Les mycorhizes: une symbiose plante-champignon gagnante

Que diriez-vous de profiter d’une association naturelle entre un champignon et les racines des plantes pour améliorer sa croissance plutôt que d’utiliser des engrais de synthèses? Cette association se nomme Mycorhize (2).

Un manque d’accessibilité

On oublie souvent que les sols en santé contiennent des ressources impressionnantes en éléments nutritifs. Par contre, les plantes ont parfois de la difficulté à puiser ceux qui se situent sous les 15 cm supérieurs du sol où règnent les racines, ou qui sont sous une forme non-assimilable. C’est le même problème avec l’eau, qui est souvent située en profondeur, mais absente à la surface puisque la compétition racinaire est trop importante, et que le taux d’évaporation est accentué par l’effet de la chaleur du soleil. Dans ces situations où l’accès aux éléments nutritifs et à l’eau est difficile, les mycorhizes sont la solution. Elles permettent d’éviter d’utiliser des engrais de synthèses nocifs pour l’environnement et souvent inutiles (1-5).

Association gagnant-gagnant

Les mycorhizes sont des associations symbiotiques (dites gagnants-gagnants car toutes les parties profitent de l’association). Elles ont lieu entre les hyphes d’un champignon et les racines d’une plante. Les hyphes de champignons forment des réseaux très étendus dans le sol, qui permettent d’aller puiser les éléments nutritifs dans un très grand volume de sol comparativement à celui que peuvent prospecter les racines des plantes. En échange, les champignons puisent les sucres de la plante, lors de leur retour des feuilles vers les racines. Puisqu’il existe une grande diversité de plantes pour s’associer avec les champignons, il existe aussi une grande diversité de champignons pouvant former des mycorhizes. On reconnaît quatre principaux types de mycorhizes : les mycorhizes arbusculaires, les ectomycorhizes, les mycorhizes éricoïdes et les mycorhizes des orchidées (2, 6).

Mycorhizes arbusculaires

Les mycorhizes arbusculaires touchent la majorité des espèces de plantes terrestres (70 %). L’arbuscule est la structