans l’augmentation de la diversité des champignons MA.
Inscrit au Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures

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Mustafa, Ghalia. "Protection du blé contre l'oïdium par des champignons mycorhiziens à arbuscules : mécanismes et optimisation." Thesis, Littoral, 2015. http://www.theses.fr/2015DUNK0388/document.

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Abstract:

L'utilisation des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) pourrait constituer une alternative potentielle aux traitements fongicides conventionnels pour lutter contre les maladies cryptogamiques des plantes. Notre travail a consisté à étudier l'éventuel effet protecteur de la mycorhization arbusculaire chez le blé tendre (triticum aestivum L.) contre Blumeria graminis f. sp. tritici (Bgt), un champignon biotrophe responsable de l'oïdium, une maladie affectant les parties aériennes de la plante. L'inoculation mycorhizienne du blé avec le CMA Funneliformis mosseae (FM), en conditions controlées et optimisées, nous a permis d'obtenir parallèlement à un taux de mycorhization de 38% des plants de blé, une amélioration significative de la biomasse et un taux de protection contre Bgt estimé à 78%. Ces résultats suggèrent l'induction d'une résistance systémique des réactions de défense du blé par mycorhization (Mycorrhiza-Induced Resistance, MIR). Cette protection serait liée à une accumulation de composés phénoliques et de preoxyde d'hydrogène dans les cellules épidermiques des feuilles de blé mycorhizé, au niveau du site de pénétration de Bgt. Une surexpression des gènes POX, PAL, CH11 et NPR1 codant pour des marqueurs de défense a également été mise en évidence dans les feuilles en absence d'infection par Bgt. Enfin, nos travaux ont également souligné l'intégration de divers paramètres pour optimiser l'utilisation des CMA comme agents de biocontrôle chez le blé. La meilleure protection contre l'oïdium a été obtenue aec un apport en phosphore réduit de 5 fois par rapport à celui préconisé au champ et un inoculum mycorhizien à base de Fm, que ce soit chez un cultivar modérément sensible ou un cultivar plus résistant
The use of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) could be an innovative alternative to chemicals against fungal plant diseases. Our work aimed at studying the possible protective effect of arbuscular mycorrhization in the bread wheat (Triticum aestivum L.) against Blumeria graminis f. sp. tritici (Bgt), a biotrophic fungi responsible of wheat powdery mildew, a disease affecting the aerial plant organs. Wheat mycorrhizal inoculation by Funneliformis mosseae (Fm), under controlled and optimized conditions, allowed us to obtain concomitantly a micorrhizal rate of 38%, a significant increase of plant biomass and a protection level against Bgt estimated at 78%. These results suggest the induction of systemic wheat defense reactions resulting from mycorrhization (Mycorrhiza-Induced Resistance - MIR). This protection is linked to an accumulation of phenolic compounds and hydrogen peroxide at the Bgt penetration sites in epidermal leaf cells of mycorrhized wheat plants. Up-regulations of POX, PAL, NPR1 and CH11 genes encoding for defense markers were also pointed out in leaves of mycorrhizal wheat in the absence of Bgt infection. Moreover, our study highlighted the importance of taking into account various parameters to optimize the use of AMF as biocontrol agents. The highest protection against powdery mildew was obtained with a 5-fold reduced phosphorus input compared to that recommended in the field and with the mycorrhizal inoculum Fm, in both a moderately susceptible or a more resistant cultuva

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Louarn, Johann. "Exploitation des champignons mycorhiziens à arbuscules pour la protection du tournesol contre Orobanche cumana." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2602/.

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Abstract:

Les plantes parasites telles que l'orobanche causent de nombreux dégâts sur les cultures et il existe peu de méthodes efficaces pour lutter contre ce fléau. L'objectif de la thèse a été de déterminer si des micro-organismes vivant en symbiose avec les plantes, les champignons mycorhiziens à arbuscules, peuvent être utilisés pour combattre les attaques d'Orobanche cumana sur le tournesol. Nous avons tout d'abord observé que la mycorhization de plants de tournesol réduit significativement leur infection par Orobanche cumana. Cet effet semble au moins en partie dû à une moindre germination des graines d'orobanche à proximité des plants mycorhizés. Nous avons ensuite montré que les champignons mycorhiziens euxmêmes produisent des inhibiteurs de la germination des graines d'orobanche. Enfin, nous avons mis au point un système in vitro permettant d'observer toutes les étapes précoces de l'infection de racines de tournesol par Orobanche cumana, en présence ou non de champignons mycorhiziens
Parasitic weeds such as broomrapes (Orobanche spp. ) can cause severe damage on crop plants, and efficient and sustainable control methods are needed. The aim of our work was to determine whether symbiotic micro-organisms called arbuscular mycorrhizal fungi can be used as a biocontrol method to protect sunflower against Orobanche cumana. We first observed that mycorrhization of sunflower plants reduced significantly their infection by Orobanche cumana. We then showed that mycorrhizal sunflower root exudates induced lower Orobanche cumana seed germination than non-mycorrhizal root exudates. Moreover, we demonstrated for the first time that AM fungi alone could produce inhibitors of Orobanche seed germination. Finally, we set up a novel in vitro system in which the early stages of sunflower root infestation by Orobanche cumana can be monitored. This system could be used to investigate possible effects of mycorrhizal fungi on these different stages

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Peyret, Guzzon Marine. "Etudes moléculaires de la diversité des communautés et populations de champignons mycorhiziens à arbuscules (Glomeromycota)." Thesis, Dijon, 2014. http://www.theses.fr/2014DIJOS065/document.

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Abstract:

La symbiose mycorhizienne à arbuscules, dont l’apparition est conjointe à celle des plantes terrestres il y a 460 millions d’années, est une association mutualiste à bénéfices réciproques qui s’instaure entre la plupart des plantes terrestres, y compris celles cultivées, et des microorganismes ubiquitaires du sol que sont les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA, phylum des Glomeromycota). Lors cette symbiose, le fort potentiel d’amélioration de la nutrition minérale des plantes, et donc de la production végétale, est un atout dans le contexte mondial actuel d’augmentation de la demande de la production agricole. Afin d’optimiser les services écosystémiques des CMA dans les écosystèmes et en particulier les agroécosystèmes, la maîtrise de cette symbiose en ingénierie écologique nécessite la compréhension des mécanismes complexes qui régissent la dynamique de cette symbiose dans ces écosystèmes. Pour cela, nous avons étudié la diversité des communautés et des populations de CMA dans les agroécosystèmes à différentes échelles spatiales et sous l’influence de différentes pratiques culturales par des techniques d’empreintes moléculaires: séquençage haut-débit et polymorphisme de longueur de fragments de restriction. Les résultats obtenus montrent que la structuration de la diversité des CMA est influencée par le type d’usage de sol (prairie vs. culture), les pratiques culturales (retournement du sol, fertilisation et système de culture) ainsi que par les facteurs abiotiques (e.g. pH du sol). En conclusion, ces différents facteurs sont à prendre en compte dans l’optimisation des services écosystémiques des CMA
The arbuscular mycorrhizal symbiosis, which appeared at the same time as land plants, 460 million years ago, is a mutualistic beneficial association between most land plants, including those cultivated, and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). AMF, from the Glomeromycota phylum, are widespread soil microorganisms needing a photosynthetic host to complete their life cycle (obligate symbionts). The great potential of plant mineral nutrition improvement and crop production increased during this symbiosis, make AMF an asset in the context of an increase in the demand of world food crop production. The control of that symbiosis by ecology engineering in order to improve ecosystem services, especially in agroecosystems, needs to better understand the mechanisms regulating its dynamic. Therefore, we studied community and population diversity of AMF under influences of different agricultural practices at several spatial scales using genetic fingerprinting methods: high-throughput sequencing and restriction fragment length polymorphism. Results show that AMF diversity is structured by land use type (grassland vs. arable fields), cultural practices (soil disturbance, fertilizations, culturing systems) as well as environmental factors (e.g. soil pH). In conclusion, those different factors have to taken in account in AMF ecosystemic service managing

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Hu, Ruoyu. "Mobilité et transfert des terres rares du sol aux plantes par les champignons mycorhiziens arbusculaires." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0057.

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Abstract:

Les terres rares (REE) sont un groupe de métaux stratégiques qui ont été largement utilisés dans les technologies modernes au cours des dernières décennies. Cependant, en raison des émissions de REE liées à ces industries et à la surexploitation, de grandes quantités de terres rares d’origine anthropiques peuvent s'accumuler dans l'environnement et être phytotoxiques. Les mycorhizes à arbuscules (MA) sont bénéfiques pour les plantes dans les sols contaminés par les métaux en améliorant leur survie et leur croissance et en atténuant la toxicité des métaux, mais peu d'informations sont disponibles sur les sols contaminés par des REE. L'objectif de cette thèse est de comprendre le transfert des REE du sol aux plantes et en particulier le rôle des champignons MA sur la croissance des plantes et le transfert des REE aux plantes dans les sols contaminés par des REE. Des expériences en chambre de culture ont été réalisées en utilisant la luzerne (Medicago sativa) comme plante modèle, le samarium (Sm) comme REE modèle et un champignon mycorhizien Funneliformis mosseae tolérant aux métaux. Nous avons d'abord étudié la biodisponibilité et le transfert du Sm à Medicago sativa cultivée sur deux sols artificiellement contaminés différant par leurs caractéristiques chimiques. Les résultats ont montré que le Sm extractible au DTPA était bien corrélé à l'absorption de Sm dans les pousses de luzerne. Bien que le facteur de transfert sol-plante soit faible, la biomasse de luzerne a été réduite lorsque les sols ont été enrichis de 100 à 200 mg kg-1 de Sm. Nous avons ensuite émis l'hypothèse que les champignons mycorhiziens à arbuscules pourraient protéger la plante contre la toxicité des REE. En conséquence, une expérience en pot a été menée pour étudier le rôle des champignons MA sur la croissance de la luzerne et une expérience en compartiments a été réalisée pour étudier le transfert de Sm à la luzerne via les hyphes fongiques MA. La biomasse de la luzerne cultivée sur un sol enrichi en Sm était significativement plus élevée après l'inoculation par F.mosseae. La teneur en P était également plus élevée dans les plantes mycorhizées que dans les plantes non mycorhizées, mais il n'y avait pas de transfert significatif de Sm vers la plante par F.mosseae. Puisqu'il y a souvent plusieurs REE dans les sols contaminés, y compris des REE légers (LREE) et lourds (HREE), une expérience à compartiments a été réalisée en utilisant 4 REE, la luzerne et le ray-gras, qui a confirmé qu'il n'y avait pas de transfert des 4 REE aux plants de luzerne par F.mosseae. Enfin, un sol minier contaminé par des REE prélevé en Chine a été utilisé pour analyser la toxicité des REE vis à vis des spores de champignons MA et pour des plants de poireaux inoculés ou non avec F.mosseae, en utilisant des tests de germination des spores et une expérience de croissance des plantes. La forte concentration de REE a considérablement inhibé la croissance des plantes et le taux de germination des spores, mais le champignon MA tolérait des concentrations relativement élevées de REE, et il n’y avait pas de différence de tolérance aux REE de deux isolats de F.mosseae. D'autres champignons et plantes devraient être testés et des expériences sur le terrain devraient être effectuées, mais nos résultats suggèrent que des plantes mycorhizées par des champignons à arbuscules pourraient être prises en compte dans la phytorestauration de sols contaminés par les REE
Rare earth elements (REE) are a group of strategic metals that have been widely used in modern technologies in the recent decades. However, due to the corresponding REE emission from industries and the over-exploitation, large amounts of anthropogenic rare earth can accumulate in the environment, and be phytotoxic. Arbuscular mycorrhizae (AM) benefit to plants in metal-contaminated soils by improving their survival and growth and alleviating metal toxicity, but little information is available about soil contaminated by rare earth elements. The objective of this PhD project is to understand the transfer of REEs from soil to plants and especially the role of AM fungi on plant growth and REE transfer to plants in REE contaminated soils. Experiments were launched using a model legume plant alfalfa (Medicago sativa), a model REE samarium (Sm), and a metal-tolerant Funneliformis mosseae fungus in a growth chamber. We first studied the bioavailability and transfer of an REE to Medicago sativa grown on two contaminated soils differing in their chemical characteristics. The results showed that DTPA extractable Sm was well correlated with Sm uptake in alfalfa shoots. Although the soil to plant transfer factor was low, alfalfa biomass was reduced when the soils were spiked with 100 to 200 mg kg-1 of Sm. Then the hypothesis was drawn that arbuscular mycorrhizal fungi might protect the plant against REE toxicity. Therefore, a pot experiment was launched to study the role of AM fungi on alfalfa growth and a compartment experiment was performed to study the transfer of Sm to alfalfa via AM fungal hyphae. The biomass of alfalfa grown on Sm-spiked soil was significantly higher following arbuscular mycorrhiza inoculation. P content was also higher in mycorrhizal than nonmycorrhizal plants, but there was no significant Sm transfer to the plant by F.mosseae. Since there are often multiple REEs in contaminated soils, including light (LREE) and heavy (HREE) REEs, a compartment experiment was launched using 4 REEs, alfalfa and ryegrass, which confirmed that there was no transfer of the 4 REEs to alfalfa plants by F.mosseae. Finally, an REE mining soil collected from China was used to analyze the toxicity of REEs to AM fungal spores and to leek plants inoculated or not with the AM fungus, using spore germination assays and a plant growth experiment. The high concentration of REEs significantly inhibited plant growth and spore germination rate, and the fungus tolerated relatively high REE concentrations, but there was no significant difference in REE tolerance between two isolates of F.mosseae. Other fungi and plants should be tested, and field experiments performed, but our results suggest that arbuscular mycorrhizal plants might be considered in phytorestoration of REE-contaminated soils

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Redon, Paul-Olivier Leyval Corinne. "Rôle de champignons mycorhiziens à arbuscules dans le transfert du cadmium (Cd) du sol à la luzerne (Medicago truncatula)." S. l. : Nancy 1, 2009. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCD_T_2009_0015_REDON.pdf.

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Redon, Paul-Olivier. "Rôle de champignons mycorhiziens à arbuscules dans le transfert du cadmium (Cd) du sol à la luzerne (Medicago truncatula)." Thesis, Nancy 1, 2009. http://www.theses.fr/2009NAN10015/document.

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Abstract:

L’accumulation d’éléments en traces métalliques (ETM), dont le cadmium (Cd), dans les sols et leur transfert aux plantes sont problématiques à cause de leur toxicité. Les champignons mycorhiziens à arbuscules (MA), symbiontes des plantes, peuvent influencer le transfert des ETM de manière directe en les transportant jusqu’aux racines et de manière indirecte en favorisant la croissance de la plante. Des résultats divergents ont néanmoins été reportés et leur rôle global doit donc être éclairci. En prenant comme plante modèle la luzerne Medicago truncatula, l’effet d’un champignon MA (Glomus intraradices) sur le bilan de Cd dans la plante, le sol et les percolats a été étudié. La contribution du champignon au transfert de Cd a été évaluée dans des cultures en pot et des dispositifs à compartiment. Le champignon a principalement influencé la dynamique de Cd dans le système sol-plante de manière indirecte en améliorant fortement la croissance de la plante sur sol contaminé, conduisant à une quantité plus importante de Cd exporté dans les parties aériennes de la plante, bien que leur concentration en Cd soit plus faible que dans les plantes non mycorhizées. Cette forte augmentation de croissance de la luzerne par ce champignon est associée à la stimulation de bactéries formant des nodules. Cette influence mycorhizienne est néanmoins complexe, elle est variable selon les conditions édaphiques et selon l’isolat du champignon étudié. Le champignon MA contribue aussi directement au transfert de Cd en sorbant et en transportant le Cd soluble-échangeable par son mycélium extraracinaire, mais cette contribution directe semble être faible en comparaison de l’effet des racines
Accumulation of trace metals, such as cadmium (Cd), in soils and their transfer to plants are serious environmental problems because of their acute toxicity. Metal mobility in soil depends on various abiotic and biotic factors. Among them, arbuscular mycorrhizal (AM) fungi are known to influence metal transfer by transporting metals to roots and also by improving plant growth. However, diverging results were reported and the global role of AM fungi thus needed more investigation. The influence of an AM fungus (Glomus intraradices) on Cd uptake and transfer to leachates was studied with Medicago truncatula as a host plant. Experiments were performed in pot cultures and in compartmented devices. The dynamic of Cd in the soil-plant system was indirectly influenced by the fungus via a strong increase of plant biomass, in interaction with nodulating rhizobacteria, leading to a higher total quantity of Cd transferred to shoots although Cd plant concentration was lower than in non mycorrhizal plants. This fungal influence was complex, and was variable according to soil conditions and to the fungal isolate studied. The AM fungus also contributed directly to Cd transfer thanks to its sorption capacity and its ability to transport soluble-exchangeable Cd via the extraradical mycelium, but this direct contribution seemed to be low as compared to the influence of roots

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Cusant, Loïc. "La boîte à outils génétique des champignons mycorhiziens pour les échanges de carbone avec leurs plantes hôtes." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://thesesups.ups-tlse.fr/5281/.

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Abstract:

La symbiose mycorhizienne à arbuscules (MA) est une interaction mutualiste entre la plupart des plantes terrestres et des champignons appartenant à l'embranchement des Gloméromycètes. Dans cette interaction, le champignon agit en extension du système racinaire et permet à la plante d'accéder à des minéraux inaccessibles par le seul système racinaire. Les minéraux récupérés dans le sol, particulièrement le phosphore, sont ensuite échangés dans les racines des plantes hôtes contre des molécules carbonées nécessaires à la croissance de ces champignons. Les champignons MA sont en effet dépendants d'hexoses et de l'acide palmitique fournis par la plante hôte. Cette double dépendance inhabituelle soulève plusieurs questions biologiques. Autant les transporteurs fongiques de sucres ont été caractérisés, autant l'acquisition des acides gras (AG) demeure mal décrite. La régulation de cette double dépendance est inconnue : les transports de sucres et d'AG sont-ils co-régulés ? Il a été décrit que de fortes concentrations en phosphate dans la rhizosphère bloque le transport symbiotique de sucres. Cette répression agit-elle dans le transport des AG ? Comment un champignon MA associé à plusieurs plantes régule-t-il l'acquisition des différents nutriments de ces multiples hôtes ? Les échanges sont-ils équivalents ? Peut-il obtenir plus de sucres de la part d'une plante et plus d'AG de la part de l'autre ? Pour y répondre, des designs expérimentaux originaux ont été mis au point, parallèlement à des outils de transcriptomique et des stratégies de validation fonctionnelle. Le premier chapitre présente un nouvel outil d'analyse de l'expression de gènes pour le champignon modèle Rhizophagus irregularis DAOM 197198 : RhiirExpress. Cet atlas de gènes, est un site web regroupant des multiples données de séquençage des ARN. Les données publiques ainsi que des données du laboratoire ont été traitées par un même pipeline informatique. Une première application de RhiirExpress a porté sur l'analyse du transportome de Rhizophagus irregularis dans 54 conditions biologiques différentes. Cette première analyse a permis de caractériser les différents patrons d'expression des gènes du transportome selon les phases de croissance asymbiotiques, présymbiotiques et symbiotiques. Cette analyse a démontré des mécanismes d'absorption et d'utilisation des nutriments très contrastés selon les stades physiologiques du champignon. Le second chapitre s'intéresse au fonctionnement du champignon lorsque celui-ci est simultanément connecté à un plant de sorgho et un plant de peuplier, ainsi qu'aux perturbations engendrées selon la disponibilité en phosphate. Ce design expérimental a permis de démontrer que le champignon ne se comporte pas équitablement selon les plantes. Dans notre cas le peuplier est une plante ligneuse pérenne avec un métabolisme C3 alors que le sorgho est une herbacée annuelle avec un métabolisme C4. Nos résultats montrent que R. irregularis est capable d'allouer différemment ses ressources aux différentes plantes hôtes, et suggèrent que les transports de sucres et d'AG pourraient être modulés de façon disjointes. Dans le dernier chapitre, les gènes de R. irregularis impliqués dans le métabolisme des AG sont analysés. Les principaux acteurs du métabolisme des AG sont analysés durant toutes les étapes du cycle de vie des champignons MA avec une attention particulière apportée aux lipases sécrétées qui pourraient jouer un rôle dans l'acquisition des AG de l'hôte.[...]
Arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis is a widespread mutualistic interaction between most land plants and fungi in the phylum of Glomeromycota. During this interaction, the fungus acts as an extension of the root system to recruit soil minerals and water, otherwise out of reach for plants. These minerals foraged by the fungus, particularly phosphorus, are bartered in host roots for carbon molecules necessary for development as AM fungi are unable to grow saprotrophically. It was recently demonstrated that AM fungi are dependent on hexoses and fatty acid (FA) delivered by the host plant. Such double dependency is intriguing and opens several biological questions. Firstly, although sugar transporters involved in AM symbiosis where identified, transport of lipids remains elusive. Secondly, regulation of this double C transport is unknown: are sugar/FA transports intertwined or independent? It was described that a high concentration of phosphate in the rhizosphere blocks symbiotic sugar transport. Is such regulation involved for FA exchanges? Thirdly, an AM fungus can be associated at the same time to different plants, even different plant species. How does the fungus regulate its nutrient exchanges? Are they stoichiometrically regulated whatever host plants, or does the fungus obtain more palmitic acid from one plant whereas more sugar from another? To deal with these questions, original experimental designs were developed, as transcriptomic specific tools and strategies of functional validation. The first chapter presents a new tool to investigate gene regulation from the model fungus Rhizophagus irregularis DAOM 197198: RhiirExpress. This gene atlas, based on the Rhiir2.1 version gene repertoire, consists of a website gathering public and in house mRNAseq data analyzed with the same bioinformatic pipeline. The first application of Rhiirexpress was dedicated to analyzing the regulation of genes involved in the transportome of Rhizophagus irregularis in 54 biological conditions. This analysis allowed characterizing transporter gene patterns differently expressed in asymbiotic, presymbiotic and symbiotic stages, pointing out very contrasted absorptive strategies according to developmental stages. In the second chapter we address the issue of the functioning of the fungus when connecting poplar and sorghum, and the disturbance of phosphate availability in the CMN on its functioning. Using transcriptomic and metabolic measures, this original experimental set-up showed that the fungus is acting very differently between plants having different demands. Poplar is a perennial woody plant with a C3 metabolism while sorghum is an annual grass with a C4 metabolism. The results showed that R. irregularis is able to differently allocate its resources according to host plants, and suggested that sugar and FA transports could be differentially modulated. In the last chapter, the genes involved in FA metabolism of Rhizophagus irregularis were analyzed. Key players of the FA metabolism were characterized along AM fungal life cycle, with a specific focus on putative secreted lipases that could be involved in plant FA acquisition. Light intensity and excess of phosphate were used as modulators of symbiotic activity and FA transport. Functional approaches were carried out to investigate the role of candidate genes. Finally, we propose that FA acquisition occurred by active transport in mature arbuscules, and a passive mechanism when arbuscules collapse. We propose that the limitation of FA acquisition to arbuscule collapsing is an adaptive mechanism to a long biotrophic interaction. This work aims at drawing up an overall picture of the FA metabolism in relation to the transportome of these ecologically important fungi

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Briones-Gallardo, Roberto. "Caractérisation des propriétés de surface des champignons mycorhiziens à arbuscules (MA) en relation avec l'adsorption du cadmium et du cuivre." Nancy 1, 2002. http://www.theses.fr/2002NAN10023.

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Abstract:

Les champignons mycorhiziens à arbuscules (MA) améliorent la survie et la croissance des plantes dans de sols pollués par des métaux. Pour préciser le rôle des cette symbioses dans le devenir des métaux dans la rhizosphère, les propriétés physico-chimique et le caractère acido-basique pariétal du mycélium des différents champignons ont été étudiés par une description fonctionnelle chimique et l'évolution de charge de surface. La complexation et la fixation de cadmium et de cuivre ont été étudiées en analysant les modifications chimiques par spectroscopie infrarouge. La cinétique et les isothermes de fixation ont été suivies en continu par une électrode à ion sélective (Cd2+) afin de déterminer les mécanismes de fixation impliqués. Les résultats obtenus montrent que la composition pariétale et la distribution de l'acidité organique sur la paroi fongique (liée à la teneur chitineuse ou à l'abondance de sites carboxyliques) jouent un rôle prépondérant dans la réactivité chimique des parois fongiques vis-à-vis de la séquestration des métaux. Elles déterminent les mécanismes impliqués: complexes de sphère interne (complexation) ou de sphère externe (précipitation)
Arbuscular mycorrhizal fungi (AM) improved plant survival and growth in heavy metal polluted soils. To understand the contribution symbiosis in the fate of metals in soil-plant systems, the physico-chemical and parietal acido-basic properties of the mycelium of different AM fungi were characterized from their chemical functional description and evolution of surface charge. Metallic ion sorption experiment with cadmium and copper, were performed and the complexation verified by infrared spectroscopy. Sorption kinetics and isotherms were studied in a continuous reactor by an ion selective electrode (Cd2+), in order to establish the sorption mechanisms involved. Results showed that the parietal composition and the distribution of the organic acidity on the fungal wall (related to chitin content and abundance of carboxylic sites) play an key role in the fungal wall reactivity and sequestration of metal. They also determine the mechanisms involved such as the formation of internal sphere complex (complexation) or external sphere complex (precipitation) according to the surface charge developed on the fungal wall

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Kosuta, Sonja. "Des facteurs diffusibles, produits par les champignons mycorhiziens à arbuscules, induisent des réponses symbiotiques au niveau des racines de Medicago truncatula." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30029.

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Simard, Frédéric. "Stimulation de la synthèse des composés nutraceutiques et aromatiques dans les fines herbes et les légumes par les champignons mycorhiziens à arbuscules." Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30775/30775.pdf.

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Abstract:

Le principal objectif de ce projet de recherche était de déterminer si les champignons mycorhiziens à arbuscules pouvaient stimuler la synthèse des composés du métabolisme secondaire d’intérêt nutraceutique dans les végétaux. Deux plantes ont été utilisées au cours de ce projet de recherche, le basilic (Ocimum basilicum L.) et la carotte (Daucus carota L.). La mycorhize a favorisé la croissance des plants de basilic ayant reçu un ajout de superphosphate triple au cours de la deuxième expérience menée sur cette espèce. Elle a aussi favorisé à plusieurs reprises l’assimilation minérale de certains minéraux comme le potassium et le phosphore. Des teneurs plus élevées en caroténoïdes ont été observées dans les feuilles des plants de basilic ayant reçu une double dose d’inoculant. De plus, la capacité antioxydante liposoluble des extraits de plants de basilic inoculés avec la simple dose a été abaissée. Chez la carotte, la mycorhize a favorisé la croissance et l’assimilation minérale des plants dans les conditions sans ajout de superphosphate triple. La teneur en α-carotène a diminué chez les carottes mycorhizés au cours de la première expérience. L’association mycorhizienne a induit des effets à la fois indirects et directs sur la synthèse des composés nutraceutiques.

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Sangay-Tucto, Sheena. "Étude de l’impact des symbioses mycorhizienne et rhizobienne dans la domestication du Tara, Caesalpinia spinosa L." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTG080/document.

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Abstract:

La Tara (Caesalpinia spinosa) est une espèce forestière d’une grande importance en raison d’une forte demande sur le marché international pour les tanins présents dans ses gousses, et pour les gommes provenant de ses graines. Malgré son importance économique pour le Pérou, la majeure partie de la production provient de forêts naturelles non aménagées. Ces forêts présentent des problèmes de sol (érosion, faible fertilité, présence d’agents pathogènes, manque d'irrigation), qui conduisent à des rendements faibles. C’est pourquoi dans le présent travail, nous étudions les composantes microbiologiques du sol associé à cette culture, telles que les mycorhizes et les bactéries dont l’utilisation, selon de nombreuses études, s’est révélée être une alternative à l'utilisation d'engrais chimiques. Pour cela, nous avons procédé à l'analyse moléculaire de la diversité des champignons mycorhiziens arbusculaires par la technique de Miseq Illumina, ce qui nous a permis de mettre en évidence une prépondérance de Gloméracées parmi lesquelles les Rhizophagus spp. étaient retrouvés dans 70% des séquences. En outre, la dépendance de la Tara vis-à-vis de la mycorhization a été démontrée car, après avoir testé la mycorhization contrôlée de la Tara par Rhizophagus irregularis, il a été constaté que la croissance de Caesalpinia spinosa était considérablement améliorée, ainsi que l'absorption d'éléments nutritifs tels que l'azote (N) et le phosphore (P). Pour vérifier la capacité à noduler de la Tara, différents milieux de culture ont été utilisés ainsi que différentes conditions de croissance, en serre et in vitro. Ces expérimentations ont toutes montré que les racines de Tara ne présentaient pas de nodules, confirmant que cette légumineuse de la sous-famille des Caesalpinioideae est non nodulante. Par conséquent et afin d’étudier la diversité des rhizobia présents dans le sol de la plantation de Tara, nous avons utilisé en serre une plante-piège, le pois (Pisum sativum) car c’est une légumineuse nodulante et de plus est traditionnellement associée à la culture de Tara. Les rhizobia identifiés moléculairement se sont révélés très spécifiques et différents des rhizobia présents dans les sols extérieurs à la plantation de Tara. Plus particulièrement, ces rhizobia se sont révélés être phylogénétiquement proches de R. etli, R. phaseoli, R. pisi et R. leguminosarum. Enfin, un test d'inoculation contrôlée (in vitro) a été réalisé sur des plantules de pois, avec ces bactéries préalablement piégées et isolées du pois. Il a été observé que les rhizobia piégés à partir des sols collectés entre deux lignes de Tara et sur la ligne de plantation de Tara, ont stimulé la croissance du pois par rapport aux rhizobia présents dans les sols collectés à l'extérieur de la plantation
The Tara (Caesalpinia spinosa) is a forest species of great importance due to its high demand in the international market for the tannins present in its pods and its seeds’ gum. Despite its great importance for Peru, most of the production comes from unmanaged natural forests. These forests present soil problems (e.g., erosion, low fertility, pathogens, lack of irrigation), which cause low yields. Therefore, in the present work we seek to study the soil components associated with Tara plantation , such as mycorrhizae and bacteria that have proved to be an alternative for reducing the use of chemical fertilizers in similar context (Aboubacar et al., Flores Chavez 20015, E and Saif 1987, Dia et al. 2010; Bilgo et al., 2013) . We used molecular analysis of the arbuscular diversity by the Miseq Illumina technique that allowed to verify the arbuscular diversity with a preponderance of Glomeraceae among which the Rhizophagus spp were found to be present in 70% of the sequences. In addition, the dependence of the Tara on obligatory mycorrhization was demonstrated, after testing the controlled mycorrhization of the Tara by the Rhizophagus irregularis. We found that the growth of this crop was significantly improved, as well as the absorption of nutrients such as nitrogen (N) and phosphorus (P).To check the nodulation of the Tara, different culture media were used (JenSen, sand mixture with Tara plantation soil, attapulgite mixture with Tara plantation soils) in greenhouse and in vitro condition. We did not manage to find rhizobial nodules in the roots which let us think that Tara is a non-nodular legume. Therefore, we used Pisum sativum as a trap plant to study the diversity of rhizobia present in the soil of the Tara plantation since this legume is often associated with Tara crop. The rhizobia found in the trap plant were very specific and different from the rhizobia present in soils outside the Tara plantation. Likewise, these rhizobia found to be phylogenetically close to R. etli, R. phaseoli, R. pisi and R. leguminosarum. Finally, we inoculated the trapped bacterias (in vitro) in Pisum sativum with the bacterias previously trapped and isolated from the pea (which grew in the green house); where it was observed that the rhizospheric bacteria of the zones IL (soil collected between two lines) and L (soil collected from the same line) from the plantation of Tara stimulated the growth of this crop with respect to the bacteria present in soils collected outside of the plantation (OP zone)

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Crossay, Thomas. "Caractérisation taxonomique des champignons mycorhiziens à arbuscules natifs des sols ultramafiques de Nouvelle-Calédonie ; analyse de leur synergie permettant l’adaptation des plantes à ces milieux extrêmes." Thesis, Nouvelle Calédonie, 2018. http://www.theses.fr/2018NCAL0003.

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Abstract:

Une des solutions les plus prometteuses pour la restauration écologique des milieux dégradés, mais aussi pour l’agriculture, est l’utilisation des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA). En effet, ces champignons permettent de conférer aux plantes une meilleure nutrition minérale et une tolérance aux stress biotiques et abiotiques du milieu. L’étude réalisée ici part de l’hypothèse que les effets simultanés de plusieurs CMA taxonomiquement bien différents pourraient permettre de réduire la majorité des contraintes et permettre ainsi à la plante de s’adapter et se développer de façon optimale dans les sols extrêmes (ultramafiques) dégradés par l’activité minière. Les objectifs de cette thèse sont de caractériser les CMA isolés de ces milieux ultramafiques d’un point de vue taxonomique et fonctionnel (croissance et d’adaptation de la plante hôte). Ce travail a permis la découverte de cinq espèces nouvelles de CMA (Błaszkowski et al. 2017 ; Crossay et al. 2018). La complexité des méthodes d’identification de ces symbiotes, a suscité une réflexion scientifique qui a permis d’aboutir à la mise au point d’une méthode d’identification par MALDI-TOF MS précise et routinière pour l’identification des CMA (Crossay et al. 2017). Les différents isolats identifiés et cultivés en laboratoire ont ensuite été testés en conditions expérimentales afin d’évaluer leurs fonctions individuelles et collectives au sein des plantes hôtes (Crossay et al. 2019). En conclusion, la co-inoculation de ces différentes nouvelles espèces de CMA natives des sols ultramafiques de Nouvelle-Calédonie permet une grande amélioration de la croissance des plantes et de leur adaptation à ces milieux extrêmes
Plant arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) symbiosis can be critically important in the development of sustainable agriculture, remediation of polluted lands and ecological restoration of degraded sites, such as mines. Indeed, AMF symbioses improve plant growth and tolerance to biotic and abiotic stresses from the environment. This study based on the hypothesis, that in environments facing different stress factors, inoculation with several species from different AMF taxa may be essential to promote growth and to withstand stresses of plant in ultramafic soils of mine-degraded areas. The aims of the present study were to characterize taxonomically (isolate, describe, and identify) and functionally (plant growth and adaptation) AMF from ultramafic soil. Five new species of AMF from ultramafic soil were described (Blaszkowski et al. 2017; Crossay et al. 2018). Taxonomic identification of AMF need considerable expertise and is not well-adapted for “routine” identification. Therefore, we developed a fast, accurate and efficient method for AMF identification using MALDI-TOF MS proteomic-based biotyping approach (Crossay et al. 2017). Finally, we analyzed the effects of six species of AMF from a New Caledonian ultramafic soil on plant growth and nutrition, using mono-inoculations and mixtures comprising different numbers of AMF species, in a greenhouse experiment. Our results suggest that, co-inoculation of native AMF was very efficient in improving growth and tolerance to heavy metals of plants in ultramafic soil (Crossay et al. 2019)

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Bourles, Alexandre. "Les rhizobactéries des sols ultramafiques de Nouvelle-Calédonie : Caractérisation, rôle dans l'adaptation des plantes à la contrainte édaphique et interaction avec les champignons mycorhiziens à arbuscules." Thesis, Nouvelle Calédonie, 2019. http://www.theses.fr/2019NCAL0002.

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Abstract:

Un tiers de la surface de la Nouvelle-Calédonie est recouvert par des massifs ultramafiques caractérisés par des conditions édaphiques extrêmes contribuant au développement d’une flore unique. L'interaction avec les microorganismes du sol et notamment les rhizobactéries constitue une adaptation essentielle chez ces plantes. C'est dans ce contexte que s'insère cette thèse dont l'objectif est de comprendre le rôle de ces rhizobactéries dans l'adaptation des plantes à la contrainte édaphique. Cette thèse s'intéresse plus particulièrement aux bactéries appartenant au genre Burkholderia et Curtobacterium isolées des sols ultramafiques de Nouvelle-Calédonie. Ce travail a été scindé en trois objectifs : (1) Caractériser les isolats bactériens, (2) Evaluer la réponse adpatative des bactéries à la contrainte édaphique et (3) Evaluer l'action promotrice de la croissance des plantes. Ce travail a permis de mettre en évidence l'existence des taxons bactériens originaux inféodés aux sols ultramafiques avec des mécanismes particuliers impliqués dans la tolérance aux métaux et jouant un rôle majeur dans l'adaptation des plantes à la contrainte édaphique. Des essais de co-inoculation avec des champignons mycorhiziens à arbuscules ont montré des effets bénéfiques sur la mise en place de la symbiose mycorhizienne entraînant une amélioration de la croissance des plantes. D'un point de vue appliqué, les résultats de ce travail de thèse ont permis de montrer que l'interaction de ces rhizobactéries avec les champignons mycorhiziens à arbuscules constitue une voie prometteuse pour la restauration des sites miniers dégradés de Nouvelle-Calédonie
In New caledoia, a tropical archipelago in the South Pacific Ocean, one third of the main island is covered by ultramafic solis that contribute to the development of a unique flora. Interaction with soils microorganisms, particularly rhizobacteria, is an essential adaptation in plants found on ultramafic soils. The objective of this thesis is to understand the role of these rhizobacteria isolated from New Caledonia ultramafic soils in the adpatation of plants to soils constraints. This thesis focuses on bacteria belonging to the genera Burkholdelria and Curtobacterium isolated from New Caledonian ultramafic soils. This work is divided into three objectives, (1) The characterization of the bacterial isolates, (2) The Evaluation of the adaptive response of bacteria to metal stress and (3) The evaluation of the plant growth promoting effect. This work highlights the existence of original taxa subordinated to ultramafic soils with particular mechanisms of resistance to metals involving in the adapatation of plants to soils stress. Mechanisms of resistance to metals depending on the bacterial species considered have been identified and are responsible of alleviation of metal in plants. Co-inoculation trials with arbuscular mycorrhizal fungi have shown beneficial effects on the development of mycorrhizal improving the plant growth. In addiction, the results obtained make interesting conclusions on the adpatation of plant species in ultramafic soils for improving ecological restoration program. Moreover, the interaction of the rhizobacteria with arbuscular mycorrhizal fungi seems to be a promising way to restore degraded mining sites in New Caledonia

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Bragalini, Claudia. "Impact des changements globaux sur la diversité des champignons du sol : approche en génomique environnementale." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10040/document.

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Abstract:

La thèse porte sur l'impact de changements globaux sur la diversité taxonomique et fonctionnelle des champignons du sol. L'impact de l'intensification agricole sur les champignons mycorhiziens à arbuscules a été évalué par comparaison des communautés fongiques présentes sur des sites Européens soumis à différents niveaux d'intensification dans l'usage des terres. La diversité taxonomique a été appréciée par « métabarcoding » sur l'ADN de sol. L'effet de l'intensification apparait lié au contexte local. L'adaptation aux conditions environnementales locales ainsi que des processus stochastiques semblent jouer un rôle important dans le modelage des communautés fongiques. L'effet des changements climatiques en zone Méditerranéenne a été évalué sur les sols d'un site expérimental où une réduction de la pluviométrie a été établie. Nous avons réalisé une approche de séquençage haut débit de 4 familles géniques, 3 d'entre elles codant des enzymes actives sur la biomasse végétale. La date d'échantillonnage, et non la réduction de pluviométrie, a un fort impact sur la diversité béta. Nous formulons l'hypothèse que les communautés fongiques présentes sur des sites soumis à de fortes et récurrentes variations climatiques ont développé des stratégies adaptatives leur conférant une résistance à des variations d'une plus forte intensité. Enfin, une technique indépendante de la PCR (« solution hybrid selection capture ») a été adaptée pour étudier la diversité fonctionnelle des communautés eucaryotes à partir d'ARN de sol. Cette approche, testée sur une famille génique codant des endoxylamases a permis l'isolement d'ADNc complets produisant des enzymes fonctionnelles dans la levure
In this thesis we assessed the impact of two drivers of global change on the taxonomic and functional diversity of soil fungi. The impact of changes in land use on symbiotic Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) was evaluated comparing AMF communities from European sites with different levels of land use intensification. AMF taxonomic diversity was assessed by metabarcoding using soil-extracted DNA. The effect of land use intensification was found to be context-dependent. Adaptation to local environmental conditions and stochastic processes may play important roles in shaping these communities. The effect of climate change in the Mediterranean area was assessed in soils collected from an experimental forest where a rainfall reduction experiment had been established. A parallel high-throughput metabarcoding on soil-extracted RNA was performed on four transcribed fungal genes, 3 of them encodind enzymes involved in plant biomass degradation. Analyses indicated that sampling time had a strong impact on beta-diversity indices, while rainfall reduction had not. We hypothesized that microbial communities present in environments which naturally experience strong and recurrent climatic variations have developed adaptive strategies to cope with these variations and may be to some extent resistant to further climate changes. Finally, an original PCR-independent technique (“solution hybrid selection capture”) was adapted to study the functional diversity of eukaryotic microbial communities using soil RNA. The approach, tested on an endoxylanase gene family, allowed the efficient recovery of full-length cDNA which could be expressed as functional proteins in yeast

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Pierart, Antoine. "Rôle des champignons mycorhiziens à arbuscules et des bioamendements dans le transfert et la bioaccessibilité de Cd, Pb et Sb vers les végétaux cultivés en milieu urbain." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30148/document.

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Abstract:

Pollution et agriculture urbaine (AU) sont deux mondes interconnectés soumettant les villes au défi de la durabilité, dans un contexte où la pollution aux metalloïdes augmente au moins autant que l'intérêt pour l'agriculture urbaine. Les biofertilisants / bioamendements utilisés en AU (champignons mycorhiziens à arbuscules, compost, biochar) peuvent influencer la mobilité des polluants du sol. Cette étude vise à mieux comprendre le devenir de contaminants inorganiques géogéniques et anthropiques, majeurs (Cd, Pb) ou émergents (Sb), dans des systèmes sol-plante-biofertilisant et leur bioaccessibilité pour l'homme. Si la mobilité des polluants est modifiée par les biofertilisants, le type de source influence aussi leur bioaccessibilité. La communauté fongique semble cruciale dans ces phénomènes mais est impactée par l'ajout de compost. Ainsi, l'utilisation de ces biofertilisants sur sol pollué est à raisonner du fait des interactions multiples affectant la phytodisponibilité des polluants
Urban agriculture (UA) and pollution are two worlds more inter-connected every day, creating one of the main challenges of sustainable cities as persistent metal(loid) contamination increases as much as the interest for urban agriculture. Biofertilizers and bioamendments used in UA (arbuscular mycorrhizal fungi, compost, and biochar) can influence the mobility of contaminants in soil. This study aims to better understand the fate of anthropic or geogenic, major (Cd, Pb) and emerging (Sb), inorganic contaminants in soil-plant-biofertilizer systems and their human bioaccessibility. While contaminant mobility in soil is affected by biofertilizers, their origin influences also their bioaccessibility. The fungal community seems crucial in this phenomenon but is impacted by compost addition. Hence, using these biofertilizers in contaminated soils has to be thought wisely because of the multiple interactions affecting contaminant's phytoavailability

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Le, Marquer Morgane. "Etude de peptides sécrétés par le champignon mycorhizien à arbuscules Rhizophagus irregularis." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30267.

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Abstract:

La symbiose mycorhizienne à arbuscules (MA) est une association bénéfique établie entre les membres d'un ancien sous-phylum de champignons, les Gloméromycètes, et les racines de la majorité des plantes terrestres. Les champignons MA procurent de l'eau et des minéraux (azote et phosphore principalement) à leur plante hôte et obtiennent de cette dernière des molécules carbonées sous forme d'hexoses et de lipides. Des études récentes ont montré que certaines protéines sécrétées par les champignons MA peuvent être des régulateurs importants de l'association (Kloppholz et al., 2011 ; Tsuzuki et al., 2016). Notre objectif était d'identifier de nouvelles protéines fongiques contribuant à la mise en place de la symbiose. Des protéines prédites pour être préférentiellement sécrétées par le champignon MA Rhizophagus irregularis dans les racines ont été identifiées au début de ma thèse (Kamel et al., 2017). Certaines d'entre-elles présentaient une structure ressemblant aux précurseurs de phéromones sexuelles d'Ascomycètes. Ces protéines sont connues pour être maturées dans les voies de sécrétion en petits peptides qui sont ensuite sécrétés. Leur reconnaissance par un récepteur couplé à la protéine G (GPCR) aboutit à la fusion cellulaire de deux types sexuels opposés. Dans le cas de R. irregularis, seule la reproduction clonale a été décrite, mais des données génomiques récentes remettent en question son statut d'organisme asexué (Ropars et al., 2016). Une grande partie de ma thèse a été dédiée à la caractérisation fonctionnelle de ce type de peptides chez R. irregularis. Nous avons montré que deux peptides étaient effectivement produits et sécrétés par R. irregularis. L'utilisation de peptides synthétiques nous a permis de mettre en évidence que l'un d'eux stimulait la colonisation de M. truncatula mais était également perçu par le champignon lui-même, induisant la transcription de son propre gène précurseur et d'un GPCR. Ce peptide stimulateur de la symbiose est composé de seulement trois acides aminés et il peut être produit à partir de trois précurseurs protéiques. Par des approches de génétique inverse (HIGS et VIGS), nous avons confirmé l'importance de ces précurseurs dans l'établissement de la symbiose.[...]
Arbuscular Mycorrhizal (AM) symbiosis is a beneficial association established between members of an ancient subphylum of fungi, the Glomeromycotina, and the roots of the majority of terrestrial plants. AM fungi provide water and minerals (mainly nitrogen and phosphorus) to their host plant in exchange for organic carbon in the form of hexoses and lipids. Recent studies have shown that certain proteins secreted by AM fungi are important symbiosis regulators (Kloppholz et al., 2011, Tsuzuki et al., 2016). Our aim was to identify new fungal proteins involved in the establishment of symbiosis. Proteins predicted to be preferentially secreted by the AM fungus Rhizophagus irregularis in the roots were identified at the beginning of my thesis (Kamel et al., 2017). We noticed that some of them had a structure resembling the sex pheromone precursors of Ascomycota. These proteins are known to be processed in the secretory pathway into small peptides which are then secreted. Their recognition by a G protein-coupled receptor (GPCR) leads to cell fusion of two opposite sex types. In the case of R. irregularis, only clonal reproduction has been described. However, recent genomic data question its status as an asexual organism (Ropars et al., 2016). A large part of my thesis was dedicated to the functional characterization of this type of processed peptides in R. irregularis. We show that two of them are actually produced and secreted by R. irregularis. Treatments with synthetic forms of these peptides revealed that one of them stimulated the colonization of M. truncatula but was also perceived by the fungus itself, inducing the transcription of its own precursor gene and of a GPCR gene. This symbiosis-stimulating peptide is composed of only three amino acids and can be produced from three different protein precursors. Using reverse genetics (HIGS and VIGS), we confirmed the importance of these precursors in the symbiosis establishment. [...]

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Meglouli, Hacène. "La phytoremédiation assistée par les champignons mycorhiziens à arbuscules des sols historiquement contaminés par les dioxines/furanes : Conséquences sur le microbiote du sol et sur la dissipation des polluants." Thesis, Littoral, 2017. http://www.theses.fr/2017DUNK0490.

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Abstract:

Célèbres depuis l'accident de Seveso en 1976, les dioxines/furanes (PCCD/F) restent, malgré une forte baisse de leurs émissions, un sujet de préoccupation permanent en France et dans le monde. Le rémanence de ces composés organochlorés dans le sol et le risque toxique qu'ils représentent pour l'homme et l'environnement font que la gestion et la remédiation des sols contaminés par les PCDD/F sont devenues une priorité des industriels, législateurs et scientifiques. La phytoremédiation compte parmi les méthodes émergentes de dépollution des sols contaminés en raison de son adéquation avec le développement durable. Elle combine les capacités naturelles des plantes et de leur microbiote rhizosphérique à biodégrader les polluants organiques. Cependant, l'efficacité de cette phytotechnologie est encore souvent limitée, en particulier lorsqu'il s'agit de composés chlorés, à cause de leur récalcitrance, de leur phytotoxicité et leur faible biodisponibilité dans le sol. Ainsi, l'objectif de ce travail de thèse a consisté à étudier les performances de la phytoremédition assistée, en particulier par les champignons mycorhiziens arbusculaires, d'un sol agricole historiquement pollué par les PCDD/F prélevé sur une parcelle expérimentale située à proximité d'un ancien incinérateur. L'ensemble des résultats obtenus mettent en évidence, en particulier, le potentiel de deux espèces végétales, la luzerne et la fétuque, dans la rhizodégradation des PCCDD/F. La végétalisation du sol permet de moduler les communautés microbiennes du sol (bactéries, Archées et champignons) et notamment celles qui semblent impliquées dans la dissipation des PCCDD/F. En revanche, bien que la mycorhization agisse sur les communautés microbiennes du sol, celle-ci n'a pas eu d'impact, dans nos conditions expérimentales, sur la dissipation des PCCDD/F quelles que soit l'origine de l'inoculum utilisé et les espèces mycorhiziennes qui le compose. La dégradation de ces composés organochlorés est plus marquée dans un sol préalablement stérilisé, puis recolonisé par certaines communautés microbiennes spécifiques, impliquées dans la dissipation des PCCDD/F. L'utilisation combinée d'un mélange de rhamnolipides avec l'introduction dans le sol d'une bactérie Sphingomonas wittichii RWI, décrite pour ses capacités de dégradation des PCCDD/F, permet d'accroitre l'efficience de la rhizodégradation des PCDD/F qui se traduit par une baisse significative de la cytotoxicité du sol après phytoremédiation
Famous since the Seveso accident in 1976, dioxins/furans (PCCD/F) remain, despite a sharp decline in emissions, a subject of permanent concern in France and in the world. The remanence of these organochlored compounds in soil and the toxic risk they represent for humans and the environment mean that the management and remediation of PCDD/F contaminated soil has become a priority for industrialists, legislators and scientists. Phytoremediation is one of the emerging depollution methods of contaminated soils due to Its suitability for sustainable development. It combines the natural capacities of plants and their rhizospheric microbiota to biodegrade organic pollutants. However, the effectiveness of this phytotechnology is still often limited, especially in the case of chlorinated compounds, due to their recalcitrance, phytotoxicity and low bioavailability in the soil. Thus, the thesis aims to study the performance of assisted phytoremission, in particular by mycorrhizal fungi, of an agricultural PCDD / F based-polluted soil from an experimental plot near an old incinerator. The results obtained show the potential of two plant species, alfalfa and tall fescue, in the rhizodegradation of PCCDD/F. Soil vegetation shows to modulate soil microbial communities (bacteria, archaea and fungi) includind those that appear to involved in the dissipation of the PCCDD/F. On the other hand, although mycorrhization affects soil microbial communities, it has not had any impact on the dissipation of PCCDD/F in our experimental conditions, whatever the inoculums origin and the mycorrhizal species which compose it. The degradation of these organochlorined compounds is more significant in a previously sterilized soil and then recolonized by specific microbial communities involved in the PCCDD/Fdissipation. The combined use of rhamnolipids mixture and Sphingomonas wittichii RWI bactrerium described for its degradation capabilities of PCCDD/F makes it possible to increase the efficiency of PCDD/F rhizodegradation which results in a significant decrease in soil cytotoxicity after phytoremediation

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Wang, Tongming. "Role of fungal symbiotic signal perception in non-nodulating dicotyledons." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30302.

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Abstract:

L'endosymbiose racinaire entre les plantes et les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) permet aux plantes d'avoir un meilleur accès aux nutriments du sol. Pour cette raison, cette endosymbiose joue un rôle majeur dans les écosystèmes et pour l'agriculture durable. Les étapes clés de la colonisation des racines par les CMA sont: 1) la pénétration des CMA dans le système racinaire à travers les cellules de l'épiderme et du cortex externe, et 2) la formation dans les cellules du cortex interne d'une structure ramifiée appelée arbuscule, qui permet des échanges entre les cellules végétales et les hyphes fongiques. L'établissement de cette symbiose implique une communication entre les deux partenaires. Les plantes produisent des hormones, les strigolactones qui induisent chez les CMA la production de signaux symbiotiques : des lipo-chitooligosaccharides (Myc-LCO) et des chitooligosaccharides courts (Myc-COs). Les Myc-LCO et les Myc-CO induisent des réponses moléculaires et physiologiques chez les plantes qui sont capables de former des mycorhizes à arbuscules. Cependant, leur rôle exact dans l'établissement des mycorhizes à arbuscules n'est pas connu. La difficulté à cultiver et transformer le partenaire fongique de cette symbiose rend la recherche compliquée du côté fongique. Du côté des plantes, on sait que des membres de la famille des récepteurs kinases à domaines lysin (LysM-RLK) perçoivent des LCO et des CO produits par divers microorganismes et sont donc de bons candidats pour percevoir des Myc-LCO et des Myc-CO. La plupart des recherches sur les mycorhizes à arbuscules sont réalisées chez des légumineuses, espèces chez lesquelles plusieurs duplications de gènes codant les LysM-RLK ont eu lieu. J'ai donc utilisé lors de mon doctorat des Solanaceae (Solanum lycopersicum, Petunia hybrida et Nicotiana benthamiana) pour étudier le rôle de deux récepteurs putatifs de Myc- LCO, codés par les gènes LYK10 et LYK4. Ces deux gènes, physiquement proches l'un de l'autre dans les génomes de la plupart des dicotylédones, proviennent probablement d'une ancienne duplication en tandem. En utilisant une approche biochimique, nous avons montré que SlLYK10 de S. lycopersicum est capable de lier des LCO avec une haute affinité. De plus, j'ai montré que le promoteur de SlLYK10 est exprimé dans l'épiderme et le cortex externe avant la colonisation par les CMA, puis dans des cellules contenant des arbuscules au cours de la colonisation par les CMA. Enfin, des approches de génétique inverse chez la tomate et le pétunia ont permis de démontrer que LYK10 contrôle la pénétration des CMA dans les racines et la formation des arbuscules. Ces résultats suggèrent que LYK10 perçoit les LCO et active chez les plantes la machinerie nécessaire à la pénétration de CMA dans les cellules végétales et à la formation des arbuscules
The root endosymbiosis between plants and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) allows the plants to have a better access to soil nutrients. For this reason this endosymbiosis plays a major role in ecosystems and in sustainable agriculture. The key steps for AMF colonization are: 1) the AMF penetration in the root system through crossing epidermal/outer cortical cells, and 2) the formation of a branched inner cortex structure called arbuscules that permits exchanges between plant cells and fungal hyphae. The establishment of this symbiosis involves communication between the two partners of the symbiosis. Plants produce strigolactones, hormones that induce in AMF the production of symbiotic signals : lipo-chitooligosaccharides (Myc-LCOs) and short chitooligosaccharides (Myc-COs). Both Myc-LCOs and Myc-COs induce plant molecular and physiological responses known to be associated with the formation of arbuscular mycorrhiza (AM). However, theit exact role in AM establishment is unknown. The difficulty to grow and transform the fungal partner of this symbiosis makes the research complicated on the fungal side. On the plant side, members of the lysin motif receptor-like kinase (LysM-RLK) family are known to perceive LCOs and COs produced by various microorganisms and are thus good candidates to perceive Myc-LCOs and Myc-COs. Most of the laboratory researches on AM conducted worldwide are performed on legumes where the LysM-RLK family has encountered several gene duplications. During my PhD I used Solanaceae species (Solanum lycopersicum, Petunia hybrida and Nicotiana benthamiana) to study the role of two candidate Myc-LCO receptors encoded by the genes LYK10 and LYK4. These two genes are physically close to each other in genomes of most of the dicotyledons and likely originate from of an ancient tandem duplication. By using a biochemical approach, we showed that S. lycopersicum SlLYK10 is able to bind LCOs with high affinity. Moreover, I showed that SlLYK10 promoter is expressed in epidermis/outer cortex before AMF colonization and also in arbuscule-containing cells during colonization. Finally, reverse genetic approaches in tomato and petunia allowed demonstrating that LYK10 controls AMF penetration into the roots and arbuscule formation. Taken together, these results suggest that LYK10 perceive LCOs and induce/activate the plant machinery required for AMF penetration into plant cells. Altogether this strongly suggests that LCOs play a role in AMF perception by plant during AM establishment. By using the same approaches, we found that N. benthamiana NbLYK4, as its orthologs in legumes and other dicotyledons, also binds LCOs with high affinity and is involved in AM establishment and plant defence. NbLYK4-silenced plants showed reduced responses to defence elicitors and increased colonization by pathogens and AMF. This led to the hypothesis that LYK4 perceives LCOs and locally inhibits plant defence during AMF colonization. This strongly suggests that Myc-LCOs are able to regulate plant defence. In conclusion, at least two proteins are involved non-redundantly in LCO perception in Solanaceae, LYK10 and LYK4 and regulates complementary plant machineries required for AMF colonization

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Gensous, Simon. "Les champignons mycorhiziens à arbuscules des maquis miniers de la Nouvelle Calédonie : Diversité, rôle dans l'adaptation des plantes à la contrainte ultramafique et interaction avec des rhizobactéries promotrices de la croissance." Thesis, Nouvelle Calédonie, 2014. http://www.theses.fr/2014NCAL0062/document.

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Abstract:

Les champignons mycorhiziens à arbuscules (AMF) sont des symbiotes nécessaires au développement d’environ 80% des plantes vasculaires (Brundrett 2009). Leur impact sur l’adaptation et la croissance des plantes est essentiel, en particulier dans les milieux pauvres comme les maquis miniers de Nouvelle-Calédonie. Les études réalisées jusqu’à présent en Nouvelle-Calédonie sur ce sujet ont démontré l’importance de ces symbiotes dans les maquis miniers et leur rôle dans la nutrition des plantes endémiques et plus généralement dans l’adaptation aux contraintes multiples de ces milieux (Amir et al. 1997 ; Perrier et al. 2006 ;Amir et al. 2007 ; Amir et al. 2008 ; Lagrange 2009 ; Amir et Ducousso 2010). La maîtrise de la symbiose plante/AMF dans ces écosystèmes est essentielle à la mise au point de méthodes de restauration écologique des terrains miniers dégradés, d’autant que les AMF sont des symbiotes non spécifiques et que le même champignon peut être utilisé pour mycorhizer de nombreuses espèces végétales. Toutefois nos connaissances actuelles restent insuffisantes, notamment en ce qui concerne la biodiversité de ces AMF et les mécanismes de leurs effets positifs sur la plante
In New Caledonia (NC), restoration of open-cat mining sites is far from being mastered. It still needs work, to be improved, especially in plants - soil - microorganisms relationships. These works have focus on description of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) diversity and role in the adaptation of plants to ultramafic constraint, with plant growth promoting rhibzobacteria (PGPR). The diversity of AMF is analyzed on two plant genera with species on ultramafic soils, nickel hyperaccumulat ing or not, and on volcano-sedimentary soils. The analysis of this diversity shows that community composition is contrasted between the two types of soil. Some of AMF taxa seem to be specific to ultramafic soils and some even to be specific to nickel hyperaccumulator species. For the role in adaptation of plants to ultramafic constraints, greenhouse experiments on three endemic species (Alphitonia meocaledonica, Carpolepis laurifolia and Costularia comosa) have shown that naturally brings mycorrhiza improved growth, mineral nutrition, water and Ca /Mg ration. Phosphorus additions seem to change these effects with different consequences on growth according to the host plant. Finally, the use of PGPR alone or with AMF showed that the effect depends on host plant species and bacterial strain, but usually leads to improved growth and plant nutrition. These studies have shown the importance of AMF in ultramafic soils NC

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Malbreil, Mathilde. "La biologie du champignon mycorhizien à arbuscules Rhizophagus irregularis DAOM 197198 à la lumière de la génomique et de la transcriptomique." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2670/.

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Abstract:

La biologie du champignon mycorhizien à arbuscules Rhizophagus irregularis DAOM197198 à la lumière de la génomique et de la transcriptomique. Les Glomeromycètes sont des champignons symbiotiques mutualistes associés aux racines des plantes. La majorité des espèces végétales sont capables de s'associer à ces champignons. Cette association favorise le recrutement de sels minéraux du sol par les plantes, en échange le champignon retire du carbone de son hôte. La mise en place de cette symbiose consiste en une succession d'étapes de développement fongique sous contrôle de molécules signalétiques. Mes travaux de recherche ont porté sur la description des programmes génétiques qui sous-tendent le développement du champignon Rhizophagus irregularis isolat DAOM197198 lors de l'établissement de la symbiose. Le champignon a été cultivé dans plusieurs conditions marquant les points clef de son développement, et les ARN ont été séquencés. Les données RNAseq obtenues ont été utilisées pour définir les modèles de gène de l'assemblage du génome. R. Irregularis possède un génome haploïde et homocaryotique (Tisserant*, Malbreil* et al. , 2013). Les strigolactones (molécules signales de la plante) régulent de l'ordre de 300 gènes durant la phase pré-symbiotique, et ce, de manière séquentielle. A travers l'étude du transcriptome de R. Irregularis en association avec trois espèces végétales phylogénétiquement éloignées, j'ai montré qu'il existe un set de 262 gènes fortement induits quel que soit l'hôte. Ces résultats ont permis d'affiner la recherche de candidats pertinents impliqués dans la symbiose et le développement dans les tissus végétaux. Enfin le couplage d'approches transcriptomiques et métabolomiques ont permis l'identification des propionyl- et butyryl-carnitine, qui sont potentiellement impliquées dans la symbiose
The biology of the arbuscular mycorrhizal fungus Rhizophagus irregularis DAOM197198 enlighten by genomics and transcriptomics. Glomeromycota are mutualistic fungi associated with plant roots. The vast majority of plant species are able to form a symbiosis with these organisms. This association improves plant nutrition via a better water and mineral recruitment from the soil. In return, the fungus receives carbon compounds. Symbiosis establishment is achieved by a step by step development, led by signal exchanges. My work was focused on describing genetic programs supporting the fungal development of Rhizophagus irregularis DAOM197198, during symbiosis establishment. The fungus was grown in several conditions representing key point of its development, and RNA were sequenced by illumina. RNAseq data obtained were then used to define the gene models on the genome assembly. R. Irregularis has a haploid and homocaryotic genome (Tisserant*, Malbreil* et al. , 2013). Strigolactones (plant signal molecules) affect the expression of around 300 genes during the pre-symbiotic development, in a sequential manner. By studying the R. Irregularis transcriptomes in association with 3 phylogenetically distant plants, we report that a set of 262 genes are highly induced whatever the host is. These results allowed refining the number of candidate genes possibly playing an important role in the symbiotic development. Finally, by coupling metabolomic and transcriptomic approaches, two molecules (propionyl- and butyryl-carnitine) could be identified and might play a role in late steps of symbiosis establishment

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Tollot, Marie. "Recherche de gènes fongiques codant des facteurs de transcription liés à l'établissement de la symbiose mycorhizienne à arbuscules : identification et caractérisation du gène GintSTE de Glomus intraradices." Dijon, 2009. http://www.theses.fr/2009DIJOS006.

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Abstract:

GintSTE, le premier facteur de transcription (FT) de type STE12 identifié chez un champignon mycorhizogène à arbuscules (MA) (Glomus intraradices), est proche des FT STE12 de champignons filamenteux et serait conservé au sein des Gloméromycètes. GintSTE est induit au cours de la germination des spores et dans les structures fongiques extraradiculaires pendant l'étape de pénétration des racines des plantes hôtes. GintSTE restaure la croissance invasive d’un mutant ste12Δ de levure ainsi que la pénétration dans les tissus végétaux d’un mutant clste12Δ du champignon phytopathogène hémibiotrophe Colletotrichum lindemuthianum, indiquant une possible conservation des mécanismes de colonisation des tissus végétaux chez les champignons symbiotiques et pathogènes. GintSTE pourrait donc être impliqué dans le contrôle de la morphogenèse symbiotique précoce des champignons MA, et en particulier dans l’étape de pénétration dans les tissus racinaires à partir des appressoria. Des séquences cibles de GintSTE chez G. Intraradices ont été identifiées par simple hybride inversé. Elles contiennent des éléments régulateurs proches de ceux reconnus par STE12 chez la levure (PRE, Pheromone Responsive Element), capables d’interagir avec une protéine GintSTE recombinante in vitro. La disposition des sites de type PRE indique que GintSTE pourrait réguler simultanément l’expression de plusieurs gènes via des modules de régulation distaux de types « enhancers ». Certains homologues de gènes régulés par STE12 chez la levure, et impliqués dans la synthèse de paroi et de membrane ainsi que la morphogenèse ou la réponse au stress, pourraient être des cibles de GintSTE
The transcription factor GintSTE, the first STE12 homologue to be identified in a mycorrhizal fungus (Glomus intraradices), is similar to other STE12 proteins from filamentous fungi and seems to be conserved among the Glomeromycota. GintSTE is induced during spore germination and its expression increases in extraradical fungal structures upon penetration of the rhizodermis. Moreover, GintSTE can restore invasive growth of an ste12Δ yeast mutant as well as penetration of host tissues by a clste12Δ mutant of the hemibiotrophic plant pathogen Colletotrichum lindemuthianum, suggesting that symbiotic and pathogenic fungi may share common determinants for invasion of plant tissues. GintSTE could thus be involved in the control of the early symbiotic morphogenesis and in particular in the process of penetration of plant tissues by AM fungi. Sequences targeted by GintSTE have been identified from reverse one-hybrid yeast experiments. They contain regulating elements closely related to those recognized by STE12 in yeast (PRE, Pheromone Responsive Element) which are able to interact with a recombinant GintSTE protein in vitro. The organization of PRE sites indicate that GintSTE may simultaneously regulate the expression of distinct genes by interacting with distal regulating modules of enhancer type. Homologues of the yeast STE12-regulated genes involved in plasma membrane and cell wall synthesis, morphogenesis control or stress responses could be regulated by GintSTE in G. Intraradices

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Pons, Simon. "Les hormones dans la symbiose mycorhizienne : étude de la production et des effets d'hormones végétales par les champignons endomycorhiziens." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30293.

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Abstract:

La symbiose mycorhizienne à arbuscules est une association mutualiste qui s'établit entre les racines de la majorité des plantes terrestres et les champignons souterrains du sous-phylum des Gloméromycetes. Cette interaction est bénéfique pour les deux partenaires : le champignon fournit à la plante des minéraux (principalement phosphore et azote) et il obtient en retour des molécules carbonées (sous forme de lipides et d'oses), indispensables à sa survie. Cette interaction est initiée par un dialogue moléculaire, impliquant d'une part des molécules chitiniques d'origine fongique et d'autre part des hormones secrétées par la plante, les strigolactones. Une fois la symbiose établie, elle est contrôlée par des hormones végétales, qui favorisent ou inhibent son maintien. De manière intéressante, malgré que de nombreuses espèces bactériennes et fongiques du sol aient été décrites comme capables de produire des hormones végétales, pour moduler leurs interactions avec les plantes, peu d'études décrivent la capacité des champignons mycorhiziens à arbuscules à biosynthétiser de telles molécules. Pourtant, des gènes codants pour des récepteurs putatifs à deux phytohormones - Cytokinines et Ethylène - ont été identifiés chez certains champignons endomycorhiziens. Le premier objectif de ce travail a été d'identifier des hormones végétales chez le champignon endomycorhizien modèle Rhizophagus irregularis. Ce champignon étant biotrophe obligatoire, incapable de se développer en absence de partenaire végétal, nous avons utilisé des spores en germination axénique afin d'éviter toute contamination issue de la plante. A l'aide de méthodes d'analyses biochimiques, sensibles et précises, nous avons mis en évidence la présence de quatre hormones végétales dans les extraits fongiques : une auxine (acide indole-3-acétique), une cytokinine (isopentenyl-adénosine), un acide gibbérellique (GA_4) et l'éthylène. Nos expériences suggèrent, de plus, que comme chez la plupart des champignons, R. irregularis utilise une voie KMBA-dépendante pour biosynthétiser l'ethylène. Le deuxième objectif a été de déterminer l'origine de biosynthèse de ces hormones. Elles peuvent soit être métabolisées par le champignon, soit être importées durant les échanges symbiotiques avec la plante. Pour démontrer une éventuelle biosynthèse fongique, nous avons initié des expériences d'incorporation et de suivi de marquages isotopiques, en faisant germer des spores en présence de sources de carbones marqués. Un troisième objectif a visé à initier des travaux sur les effets des cytokinines et de l'éthylène sur R. irregularis, puisqu'il possède des récepteurs putatifs à ces deux phytohormones. La preuve biochimique de la présence d'hormones chez R. irregularis constitue une découverte importante pour la communauté. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives quant à leurs rôles et leurs régulations lors de la symbiose. Celles-ci pourraient avoir un impact direct sur la physiologie des champignons endomycorhiziens, contribuer au dialogue moléculaire plante-champignon ou inter-plantes, via le réseau mycélien, mais également influencer les communautés microbiennes du sol. Ces résultats encourageront à davantage étudier les plantes dans leur microbiome naturel et permettront de mieux comprendre comment un langage hormonal commun, qui s'est développé au cours de l'évolution, a contribué à l'interaction entre les plantes et les champignons mycorhiziens depuis qu'elles ont colonisé le milieu terrestre
Arbuscular mycorrhizal symbiosis is a mutualistic association established between the roots of most of land plants and soil fungi of the Glomeromycete subphylum. This interaction is beneficial for both partners: the fungus provides the plant with minerals (mainly phosphorus and nitrogen) and in return obtains carbon molecules (in the form of lipids and oses), which are essential for its survival. This interaction is initiated by a molecular dialogue, involving chitinic molecules from fungal origin and phytohormones secreted by the plant, the strigolactones. Once the symbiosis is established, it is controlled by plant hormones, which promote or inhibit its maintenance. Interestingly, although many soil bacterial and fungal species have been able to produce plant hormones to modulate their interactions with plants, few studies describe the ability of arbuscular mycorrhizal fungi to biosynthesize such molecules. Furthermore, genes encoding two putative phytohormone receptors - Cytokinins and Ethylene - have however been identified in certain endomycorrhizal fungi. The first objective of this work was to identify plant hormones in the model endomycorrhizal fungus Rhizophagus irregularis. As this fungus is an obligate biotroph, unable to develop in the absence of a plant partner, we used Rhizophagus irregularis germinating spores in axenic conditions in order to avoid any contamination from the plant. Using sensitive and precise biochemical analysis methods, we have demonstrated the presence of four phytohormones in fungal extracts: an auxin (indole-3-acetic acid), a cytokinin (isopentenyl-adenosine), a gibberellic acid (GA4) and ethylene. Our experiments further suggest that, like in most fungi, R. irregularis uses a KMBA-dependent pathway to biosynthesize ethylene. The second objective was to determine the origin of biosynthesis of these hormones. They can either be metabolized by the fungus, or can be imported during symbiotic exchanges with the plant. To demonstrate a possible fungal biosynthesis, we initiated isotopic labelling experiments, by germinating spores in the presence of labelled carbon sources. A third objective was to initiate work on the effects of cytokinins and ethylene on R. irregularis, since it has putative receptors for these two phytohormones. Biochemical evidence for the presence of hormones in R. irregularis is an important discovery for the community. This discovery opens up new perspectives to understand their roles and regulations during the symbiosis. These could have a direct impact on the physiology of endomycorrhizal fungi, contribute to the plant-fungus or inter-plant molecular dialogue, via the mycelial network, but also influence the microbial communities in the soil. These results will further encourage the study of plants in their natural microbiome and will provide a better understanding of how this common hormonal language, has contributed to this symbiosis through the evolution, that started when plants colonized the land and interacted with soil fungi

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Vannier, Nathan. "The clonal plant microbiota : assembly rules, heritability and influence on host phenotype." Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1B027/document.

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Abstract:

Les plantes vivent en association avec une grande diversité de microorganismes qui forment son microbiota. Ce microbiote fournit des fonctions clés qui influencent tous les aspects de la vie d'une plante, de l'établissement à la croissance jusqu'à la production. Cette thèse a pour intention de déterminer les règlent d'assemblage du microbiote et ses conséquences pour le phénotypel l'adaptation et l'évolution des plantes. Pour atteindre cet objectif nous avont utilisé différentes approches expérimentales comprenant des plantes clonales comme organismes modèles ainsi que des mésocosmes prairiaux pour analyses à l'échelle des communautés. Nos résultats ont démontré i) que les Champignons Mycohiziens à Arbuscules induisent d'important es variations phénotypiques pour les traits des plantes clonales impliqués dans l'exploration de l'espace et l'exploitation des ressources. Ces changements dépendent de l'identité des symbiontes et altèrent les capacités des plantes à développer des réponses plastiques à l'hétérogénéité environnementale. ii) Les plantes ont évolué un méchanisme permettant la transmission d'une partie de leur microbiote a leur descendance, assurant la qualité de leur habitat. iii) Le contexte spécifique des communautés de plantes est un facteur majeur structurant l'assemblage du microbiota des plantes à échelle locale. L'abondance de certaines espèces de plante dans le voisinage d'une plante cible augmente ou diminue la diversité de son microbiote, déterminant in fine ses performances. De manière générale, cette thèse démontre l'importance des organismes symbiotiques dans la compréhension de l'adaptation et de l'évolution des plantes
Plants live in association with a wide diversity of microorganisms forming the microbiota. The plant microbiota provides a variety of key functions that influence many aspects of plant's life comprising establishment, growth and reproduction. The present thesis aims at determining the assembly rules of the plant microbiota and its consequences for plant phenotype, adaptation and evolution. To fulfill this objective, we used different experimental approaches using either clonal plants as model organisms or grassland mesocosms for community-wide analyses. Our results demonstrated i) that Arbuscular Mycorrhizal Fungi induce important phenotypic variations in clonal plants traits involved in space exploration and resources exploitation. These changes depended on the identity of the symbionts and altered the plants ability to produce plastic responses to environmental heterogeneity. ii) Plants have evolved a mechanism allowing the transmission of a part of their microbiota to their progeny, ensuring thus their habitat quality. iii) The plant community context is a major factor structuring local plant microbiota assembly. Particular plant species identity in the neighborhood increase or decrease the microbiota diversity and ultimately determine the focal plant performance. This thesis overall demonstrates the importance of symbiotic microorganisms in the understanding of the plant adaptation and evolution. From the knowledges acquired we developed a novel understanding of symbiotic interactions in clonal plants by extending the holobiont theory to the meta-holobiont theory

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Destinoble, Antony. "Effet de la symbiose mycorhizienne arbusculaire sur la composition minérale du poireau cultivé en présence de carbonate de calcium." Master's thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27852.

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La symbiose mycorhizienne joue un rôle significatif en agriculture, notamment en facilitant la nutrition des plantes et l'amélioration de leur résistance envers les stress biotiques et abiotiques. Cette étude visait à évaluer cinq souches de champignons mycorhiziens arbusculaires pour leur capacité à s'adapter aux sols alcalins d'Haïti. L'expérience a été réalisée en serre pour examiner l'effet combiné du champignon Rhizophagus irregularis et du carbonate de calcium sur la biomasse aérienne, la colonisation mycorhizienne et la composition minérale du poireau. Les résultats ont montré une amélioration significative de la biomasse aérienne des plantes sous l'effet de l'inoculation mycorhizienne, cette amélioration persistant à tous les niveaux de carbonate de calcium. Par ailleurs, les plantes inoculées avec trois des cinq souches de champignon (DAOM 241558, DAOM 197198(AAC) et DAOM 197198(PT)) ont généré un rendement en biomasse supérieur à celui du témoin non inoculé, avec des accroissements de l'ordre de 87%. En ce qui concerne le taux de colonisation, les plantules inoculées ont montré un niveau de colonisation mycorhizienne variant de 45% à 61% selon les souches de champignon, qui diminue avec l'augmentation de la concentration de carbonate de calcium. Les résultats révèlent une corrélation positive entre la biomasse aérienne et le taux de colonisation mycorhizienne. En effet, plus la colonisation est élevée, plus le rendement en biomasse aérienne augmente. Cette observation s'applique à toutes les souches, à l'exception de la souche DAOM 234181 qui, malgré un taux de colonisation élevé, génère un faible rendement en biomasse chez la plante inoculée. Enfin, une teneur plus importante des plantes en phosphore, en potassium et en zinc a été observée lorsque celles-ci ont été inoculées avec l'une de ces trois souches, soit DAOM 241558, DAOM 197198(AAC) et DAOM 197198(PT), et ceci même à des concentrations élevées de carbonate de calcium.

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Campagnac, Estelle. "Etude in vitro de l'impact de deux fongicides inhibiteurs de la biosynthèse des stérols (IBS) sur le métabolisme stérolique des deux partenaires de la symbiose mycorhizienne arbusculaire : évaluation du stress oxydant induit dans la symbiose." Littoral, 2009. http://www.theses.fr/2009DUNK0225.

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Abstract:

L’objectif de ce travail était d’une part d’étudier l’impact de deux fongicides IBS (fenpropimorphe, fenhexamid) sur le métabolisme stérolique d’organismes non-cibles, racines transformées / champignon mycorhizien arbusculaire (MA), Glomus intraradices cultivés in vitro et d’autre part d’examiner le stress oxydant induit après application des IBS sur la symbiose. Des effets différentiels entre le fenpropimorphe et le fenhexamid ont été montrés. La phytotoxicité du fenpropimorphe, mise en évidence par la réduction drastique de la croissance racinaire semble être liée (i) au remplacement des ∆5-stérols normaux par des stérols anormaux: 9ß,19cyclopropylstérols, ∆8,14-stérols, ∆8-stérols et ∆7-stérols (ii) à l’induction d’un stress oxydant (peroxydation lipidique, activités d’enzymes antioxydantes). En revanche, le fenhexamid n’à aucun impact sur le profil stérolique et sur le développement racinaire, néanmoins induit un stress oxydant significatif dans les racines. Un effet protecteur de la mycorhization vis-à-vis de la peroxydation des lipides dans les racines a été mis en évidence lors de l’application des deux fongicides. De plus, nos résultats suggèrent qu’une composition en phytostérols normale est indispensable au bon développement de la symbiose. La fongitoxicité du fenpropimorphe sur le développement de G. Intraradices a été observée par un développement fongique réduit, une diminution de la teneur en stérols associée à l’augmentation d’un précurseur, le squalène. Cela suggère une inhibition d’une enzyme cible inhabituelle chez les champignons, la squalène époxydase
The aim of this work was on one hand to study the impact of two fungicides IBS (fenpropimorph, fenhexamid) on sterol metabolism of non-target organisms, transformed roots / arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), Glomus intraradices grown in vitro, and on the other hand to examine oxidative stress induced by applying the two IBS on symbiosis. Differential effects between fenpropimorph and fenhaxamid were shown. The phytotoxicity of fenpropimorph was underscored by the significant reduction in root growth and appeared to be due to (i) the replacement of the normal ∆5-stérols by usual sterols : 9ß,19cyclopropylstérols, ∆8,14-stérols, ∆8-stérols et ∆7-stérols (ii) and the induction of an oxidative stress (lipid peroxidation, antioxidant enzyme activities). However no impact on the sterol profile and root development was detected with fenhexamid, while a significant oxidative stress was highlighted in roots. A propective effect of mycorhization was noticed on the lipid peroxidation of roots after application of the two fungicides. Moreover, our results suggest that a normal composition of phytosterols is essential to the development of symbiosis. The fongitoxicity of fenpropimorph on the development of G. Intraradices was shown by a reduced fungal development, a decrease of sterol content and the increase of a precursor, the squalene. This suggests the inhibition of an unknown target enzyme in fungi, the squalene epoxydase

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El, Alam Imad. "Phytoremédiation d'un sol contaminé de la Bekaa (Liban) : Valorisation de la biomasse par production d'huiles essentielles à activités biologiques." Thesis, Littoral, 2018. http://www.theses.fr/2018DUNK0486.

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Abstract:

Situé au sein de la plaine de la Bekaa au Liban, le fleuve du Litani est sujet à divers rejets agricoles, industriels, domestiques et urbain. Lors de l'irrigation des parcelles agricoles, les eaux du fleuve contaminent le sol et les cultures présentant ainsi un risque pour la santé de l'Homme et l’environnement. Parmi les méthodes de remédiation émergentes et en adéquation avec le développement durable figure la phytoremédiation assistée par les champignons mycorhiziens arbusculaires (CMA). Cependant, la rentabilité de ce mode de gestion constitue l'un des principaux freins à son développement et la valorisation de produits biosourcés, à hautes valeurs ajoutées, issus de la biomasse végétale produite sur ces sols contaminés permettrait d'abaisser les coûts globaux de gestion et de requalification de ces sols pollués. Parmi les filières de valorisation éco-innovantes, la culture de plantes à parfums aromatiques et médicinales (PPAM) productrices d'huiles essentielles (HE) à activités biologiques peut être suggérée comme une option prometteuse. Ainsi, l'objectif de ce travail de thèse a consisté tout d'abord à caractériser le sol d'une parcelle expérimentale située à Marj-Bekaa et directement irriguée par les eaux du Litani, puis à proposer un mode de gestion basé sur la production d'HE pouvant ainsi répondre aux attentes environnementales, économiques et sociales. Nos résultats montrent que la parcelle expérimentale, située à Marj-Bekaa et directement irriguée par les eaux du Litani, est principalement contaminée par des éléments traces métalliques [Ni (88 mg.Kgˉ ¹), Cr (122 mg.Kgˉ ¹), V (170 mg.Kgˉ ¹) et Mn (551 mg.Kgˉ ¹) et des polluants organiques [les alcanes (2.5 g.Kgˉ ¹ du sol)]. Cette contamination est à l'origine d'une (1) cytotoxicité vis-à-vis des cellules pulmonaires et hépatiques mise en évidence grâce au dosage de deux activités enzymatiques, la lactate déshydorgénase et la déshydorgénase mithochondriale mais aussi d'une (2) écotoxicité révélée par la réduction (i) des taux de germination des graines (blé, trèfle, luzerne, ray-grass et fétuque), (ii) de la biomasse microbienne du sol [bactéries Gram-positive et Gram-négative, champignons mychoriziens à arbuscules (CMA), champignons saprotrophes et ectomycorhiziens], (iii) de l'abondance et de la diversité des spores de CMA et (iv) de la richesse et de la diversité végétales. Cependant, toutes les plantes indigènes étaient mycorhizées. C'est pourquoi, la faisabilité de la phytoremédiation assistée par les CMA du site expérimental de la Bekaa, a été testée à la fois en microcosmes et in situ en utilisant une plante aromatique productrice d'HE, l'origan (Origanum syriacum L.). Nos résultats ont montré que non seulement l'origan possède un potentiel de dissipation des alcanes mais en plus cette plante ne transfère pas ces polluants dans les HE extraites à partir de sa biomasse aérienne. Par ailleurs, il a été constaté que la mycorhization a une influence sur la composition des HE. En outre, notre étude a permis l'évaluation de diverses activités biologiques (antifongiques, antioxydante et anti-inflammatoire) d'une gamme d'HE extraites de différentes espèces végétales dont l'origan et ce en présence et en absence des cyclodextrines (HP-β-CD), oligosaccharides cycliques qui complexent les HE et augmentent leurs biodisponibilités
Located in the Bekaa valley in Lebanon, The Litani River is exposed to agricultural, industrial, domestic and urban wastewaters. Through the irrigation of agricultural soils, the river's water contributes to soil and culture contamination and represents a risk for human health and environment. Amongst the emergent sustainable remediation methods, there is arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) assisted-phytoremediation. However, one of the limitation in using phytoremediation as depollution method is its socio-economic profitability. Among the eco-innovative valorization processes with high profitability, the cultivation of aromatic and medicinal plants producing essential oils (EO) with biological activities has been suggested as a promising option. Thus, this thesis work aims firstly at characterizing the soil of an experimental site located at Marj-Bekaa and directly irrigated by the Litani's water and secondly at proposing a mode of management of the contaminated soil based on the production of EO that can meet environmental, economic and social expectations. Our findings showed that the soil sampled in Marj-Bekaa is mainly contamined by metal trace elements [Ni (88 mg.Kgˉ ¹), Cr (122 mg.Kgˉ ¹), V (170 mg.Kgˉ ¹) and Mn (551 mg.Kgˉ ¹) and alkanes (2.5 g.Kgˉ ¹ of soil). This contamination is causing (i) cytotoxicity against both bronchial and hepatic human cells revealed by the evaluation of two enzyme activities, extracellular lactate dehydrogenase and mitochondrial dehydrogenase, as well as (2) ecotoxicity pointed out by the reduction of (i) seed germination (wheat, clover, alfalfa, ryegrass and tall fescue), (ii) soil microbial biomass [Gram-positive and Gram-negative bacteria, arbuscular mycorrhizal fungal (AMF), ectomycorrhizal and saprotrophic fungi], (iii) abundance and diversity of AMF spores as well as (iv) the plant diversity and richness. The AMF-assisted phytoremediation of the Bekaa experimental site was evaluated both in microcosms and in situ experiments using an aromatic plant producing EO, oregano (Origanum syriacum L.). Our results revealed that oregano plant possess an alkane's dissipation potential and no polluant transfer is detected in EO. Moreover, the mycorrhization modified the EO composition. On the over hand, our study evaluated several biological (antifungal, antioxidant and anti-inflammatory) activities of a range of EO extracted from many plant species including oregano, in the presence and the absence of cyclodextrines (HP-β-CD), cyclic oligosaccharides that encapsulate EO and enhance their bioavailabilities

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Duhamel, Marie. "Évolution de la coopération et conséquences d'une baisse de diversité de plantes sur la diversité des symbiontes racinaires." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00867233.

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Abstract:

Le mutualisme entre les plantes et les champignons arbusculaires mycorhiziens est extrêmement répandu (~ 80% des plantes sont colonisées par ces organismes) et ancien (il ya plus de 450 millions d'années). Cette relation symbiotique est une composante essentielle du fonctionnement des écosystèmes et de leur productivité, et est fortement impliqué dans le cycle de deux éléments clés: le phosphore et le carbone. Le maintien de ce mutualisme est devenu particulièrement important dans le contexte actuel de perte de biodiversité. Un des objectifs de cette thèse était de comprendre la stabilité de ce mutualisme. L'accent a tout d'abord été mis sur les échanges de nutriments impliqués dans cette symbiose, en testant si la plante hôte et les symbiotes fongiques sont capables de discriminer leurs différents partenaires, et d'allouer davantage de ressources aux partenaires fournissant plus de nutriments. J'ai ensuite étudié la possibilité de l'implication de la plante hôte dans la protection des symbiotes mycorhiziens via un transfert de métabolites secondaires dans les hyphes. Nous avons alors pu emettre une nouvelle hypothèse suggérant que la protection en métabolites secondaires venant de la plante serait positivement corrélée avec le niveau de coopération (à savoir le transfert des nutriments) du champignon symbiotique. L'echelle d'étude est ensuite passée de l'individu à la communauté en étudiant les effets de la diminution de la diversité végétale sur la diversité des symbiotes racinaires. Pour ce faire, des analyses moléculaires et des outils novateurs ont été utilisés, tels que le séquençage à haut débit. Pour faciliter encore l'étude des séquences obtenues et d'autres séquences fongiques, j'ai collaboré avec des collègues afin de créer une base de données 'Phymyco-DB' rendue publique en 2012. Enfin, je discute de l'implication du mutualisme mycorhizien dans le contexte des systèmes agricoles actuels et propose de nouvelles trajectoires pour gérer ces systèmes. Ce projet de thèse apporte un nouvel éclairage sur la façon dont fonctionnent ces interactions entre les plantes et champignons MA et sur la manière dont ils façonnent les processus écologiques et les trajectoires évolutives dans les écosystèmes naturels et agricoles. Ces points sont d'une importance majeure pour développer une agriculture plus écologiquement intensive et durable. Le projet a fourni de nouvelles connaissances et perspectives sur la perte de la diversité végétale, et ses conséquences pour la stabilité de la symbiose AM. Comme les champignons mycorhiziens sont essentiels dans les processus des écosystèmes et l'entretien de la fertilité des sols, ce travail devrait avoir un large impact dans (i) la politique de protection des sols, (ii) la recherche sur l'amélioration des plantes et (iii) la conception de systèmes agricoles durables.

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Calonne, Maryline. "Impact des hydrocarbures aromatiques polycycliques sur le métabolisme lipidique et le transport du phosphore chez le champignon mycorhizien à arbuscules Rhizophagus irregularis." Thesis, Littoral, 2012. http://www.theses.fr/2012DUNK0311/document.

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Abstract:

Les hydrocarbures aromatiques polycyliques (HAPs) figurent parmi les polluants organiques persistants majeurs des sols pollués et présentent une toxicité avérée vis-à-vis de l'homme et des écosystèmes. Parmi les méthodes de remédiation des sols pollués par les HAPs, la phytoremédiation assistée par les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA), pourrait représenter une alternative innovante, écologique et économique. L'utilisation des mycorhizes comme outil de phytoremédiation des sols pollués présente plusieurs avantages dont une meilleure tolérance à la toxicité des HAPs, une meilleure nutrition hydrique et minérale ainsi qu'une meilleure dissipation des HAPs. De rares études ont décrit l'impact des HAPs sur le développement des CMA en lien avec une péroxydation lipidique et une perturbation des teneurs en lipides du CMA, mais ni les cibles d'action de ces polluants au niveau du métabolisme lipidique, ni le rôle de ces modifications dans sa tolérance aux HAPs et dans leur dissipation n'ont été étudiés. C'est pourquoi, le premier objectif de ce travail vise tout d'abord à comprendre l'impact des HAPs sur le métabolisme lipidique. Le radiomarquage par l'acétate [1-¹⁴C] a permis de montrer une perturbation de la biosynthèse des lipides membranaires du CMA extra-racinaire. D'autre part, nos résultats montrent que les HAPs affectent la nutrition phosphatée. Par ailleurs, la capacité des mycorhizes à dégrader et à bioaccumuler le benzo[a]pyrène est démontrée. Enfin, l'implication du métabolisme des lipides de réserve (les triacylglycérols) du mycélium extra-racinaire dans la régénération des membranes altérées, la lutte contre le stress oxydant induit par les HAPs et dans leur métabolisation/bioaccumulation est discutée
Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are among the major persistent organic pollutant frequently found in the polluted soils and are harmful for human health and its environment. To clean-up the PAHs polluted soils, phytoremediation assisted by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) could represent an innovative, ecological and cost-effective alternative. The use of mycorrhizas, as phytoremediation tool, has several advantages including increased tolerance to the pollutant toxicity, improved water and mineral nutrition as well as a better pollutant dissipation. Few studies have described the impact of PAHs on the AMF development related with lipid peroxidation and total lipid content disturbance. However, so far neither the target action of these pollutants on the metabolism, nor the role of these lipid changes in PAH tolerance and in their dissipation have been studied. Therefore, the present work aims firstly to improve our understanding of the PAHs impact on the CMA lipid metabolism. Thanks to radiolabeling experiments with [1-¹⁴C] acetate, our results showed a disruption of the membrane lipid biosynthesis pathways in the AMF extraradical mycelium, grown in the presence of PAHs. Secondly, it was highlighted that the PAHs affectef the phosphate nutrition. Finally, the mycorrhizas abilities to degrade and to bioaccumulate the benzo[a]pyrene, were pointed out. The involvement of extraradical mycelium storage lipid (triacyglycerols) metabolism in the membrane regeneration, the fight against the PAH induced-oxidative stress and the PAH metabolism/bioaccumulation is discussed

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Lenoir, Ingrid. "Intérêt de la symbiose mycorhizienne à arbuscules dans la phytoremédiation des sols historiquement contaminés par les hydrocarbures : de la protection à la dissipation." Thesis, Littoral, 2015. http://www.theses.fr/2015DUNK0398/document.

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Abstract:

La phytoremédiaton assistée par les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) compte parmi les méthodes émergentes de remédiation des sols pollués en raison de son adéquation avec le développement durable. Cette phytotechnologie présente un intêret à la fois dans la protection des plantes contre la phytotoxicité des polluants organiques tels que les hydrocarbures et dans leur dissipation. Cependant, son efficacité reste à prouver dans les sols historiquement multi-pollués. De plus, les mécanismes de dégradation et de tolérance mis en oeuvre par la symbiose mycorhizienne sont peu connus. Ainsi, ce travail de thèse avait pour premier objectif d'étudier chez les partenaires symbiotiques Medicago truncatula/Rhizophagus irregularis cultivés in vitro, l'expression de gènes potentiellement impliqués dans la tolérance au benzo[a]pyrène (B[a]P), un hydrocarbure aromatique polycyclique (HAP) de haut poids moléculaire fréquemment détecté dans les sols pollués. Pour cela, les expressions de gènes codant pour des enzymes antioxydantes, de détoxification des polluants et de réparation de l'ADN ont été mesurées par PCR quantitative en temps réel. Nos résultats ont montré une corrélation positive entre l'induction des systèmes antioxydants au niveau génique et enzymatique et la production d' H₂O₂ induite par l'accumulation de B[a]P dans les racines non mycorhizées et le CMA. En revanche, lorsque les racines sont colonisés par le CMA, celui-ci agirait comme une barrière physique en limitant l'accumulation de B[a]P et la production d'H₂O₂ dans les racines, et provoquerait la répression des systèmes antioxydants racinaires. Le second objectifs de cette thèse a consisté à évaluer l'apport d'un amendement mycorhizien dans la dégradation de deux types d'hydrocarbures : les HAP et les alcanes, présent dans un sol historiquement multi-pollué (site de l'Union). L'étude a été conduite en microcosmes en présence de blé (Triticul aestivum) inoculé ou non par R. irregularis. Une contribution positive de cette inoculation dans la biodégradation des hydrocarbures après 16 semaines de culture a été démontrée. Cette meilleure dégradation serait liée notamment à la stimulation de la microflore bactérienne du sol mais également aux capacités métaboliques de la plante
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF)-assisted phytoremediation is one of innovative method for the remediation of polluted soils due to its relevance to sustainable development. This phytotechnology presents benefits both in the protection of plants against the phytotoxicity of organic pollutants such as hydrocarbons and in their dissipation. However, its efficiency remains to be proved in the aged multi-polluted soils and the mechanisms of degradation and tolerance implemented by the mycorrhizal symbiosis are poorly known. Thus, the thesis aims firstly to study in the symbiotic partners Medicago truncatula/Rhizophagus irregularis cultivated in vitro, the expression of genes potentially involved in the tolerance to benzo[a]pyrene (B[a]P), a high molecular weight polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) frequently detected in polluted soils. Expressions of genes encoding for antioxidant, pollutant, detoxification and DNA repairing enzymes were measured by real time PCR. Our results showed a positive correlation between the induction of antioxidant systems (genes and enzymes) and the production of H₂O₂ induced by the accumulation of B[a]P in non-mycorrhizal root and the AMF. In contrast, when the roots are colonized by the AMF, this one would act as a physical barrier limiting the accumulation of B[a]P and H₂O₂ production of in the roots and would cause the repression of root antioxidant systems. The second objective of the thesis consisted of evaluating the contribution of the arbuscular mycorrhizal amendment in the degradation of two types of hydrocarbons : the PAH and the alkanes, present in an aged multi-polluted soils (site of Union). The study was carried out in microcosms in the presence of non-inoculated or inoculated wheat (Triticul aestivum) by R. irregularis. A positive contribution of the mycorrhizal inoculation in the hydrocarbon biodegradation after 16 weeks of culture was demonstrated. This better degradation is related especially to the simulation of the bacterial microflora but also to the plant metabolic abilities

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Tisserant, Emilie. "Analyse bioinformatique du transcriptome des champignons mycorhiziens Tuber melanosporum et Glomus intraradices." Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10105/document.

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Abstract:

La symbiose mycorhizienne est une interaction mutualiste formée entre les racines des plantes terrestres et des champignons du sol. Les changements morphoanatomiques associés au développement de cette symbiose sont accompagnés de modifications dans la régulation de l'expression génique. L'étude des profils transcriptomiques est donc fondamentale afin de caractériser les mécanismes moléculaires gouvernant la symbiose mycorhizienne. Le développement récent des approches de transcriptomique à haut débit offre de nouvelles perspectives pour la compréhension de ces mécanismes. Le travail entrepris dans le cadre de ce projet de thèse visait à caractériser in silico le transcriptome symbiotique du champignon ectomycorhizien Tuber melanosporum et du champignon endomycorhizien Glomus intraradices. Il s'agissait de mettre en place les outils et les protocoles bioinformatiques permettant l'exploitation des données transcriptomiques issues des nouvelles technologies de séquençage, afin de caractériser les transcrits exprimés par les symbiotes et d'identifier les gènes régulés au cours de la symbiose. Ce travail original a permis de souligner l'existence de traits communs aux profils d'expression des champignons mycorhiziens. De plus, la caractérisation du transcriptome de G. intraradices a permis d'établir le premier répertoire de gènes à l'échelle du génome pour un champignon endomycorhizien. Cette étude de génomique contribue à l'amélioration des connaissances sur les processus moléculaires qui sous-tendent la symbiose mycorhizienne et constitue une ressource unique pour de futures recherches sur les réseaux de gènes contrôlant la symbiose
Mycorrhizal symbiosis is a mutualistic interaction involving roots of terrestrial plants and soil fungi. Morphological changes associated with the development of this symbiosis are accompanied by changes in gene expression. The study of transcriptomic profiles is thus essential to characterize the molecular mechanisms that govern the mycorrhizal symbiosis. The recent development of high-throughput transcriptomic approaches provides new insights for the understanding of these mechanisms. The work undertaken during this thesis aimed to characterize in silico the transcriptome of the ectomycorrhizal fungus Tuber melanosporum and the endomycorrhizal fungus Glomus intraradices. In order to characterize transcripts expressed by the symbionts and to identify genes regulated during symbiosis, bioinformatic tools and protocols were implemented to process transcriptomic data derived from new sequencing technologies. This work has allowed to highlight common features in the expression profiles of mycorrhizal fungi. In addition, characterization of the G. intraradices transcriptome has allowed to establish the first genome-wide repertoire of genes for an endomycorrhizal fungus. The study helps to improve knowledge about the molecular processes underlying the mycorrhizal symbiosis and provides a unique resource for future research on the gene networks controlling symbiosis

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Besserer, Arnaud. "Etude des mécanismes d'action des strigolactones sur les champignons endomycorhiziens à arbuscules." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/179/.

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Abstract:

La symbiose mycorhizienne à arbuscules (MA) est une interaction entre des champignons du sol et les racines des plantes. Les champignons MA sont des symbiontes obligatoires. Leurs spores peuvent germer spontanément mais leur croissance reste limitée en absence d'une plante hôte. La perception de l'hôte se fait via les exsudats racinaires et induit chez le champignon une ramification intense de ses hyphes appelée "branching", marquant le début de la phase présymbiotique. Les molécules actives présentes dans les exsudats racinaires et responsables de cette perception étaient inconnues jusqu'à ce que nous mettions en évidence la présence d'une strigolactone dans une fraction active d'exsudats racinaires de Sorgho. Les strigolactones étaient jusqu'à présent connues pour leur capacité à induire la germination des graines de plantes parasites des genres Striga et Orobanche. Nous avons montré que la sorgolactone, une strigolactone naturelle, ainsi que le GR24 (un analogue de synthèse), étaient capables d'induire le "branching" et la croissance globale des champignons MA à des concentrations extrêmement faibles (10-11 à 10-13 M). Le métabolisme mitochondrial du champignon (biosynthèse de NADH et d'ATP, respiration cellulaire) ainsi qu'une profonde réorganisation du mitochondriome sont activés après 10 à 60 min. Le "branching" qui n'apparaît qu'au bout de 24h ne semble pas dépendre d'une régulation transcriptionnelle. Celle-ci n'est visible que de manière tardive et transitoire et s'accompagne d'une augmentation de l'activité mitotique. Les résultats acquis lors de ces travaux placent les mitochondries au centre des mécanismes de stimulation cellulaire par les strigolactones
The arbuscular endomycorrhizal symbiosis (AM) is an interaction between soil-borne fungi that belong to the Glomeromycota and plant roots. They are obligate biotrophic fungi. They propagate with spores that can germinate spontaneously. However, germinating hyphae exhibit a limited growth in absence of a host plant. The host perception occurs via root exudates and induces intense hyphal ramification, called branching, characteristic of the presymbiotic stage. Active molecules perceived by the fungus and present in root exudates were unknown until we demonstrated activity of a strigolactone purified from root exudates of Sorghum (sorgolactone). This strigolactone and a synthetic analogue GR24 appeared to be potent inducers of Gigaspora rosea hyphal branching. At that time, strigolactones were only known to act as inducer of seed germination of the parasitic plants Striga and Orobanche. We showed that these molecules were able to stimulate spores germination and growth of AM fungi at extremely low concentration (10-11 to 10-13M). In response to GR24 the mitochondrial metabolism of the fungus (biosynthesis of NADH, ATP and cell respiration) was activated after 10 to 60 min. GR24 also triggers dramatic changes in mitochondrial organisation. These cellular responses preceded the morphological branching that appeared 24 h later and did not seem to require any modification of gene expression that were only late and transient (at 5 days ). During the same time, an increase of mitosis rate was noted. The results acquired during this study place mitochondria at the centre of the strigolactone stimulation mechanism

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Lethielleux-Juge, Christine. "Étude morphologique de l'architecture fine du mycélium de champignons mycorhiziens arbusculaires du genre Glomus." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25342/25342.pdf.

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Koller, Robert. "Amoebae in the rhizosphere and their interactions with arbuscular mycorrhizal fungi : effects on assimilate partitioning and nitrogen availability for plants." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL080N/document.

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Abstract:

Les interactions entre les végétaux et les organismes telluriques sont déterminantes pour la décomposition des matières organiques et la nutrition minérale des plantes. L’objectif général de la thèse était de comprendre comment les interactions multi-trophiques dans la rhizosphere agissent sur la disponibilité en azote minéral et l’allocation en carbone dans la plante. Nous avons mis au point des dispositifs de culture de plante, permettant de contrôler l’environnement biotique des racines (inoculation par des espèces symbiotiques modèles : un protozoaire bactériophage et/ou une espèce mycorhizienne à arbuscules). Nous avons utilisé l’azote 15N et le carbone 13C pour tracer le cheminement de l’azote du sol vers la plante et le carbone assimilé par photosynthèse, de la plante vers le sol et les microorganismes du sol. L’allocation de C vers les racines et la rhizosphère est dépendante de la qualité de la litière foliaire enfouie. La structure de la communauté microbienne déterminée par l’analyse des profils d’acides gras (PLFA) est modifiée par la présence de protozoaires pour la litière à C/N élevé. Les mycorhizes à arbuscules et les protozoaires présentent une complémentarité pour l’acquisition du C et de N par la plante. Les protozoaires remobilisent l’azote de la biomasse microbienne par leur activité de prédation. Les hyphes fongiques transportent du C récent issu de la plante vers des sites riches en matière organique non accessibles aux racines. Ainsi, l’activité de la communauté microbienne est stimulée et la disponibilité en N augmentée lorsque des protozoaires sont présents. Les perspectives de ce travail sont de déterminer si (i) les interactions étudiées dans ce dispositif modèle peuvent être généralisées à d’autres interactions impliquant d’autres espèces de champignons mycorhiziens et de protozoaires (ii) la phénologie de la plante et la composition des communautés végétales influence la nature et l’intensité des réponses obtenues
Plants interact with multiple root symbionts for fostering uptake of growth-limiting nutrients. In turn, plants allocate a variety of organic resources in form of energy-rich rhizodeposits into the rhizosphere, stimulating activity, growth and modifying diversity of microorganisms. The aim of my study was to understand how multitrophic rhizosphere interactions feed back to plant N nutrition, assimilate partitioning and growth. Multitrophic interactions were assessed in a single-plant microcosm approach, with arbuscular mycorrhizal fungi (Glomus intraradices) and bacterial feeding protozoa (Acanthamoeba castellanii) as model root symbionts. Stable isotopes enabled tracing C (13C) and N (15N) allocation in the plant and into the rhizosphere. Plant species identity is a major factor affecting plant-protozoa interactions in terms of N uptake and roots and shoot morphology. Plants adjusted C allocation to roots and into the rhizosphere depending on litter quality and the presence of bacterial grazers for increasing plant growth. The effect of protozoa on the structure of microbial community supplied with both, plant C and litter N, varied with litter quality added to soil. AM-fungi and protozoa interact to complement each other for plant benefit in C and N acquisition. Protozoa re-mobilized N from fast growing rhizobacteria and by enhancing microbial activity. Hyphae of AM fungi acted as pipe system, translocating plant derived C and protozoan remobilized N from source to sink regions. Major perspectives of this work will be to investigate whether (i) multitrophic interactions in our model system can be generalized to other protozoa-mycorrhiza-plant interactions (ii) these interactions are depending on plant phenology and plant community composition

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Giasson, Philippe. "Utilisation de champignons mycorhiziens dans le processus de phytorestauration de sols contaminés aux métaux lourds /." Thèse, Montréal : Chicoutimi : Université du Québec à Montréal ; Université du Québec à Chicoutimi, 2005. http://accesbib.uqam.ca/cgi-bin/bduqam/transit.pl?&noMan=24634665.

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Abstract:

Thèse (D. en ressources minérales)--Université du Québec à Montréal, 2005.
En tête du titre: Université du Québec à Montréal. Comprend des réf. bibliogr. Publié aussi en version électronique.

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Lies, Adrien. "Optimisation des performances d’inocula de champignons mycorhiziens dans le cadre d’une agriculture à faibles apports." Electronic Thesis or Diss., Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT145.

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Abstract:

Les champignons endomycorhiziens arbusculaires (MA) forment des relations symbiotiques avec la majorité des espèces végétales terrestres. Leur rôle écologique dans la productivité et la stabilité des agrosystèmes sont connus depuis de nombreuses années. Plusieurs études ont montré que ces symbiotes augmentent la croissance végétale et la résistance des plantes aux stress biotiques et abiotiques. Malgré le potentiel avéré de la symbiose MA pour augmenter durablement la productivité des agrosystèmes dans le cadre d’une agriculture à faibles apports d’intrants, cette biotechnologie est encore sous exploitée. Ce constat résulte essentiellement de difficultés techniques pour produire en quantité un inoculum fongique de qualité et un manque de connaissance concernant les facteurs biologiques régulant la réceptivité des sols à l’inoculation des champignons MA. Les principaux objectifs de ces travaux sont d’optimiser les performances d’un inoculum MA. (1), en associant le champignon MA avec des bactéries PGPR ou MHB. Cette stratégie vise à promouvoir l’établissement et le fonctionnement de la symbiose MA. En effet, ces bactéries bénéfiques aux plantes peuvent augmenter la croissance végétale, directement en fournissant à la plante des composés bénéfique (phytohormone, etc), et indirectement en réduisant ou prévenant les effets délétères de phytopathogènes ou en augmentant l’établissement de la symbiose MA. (2), par la gestion des cultures, notamment par l’association céréales/légumineuses en culture intercalaire. Les légumineuses sont souvent dépendantes des associations symbiotiques avec les champignons MA, et ceux-ci peuvent participer dans la nutrition azotée et phosphatée de la plante. (3), par l’amendement en composé ou organique. Ces amendements peuvent être solubilisés et dégradés par des bactéries et ainsi promouvoir la nutrition végétale sans augmenter la disponibilité de P et N dans le sol. (4), en développant des inocula complexes associant bactéries bénéfiques, champignons MA et amendement, l’ensemble contenu dans un gel d’alginate
Arbuscular Mycorrhizal fungi (AM) are ubiquitous microorganisms forming symbiotic relationships with the majority of terrestrial plant species. Their ecological functions in the productivity and stability of agroecosystems have been recognized for many years. Many studies have shown that these symbionts improved plant growth and plant resistance to biotic and abiotic stresses. Despite the proven potential of mycorrhizal symbiosis to sustainably improve the productivity of agroecosystems under low input agriculture, this biotechnology is still under exploited. This failure mainly results from technical difficulties to mass-produced fungal inoculum of high quality and a lack of knowledge about the biological factors regulating the soil receptivity of AM inoculation. The main objectives of our studies are to optimize the performance of an AM fungal inoculum. (1), by combining the AM fungus with Plant Growth Promoting Rhizobacteria, or Mycorrhizal Helper Bacteria. This strategy aims to promote the establishment and the functioning of the mycorrhizal symbiosis. Indeed, this plant beneficial bacteria may affect plant growth through two different pathways, directly by providing to the plant some beneficial compounds (i.e. phytohormones, etc), indirectly, by reducing or preventing the deleterious effects of phytopathogens or by improving the establishment of the mycorrhizal symbiosis. (2), by plant management with the association of cereal/leguminous in intercropping. Leguminous are often dependent of AM association and AM fungi may participate to promote N and P plant uptake. (3), by amendment of mineral or organic compounds. These amendments can be degraded slowly by bacteria and promote plant nutrition without increase P and N soil availability. (4), by development of complex inocula associating beneficial bacteria, AM fungi and amendment, based on the entrapment of these inocula in alginate gels

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Lies, Adrien. "Optimisation des performances d’inocula de champignons mycorhiziens dans le cadre d’une agriculture à faibles apports." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT145.

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Abstract:

Les champignons endomycorhiziens arbusculaires (MA) forment des relations symbiotiques avec la majorité des espèces végétales terrestres. Leur rôle écologique dans la productivité et la stabilité des agrosystèmes sont connus depuis de nombreuses années. Plusieurs études ont montré que ces symbiotes augmentent la croissance végétale et la résistance des plantes aux stress biotiques et abiotiques. Malgré le potentiel avéré de la symbiose MA pour augmenter durablement la productivité des agrosystèmes dans le cadre d’une agriculture à faibles apports d’intrants, cette biotechnologie est encore sous exploitée. Ce constat résulte essentiellement de difficultés techniques pour produire en quantité un inoculum fongique de qualité et un manque de connaissance concernant les facteurs biologiques régulant la réceptivité des sols à l’inoculation des champignons MA. Les principaux objectifs de ces travaux sont d’optimiser les performances d’un inoculum MA. (1), en associant le champignon MA avec des bactéries PGPR ou MHB. Cette stratégie vise à promouvoir l’établissement et le fonctionnement de la symbiose MA. En effet, ces bactéries bénéfiques aux plantes peuvent augmenter la croissance végétale, directement en fournissant à la plante des composés bénéfique (phytohormone, etc), et indirectement en réduisant ou prévenant les effets délétères de phytopathogènes ou en augmentant l’établissement de la symbiose MA. (2), par la gestion des cultures, notamment par l’association céréales/légumineuses en culture intercalaire. Les légumineuses sont souvent dépendantes des associations symbiotiques avec les champignons MA, et ceux-ci peuvent participer dans la nutrition azotée et phosphatée de la plante. (3), par l’amendement en composé ou organique. Ces amendements peuvent être solubilisés et dégradés par des bactéries et ainsi promouvoir la nutrition végétale sans augmenter la disponibilité de P et N dans le sol. (4), en développant des inocula complexes associant bactéries bénéfiques, champignons MA et amendement, l’ensemble contenu dans un gel d’alginate
Arbuscular Mycorrhizal fungi (AM) are ubiquitous microorganisms forming symbiotic relationships with the majority of terrestrial plant species. Their ecological functions in the productivity and stability of agroecosystems have been recognized for many years. Many studies have shown that these symbionts improved plant growth and plant resistance to biotic and abiotic stresses. Despite the proven potential of mycorrhizal symbiosis to sustainably improve the productivity of agroecosystems under low input agriculture, this biotechnology is still under exploited. This failure mainly results from technical difficulties to mass-produced fungal inoculum of high quality and a lack of knowledge about the biological factors regulating the soil receptivity of AM inoculation. The main objectives of our studies are to optimize the performance of an AM fungal inoculum. (1), by combining the AM fungus with Plant Growth Promoting Rhizobacteria, or Mycorrhizal Helper Bacteria. This strategy aims to promote the establishment and the functioning of the mycorrhizal symbiosis. Indeed, this plant beneficial bacteria may affect plant growth through two different pathways, directly by providing to the plant some beneficial compounds (i.e. phytohormones, etc), indirectly, by reducing or preventing the deleterious effects of phytopathogens or by improving the establishment of the mycorrhizal symbiosis. (2), by plant management with the association of cereal/leguminous in intercropping. Leguminous are often dependent of AM association and AM fungi may participate to promote N and P plant uptake. (3), by amendment of mineral or organic compounds. These amendments can be degraded slowly by bacteria and promote plant nutrition without increase P and N soil availability. (4), by development of complex inocula associating beneficial bacteria, AM fungi and amendment, based on the entrapment of these inocula in alginate gels

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Buée, Marc. "Mise en évidence d'un facteur racinaire impliqué dans la croissance des champignons mycorhiciens à arbuscules." Toulouse 3, 2000. http://www.theses.fr/2000TOU30194.

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Jacquot-Plumey, Emmanuelle. "Impact de boues de station d'épuration urbaine sur les champignons mycorhizogènes à arbuscules : contribution au développement d'un test d'écotoxicité." Dijon, 2001. http://www.theses.fr/2001DIJOS011.

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Abstract:

Actuellement, la principale voie de valorisation des boues d'épuration est le recyclage agricole. En dépit du pouvoir fertilisant des boues, plus d'informations sont nécessaires sur les impacts potentiels de leur recyclage agricole, puisqu'elles peuvent contenir des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et des éléments traces métalliques (ETM). L'activité biologique du sol étant une des cibles de l'épandage, nous avons étudié l'impact de telles boues sur des populations de champignons mycorhizogènes à arbuscules (MA) largement représentées dans les plantes et les sols. Des boues "dopées", ou non, avec des HAP ou ETM, compostées ou non, ont été testées sur trois espèces de champignons MA se développant seul ou en communauté dans les racines et les sols, et sur la diversité naturelle in planta de champignons MA dans des sols amendés par ces boues. Pour cela, une technique de PCR en gigogne a été développé pour discriminer plusieurs espèces MA se développant dans un même système racinaire ou sol. Les boues n'ont pas eu d'effet sur la croissance de la plante hôte Medicago truncatula, mais elles ont diminué le développement fongique des trois champignons inoculés individuellement ou en communauté. La colonisation racinaire par Glomus mosseae a été affectée lorsque le champignon s'est développé seul et en communauté. Dans des sols amendés par des boues, la diversité relative des populations MA dans les racines a été aussi modifiée par des épandages de boues compostées, même si la colonisation racinaire totale de champignons MA n'a pas été affectée. L'effet dépressif des boues sur les espèces Ma serait lié à leur contenu en HAP et/ou ETM. Ces micropolluants affecteraient la germination des spores et le développement mycélien aussi bien extraradiculaire qu'intraradiculaire suite à l'accumulation au niveau des hyphes et/ou de la plante. Ces résultats mettent en évidence qu'un test d'écotoxicité basé sur la colonisation par les champignons MA peut contribuer à évaluer les risques de l'épandage agricole des boues.

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Wilarso, Budi R. "Isolement et caractérisation de bactéries compatibles avec la mycorhization et antagonistes avec les champignons pathogènes du sol : application à la production d'inoculum mycorhizogène." Dijon, 1999. http://www.theses.fr/1999DIJOS012.

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Abstract:

La difficulté à produire et à conserver de l'inoculum mycorhizogène a arbuscules (MA) indemne de contaminants nous a conduit à mettre au point une méthode d'obtention d'inoculum mère de Glomus mosseae sur du sorgho en utilisant des sporocarpes stérilisés a la surface. Des faibles doses de cet inoculum obtenues in vitro se sont révélées suffisantes pour une production en pot avec formation de nombreux sporocarpes (indicateurs de la qualite). La méthode mise au point de désinfection à la surface des sporocarpes n'a pas toujours permis d'éliminer les bactéries associées a ces structures fongiques ; parfois nous en avons trouvé dans l'inoculum mère obtenu in vitro. Huit types de bactéries ont été isolées et analysées pour leurs effets antagonistes vis-à-vis de 7 champignons pathogènes telluriques (phytophthora parasitica, fusarium oxysporum, f. Culmorum, aphanomyces euteiches, chalara elegans, pythium sp. , rhizoctonia solani). Une de ces bactéries (B2) a montré une activité antagoniste très élevée vis-à-vis de P. Parasitica in vitro et in planta. Elle inhibe la germination de zoospores, la croissance des hyphes et la production de sporanges. La caractérisation de l'activité antagoniste de B2 a montré qu'elle secrète des enzymes cellulolytiques, protéolytiques, chitinolytiques et pectinolytiques, mais également une molécule de faible poids moléculaire (2300 daltons) ayant une forte activité antagoniste. L'analyse moléculaire de la petite sous-unité ribosomique a montré que B2 appartient au genre paenibacillus, avec une très forte homologie avec paenibacillus azotofixans et aussi, d'après le test API, avec paenibacillus polymixa. Nous avons donc nommé cette bactérie paenibacillus sp. Souche B2. Cette bactérie s'est révélée compatible avec des champignons MA in planta, voire capable de stimuler leur développement. Son incorporation dans un substrat de mycorhization a permis d'améliorer la production d'inoculum in vivo, ce qui ouvre des perspectives d'application fort intéressantes.

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Genet, Patricia. "Etude comparée et saisonnière de l'influence de deux champignons mycorhiziens sur la nutrition minérale du hêtre dans deux sols forestiers naturels." Nancy 1, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1999_0296_GENET.pdf.

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Abstract:

L'objectif de ce travail était d'étudier le rôle des champignons mycorhiziens dans la nutrition minérale des arbres en conditions naturelles. L'effet du type de sol et des saisons a été étudié sur des racines non mycorhiziennes et deux mycorhizes de hêtre (fagus sylvatica / cenococcum geophilum and fagus sylvatica / lactarius subdulcis). Ces organes ont été récoltés dans deux sols forestiers naturels de l'est de la France (un sol podzolique et une rendzine brunifiée). Les résultats obtenus ont montré que les paramètres physico-chimiques du sol pouvaient affecter le développement des champignons ainsi que l'ultrastructure mycorhizienne. De plus, selon le type de sol, les champignons peuvent limiter ou améliorer l'absorption des nutriments du sol et leur transfert aux racines. Cette absorption d'éléments minéraux dépend des conditions saisonnières. Ainsi, a la fin de l'hiver, une forte accumulation de glycogène et d'éléments minéraux a été observée dans les champignons. Ces composés disparaissent progressivement au cours du printemps, suggérant la mobilisation des réserves fongiques, probablement pour la croissance de l'arbre. En été, les réserves fongiques sont minimales. Elles sont ensuite progressivement reconstituées à l'automne et en hiver.

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Fontaine, Joël. "Etude du métabolisme lipidique d'un champignon endomycorhizien à vésicules et arbuscules : Glomus intraradices." Littoral, 2001. http://www.theses.fr/2001DUNK0052.

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Abstract:

Glomus intraradices est un champignon endomycorhizien à vésicules et arbuscules (E. V. A. ). Biotrophe obligatoire, ce champignon est incapable d'effectuer un cycle complet de développement sans partenaire végétal. A partir de cultures monoxéniques, nous avons étudié sa composition et son métabolisme lipidique. La composition lipidique tout à fait particulière de G. Intraradices se caractérise à la fois, par des stérols typiquement végétaux (24-méthylcholestérol, 24-éthylcholestérol, amyrine) et, malgré l'abscence d'ergostérol, des stérols typiquement fongiques (lanostérol, éburicol, épistérol). Le C 16:1∆¹¹, plutôt inhabituel chez les eucaryotes, est l'acide gras majeur ; il est associé principalement aux triacylglycérols. Nous avons également montré que la composition lipidique évoluait en fonction de son stade de développement. Lorsque ce champignon colonise les racines, il induit une augmentation de la teneur en lipides et des changements de leur profil. Parmi ces modifications, le C 16:1∆¹¹ et le 24-méthylènecholestérol apparaissent et évoluent avec la colonisation ; ces composés sont donc utilisables pour estimer le taux de colonisation. Par rapport au C 16:1∆¹¹, constitutif du champignon, le 24-méthylènecholestérol est présent uniquement dans les racines colonisées et semble être spécifique de l'endomycorhization puisqu'il n'apparaît pas en réponse à certains stres biotiques et abiotiques. En plaçant G. Intraradices dans trois états physiologiques différents : symbiose, hors symbiose, spore en germination et par des marquages à l'acétate [1-¹⁴C], nous avons vérifié ses capacités à synthétiser ses propres molécules lipidiques. Malgré certaines variations selon l'état physiologique, ce champignon est capable de synthétiser de novo ses propres lipides : di et triacylglycérols, phospholipides, acides gras et stérols. Malgré un métabolisme relativement lent, nous avons montré qu'il fabriquait ses propres stérols en empruntant la voie acétate/squalène/mévalonate/lanostérol. Nos résultats contribuent à améliorer les connaissances de la physiologie et du métabolisme du carbone de ces champignons E. V. A. , atypiques et économiquement importants
Glomus intraradices is a Vesicular Arbuscular Mycorrhizal fungus. As an obligate biotrophic organism, this fungus is not able to complete its biological cycle out of a plant partner. We studied its lipid content and metabolism from monoxenic cultures. The lipid content of G. Intraradices is very unusual because of the presence of both typical plant sterols (24-methylcholestérol, 24-ethylcholestérol, amyrin) and also typical fungal sterols (lanosterol, eburicol, episterol), although ergosterol is absent. The major fatty acid is C 16:1∆¹¹, which is very uncommon in eucaryotic organisms ; it is mainly associated with triacylglycerols. We showed also that the lipid content changes with the developmental stages of the fungus. When the roots are colonised by this fungus, their lipid content increases while changes appear in their lipid profile. C 16:1∆¹¹ and 24-methylenecholesterol also appear in the roots when the colonisation begin, and, both of these molecules increase with the developing colonisation ; indeed, these molecules can be used as a tool to evaluate the intensity of colonisation. C 16:1∆¹¹ is a particular F. A. Of the fungus while 24-methylenecholesterol can be detected in the mycorrhizal roots only, thus seems to be specific for the mycorrhizal status, since it does not appear as a consequence of either biotic or abiotic stresses. By the use of 1-¹⁴C acetate, we studied the ability of G. Intraradices to synthesize its own lipid, in 3 physiological states (symbiosis, out of symbiosis, germinating spores). With some small differences according to the physiological status, G. Intraradices is able to synthesize de novo its lipid molecules : di plus triacylglycerols, phospholipids, fatty acids, sterols. Its metabolism is slow, but, we showed that this fungus synthesizes its sterol by the acetate/squalene/mevalonate/lanosterol pathway. Our results will contribute to the improvement of the knowledge of the physiology particularly the carbon metabolism of these atypical V. A. M. Fungi which can be economically important

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Dassi, Barbara. "Modifications protéiques induites dans les racines par des champignons mycorhizogènes à arbuscules et/ou pathogènes : rôles éventuels dans les deux types d'interaction." Dijon, 1997. http://www.theses.fr/1997DIJOS072.

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Abstract:

Dans le cadre des recherches sur les mécanismes moléculaires qui régissent la symbiose mycorhizienne à arbuscules, ce travail de thèse a porté sur l'étude des modifications protéiques induites dans les racines colonisées par les champignons mycorhizogènes à arbuscules (MA). Ces modifications ont été comparées a celles provoquées par les champignons pathogènes, afin de déterminer quelles réponses étaient spécifiques de chacune des interactions, et lesquelles étaient communes. Enfin, nous avons recherché si, parmi les modifications protéiques observées lors d'une symbiose, certaines pouvaient être liées a la bioprotection, par un champignon MA, vis-à-vis d'un champignon pathogène. Deux approches ont été envisagées : une approche ciblée sur l'expression de protéines connues pour jouer un rôle dans les réponses de défense des plantes, telles que les protéines PR et les enzymes hydrolytiques. Cette analyse a été menée par Western blotting et par détection des activités enzymatiques en gel d'électrophorèse. Une approche non-ciblée, sur des protéines dont l'activité est inconnue, a également été réalisée par électrophorèse bidimensionnelle. Deux modèles biologiques ont été utilisés : d'une part Pisum Sativum L. Colonisé par le champignon MA Glomus Mosseae ou infecté par les champignons pathogènes Chalara Elegans et Aphanomyces Euteiches, et d'autre part Lycopersicon Esculentum/Glomus Mosseae/Phytophthora Parasitica. Des réactions de la plante hôte distinctes et spécifiques de chacune des interactions, symbiotique ou pathogène, ont été démontrées. Une protéine additionnelle à activité chitinolytique, ainsi que d'autres protéines dont l'activité n'a pas été déterminée, apparaissent spécifiques de la symbiose et diffèrent de celles induites lors des interactions pathogènes. Des réactions qualitativement similaires, mais quantitativement différentes, vis-à-vis des champignons symbiotiques ou pathogènes, ont également été observées. L'expression des protéines PR dans les racines est faiblement induite par la présence du champignon MA, tandis qu'elle est fortement accrue par les pathogènes. Le rôle des protéines, dont l'expression est modifiée, dans l'établissement et le développement des deux interactions, ainsi que dans une situation de bioprotection, a été discuté.

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Taktek, Salma. "Dissolution biologique des phosphates : interaction bactéries - mycorhizes." Doctoral thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25898.

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Abstract:

Une énorme partie du phosphore (P) soluble ajouté sous forme d’engrais chimiques et de fumiers précipite dans le sol et devient non disponible aux plantes. Par ailleurs, l’utilisation excessive des engrais chimiques n’est pas compatible avec l’agriculture moderne qui se veut durable, ni avec l’agriculture biologique. De plus, ces pratiques ont été effectuées sans tenir compte de la microflore présente au niveau de la mycorhizosphère ce qui conduit à des applications pouvant être onéreuses et néfastes. En effet, les microorganismes bénéfiques du sol, notamment les bactéries solubilisant les phosphates (BSP) et les champignons mycorhiziens arbusculaires (CMA), ont une influence importante sur la fertilité des sols et la productivité végétale. Une nouvelle approche basée sur le piégeage des BSP au niveau de l’hyphosphère du CMA Rhizophagus irregularis (Ri) DAOM 197198, préalablement inoculé avec des suspensions de microorganismes telluriques, a permis d’isoler des BSP compétentes capables de dissoudre efficacement le phosphate de roche (PR) d’origine ignée en milieu liquide. Les travaux ont ensuite permis de prouver l’importance du synergisme entre les hyphobactéries (Burkholderia anthina Ba8 et Rhizobium miluonense Rm3) et le mycélium extraracinaire des CMA Ri dans l’amélioration de la solubilisation des phosphates in vitro. L’étude approfondie des mécanismes qui pourraient être impliquées dans cette interaction montre que les hyphobactéries, principalement la souche B. anthina Ba8, adhèrent fortement à la surface des hyphes et aussi à celle du PR. Il est fortement probable que les interactions décrites ainsi que les caractéristiques bénéfiques aux plantes exprimées par les BSP sont responsables de l’amélioration de la croissance, de la nutrition phosphatée et du rendement en matière fraîche et sèche chez le maïs cultivé en serre, coinoculé avec les BSP et les CMA Ri et fertilisé avec le superphosphate ou le PR du Québec.
Soluble phosphorus (P) fertilizers added to soil rapidly precipitate, forming sparingly soluble phosphates, not available to plants. Furthermore, the excessive use of chemical fertilizers to compensate soil P deficiency is not considered sustainable and it leads to costly and potentially harmful applications. Many reports confirmed that beneficial soil microorganisms, including phosphate-solubilizing bacteria (PSB), have a significant influence on soil fertility and crop productivity. Indeed, PSB can also improve phosphate rock (PR) efficiency when directly applied to soil. However, most published works on PSB overlooked the possible interaction between PSB and arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), which are ubiquitous in cultivated plants. A new approach based on the trapping of PSB strongly attached to the hyphosphere of AMF Rhizophagus irregularis (Ri) DAOM 197198, previously inoculated with microbial soil suspensions was developed to isolate relevant PSB able to mobilize P from a low reactive igneous PR more efficiently than those directly isolated from the same rhizosphere soil samples. An in vitro study demonstrated that the synergism between hyphobacteria (Burkholderia anthina Ba8 and Rhizobium miluonense Rm3) and Ri hyphae highly improved the solubilisation of PR. Our results go beyond the existing studies and showed specific mechanisms involved on PSB-AMF interactions. Indeed, hyphobacteria, mainly B. anthina Ba8, strongly adhere to Ri hyphal surfaces and PR particles forming a structured biofilm. Under greenhouse conditions, the direct application of PSB and AMF Ri as biostimulants for sustainable corn production showed that these beneficial microorganisms improve growth and P uptake of corn fertilized with superphosphate or Quebec PR.

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Glorian, Virginie. "Recherche de polypeptides induits par des champignons endomycorhiziens dans des racines transformées de chircorée (Cichorium intybus L. ) et de carotte (Daucus carota L. )." Littoral, 2002. http://www.theses.fr/2002DUNK0075.

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Abstract:

Beaucoup de plantes peuvent former une association symbiotique avec les champignons endomycorhiziens à arbuscules (E. A. ). Cette interaction entraîne des bouleversements physiologiques et moléculaires chez les deux organismes. Les modifications polypeptidiques induites par la symbiose ont été étudiées par électrophorèse bidimensionnelle. Des racines de carotte et de chicorée transformées par Agrobacterium rhizogenes ont été cultivées seules ou comme support de divers champignons E. A. , biotrophes obligatoires. Des cultures en boîtes bi-compartimentées ont permis d'étudier le mycélium extraracinaire et les spores. Des études préliminiaires sur le couple "racines de carotte/Glomus intraradices" ont montré des différences de contenu protéique entre racines colonisées et non colonisées : apparition de nouveaux polypeptides et augmentation ou diminution de la quantité de peptides préexistants. Un polypeptide de PM 16kDa et PI 4,4 présent dans les racines mycorhizées, est absent du matériel non colonisé et du matériel fongique extraracinaire. Une analyse des protéines solubles et microsomales a permis de mettre en évidence des modifications supplémentaires, de localiser certains polypeptides et de séquencer partiellement le polypeptide de 16kDa. Un inventaire de la flore endomycorhizienne de champs de chicorée a été réalisé. Les racines de chicorée ont été transformées puis mycorhizées in vitro respectivement par G. Intraradices, G. Proliferum, G. Sp. Et Gigaspora rosea. Dans ces racines, deux catégories de modifications polypeptidiques ont été mises en évidence : des modifications spécifiques de l'espèce E. A. Et d'autres communes à plusieurs espèces. Un polypeptide de PM 16kDa, PI 4,4 est aussi apparu dans les racines de chicorée mycorhizées par G. Intraradices ou G. Proliferum.

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Foulon, Julie. "Impact du phytomanagement de sites pollués par les éléments traces métalliques sur les micro-organismes du sol." Thesis, Besançon, 2016. http://www.theses.fr/2016BESA2090.

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Abstract:

Les activités anthropiques et la pollution qu’elles engendrent peuvent entraîner des changements drastiques dans les structures des écosystèmes et de leurs services écologiques. Le phytomanagement basé sur l’utilisation d’espèces ligneuses peut contribuer à la restauration des sols et de la diversité microbienne, tout en permettant la production de biomasses d’intérêt. Dans le cadre des projets PROLIPHYT (2013-2018, ADEME), BIOFILTREE (2010-2014, ANR) et PHYTOPOP (2007-2011, ANR) gérés par le laboratoire Chrono-environnement, des parcelles de phytomanagement ont été installées sur sites pollués par les éléments traces métalliques (ETMs), pour déterminer le potentiel de croissance d’espèces ligneuses, ainsi que les voies de valorisation des biomasses produites. Dans le cadre de mon projet de thèse, différentes approches ont été mises en œuvre afin d’identifier et de caractériser les microorganismes inféodés aux végétaux ligneux implantés, avec pour finalité la production de ressources microbiennes permettant d’améliorer la reprise et la croissance des arbres sur sols pollués. La première approche a consisté à étudier les communautés microbiennes en association avec les espèces ligneuses par une approche innovante de séquençage à haut débit associée à l’analyse physico-chimique des sols. Cette méthode a été mise au point et testée sur trois sites expérimentaux contaminés par des ETMs. Elle a permis de révéler les changements dans la structure et la composition des communautés microbiennes dus à la nature du couvert végétal et aux caractéristiques du sol (Zappelini et al., 2015; Foulon et al., 2016a; b). La deuxième approche a consisté à isoler et caractériser les champignons mycorhiziens et endophytes associés à des peupliers (Berthelot et al., 2016; Lacercat-Didier et al., 2016). Ces champignons sont connus pour favoriser la croissance des végétaux qu’ils colonisent mais également pour conférer une meilleure tolérance face à un stress métallique. Plusieurs campagnes de prélèvements de racines et de champignons sur différents sites pollués ont permis l’isolement de souches fongiques tolérantes aux ETMs (comme Serendipita vermifera) et améliorant la croissance (Phialophora sp. et Leptodontidium sp.). Dans une troisième approche, les mécanismes impliqués dans la résistance aux ETMs ont été étudiés i) chez Paxillus involutus pour le Hg (Foulon et al. manuscrit en préparation) ii) par métatranscriptomique fonctionnelle pour le Zn et Cd (Lehembre et al., 2013). L’ensemble de ces travaux a permis i) d’améliorer nos connaissances sur l’impact du couvert ligneux sur la structure et la composition des communautés microbiennes, et sur la compréhension des mécanismes physiologiques mis en jeu ii) de constituer une collection de souches fongiques d’intérêt pour le phytomanagement de sols contaminés par les ETMs
Anthropogenic activities can cause dramatic changes in ecosystem structures and their ecological services. Phytomanagement based on the use of woody species can contribute to soil and microbial diversity restoration, while allowing the production of biomass of interest. As part of PROLIPHYT (2013-2018, ADEME), BIOFILTREE (2010-2014, ANR) and PHYTOPOP (2007-2011, ANR) projects, managed by the Chrono-environment laboratory, phytomanagement plots were installed on trace elements (TE) polluted sites to determine the growth potential of woody species and the recovery methods of biomass produced. In my PhD project, different approaches have been implemented to identify and characterize microorganisms subservient to implanted woody plants, with the aim of producing microbial resources to improve the recovery and growth of trees on polluted soil. The first approach was to study microbial communities in association with woody species by innovative high throughput sequencing approach associated with the physical and chemical analysis of soils. This method was developed and tested on three experimental sites contaminated by TE. It revealed changes in the structure and composition of microbial communities due to the nature of the vegetation cover and the soil characteristics (Zappelini et al., 2015; Foulon et al., 2016a; b). The second approach was to isolate and characterize mycorrhizal fungi and endophytes associated with poplars (Berthelot et al., 2016; Lacercat-Didier et al., 2016). These fungi are known to promote the growth of the plants they colonize but also to increase their TE tolerance. Several sampling campaigns of roots and sporocarps on different polluted sites have allowed the isolation of fungal strains tolerant to TE (like Serendipita vermifera) and enhancing growth (Phialophora sp. and Leptodontidium sp.). In a third approach, the mechanisms involved in TE resistance were studied i) in Paxillus involutus for Hg (Foulon et al. In prep) ii) by functional metatranscriptomics for Zn and Cd (Lehembre et al., 2013). In conclusion, this work allowed to i) improve our understanding of the impact of a woody cover on the structure and composition of microbial communities, and on the understanding of the physiological mechanisms involved ii) to constitute a collection of fungal strains that will be of great interest for future phytomanagement projects

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Lacercat-Didier, Laurence. "Filtration biologique pour la réduction des éléments traces métalliques dans la biomasse du peuplier." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0077/document.

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Abstract:

La phytostabilisation est une méthode de gestion de sites pollués par des éléments traces métalliques (ETM) grâce à une approche verte. Les champignons mycorhiziens, associés aux racines, peuvent contribuer au potentiel de phytostabilisation des arbres en réduisant notamment le transfert des ETM vers les parties aériennes. Dans le cadre du projet BIOFILTREE, plusieurs approches sont mises en oeuvre afin de sélectionner des espèces fongiques performantes en phytostabilisation. Tout d'abord, afin de cibler des espèces d'intérêt, les communautés fongiques associées aux racines de divers clones de peupliers sur un site pollué sont analysées. Tous les peupliers sont colonisés par des champignons ecto-, endomycorhiziens et endophytes. Cependant, des spécificités d'hôtes sont observées parmi ces communautés, avec notamment un champignon majoritaire du genre Hebeloma qui ne s'associe pas avec tous les génotypes. Ensuite, plusieurs campagnes de prélèvements de champignons sur divers sites pollués ont permis d'isoler des souches particulièrement tolérantes aux ETM. De très fortes variations intra- et interspécifiques sont observées lors de ces tests. En parallèle, des approches ciblées de caractérisation fonctionnelle de gènes impliqués dans l'homéostasie au zinc sont mises en oeuvre chez Laccaria bicolor, un champignon ectomycorhizien modèle. L'homéostasie aux ETM est liée entre autres à l'activité des transporteurs des familles ZIP (Zrt-, Irt- related Protein) et CDF (Cation Diffusion Facilitator). L'étude des membres de ces deux familles a permis d'affiner la compréhension des mécanismes d'absorption et de séquestration des ETM dans les hyphes des champignons ectomycorhiziens
Phytostabilization is a gentle management option for sites polluted by trace elements (TE). Mycorrhizal fungi could assist plants in stabilizing pollutants by increasing the soil-prospected volume and by immobilizing MTE in their hyphae. Within the BIOFILTREE project, several approaches were used to select fungal strains that could be used for enhancing the phytostabilization process. Firstly, the mycorrhizal status of roots of three poplar clones from a TE-polluted site and the fungi associated with the roots were analyzed. The roots were colonized by endomycorrhizal, ectomycorrhizal, and endophytic fungi. Our data also revealed some specific trends, i.e. Hebeloma species was not associated with all poplar genotypes. Secondly, several fungal strains were isolated from polluted sites and their in vitro tolerance to TE was tested. There was a strong inter- and intra-specific variation in metal tolerance. In a greenhouse study, two poplar clones were inoculated with an endomycorrhizal inoculum and grown on a TE-polluted soil. A slight modification in TE accumulation in shoots was observed. In parallel, the role of ZIP (Zrt-Irt- like Proteins) and CDF (Cation Diffusion Facilitator) proteins in TE homeostasis/tolerance was also studied in the ectomycorrhizal model fungus Laccaria bicolor. The corresponding proteins were functionally characterized by the use of different approaches (yeast complementation, GFP-chimeric proteins, transcript analyses, cell metal content analyses). This study allowed us to better understand the mechanisms underlying zinc uptake and compartmentation in the hyphae of this fungus

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Dissertations / Theses on the topic 'Champignons mycorhiziens à arbuscules'

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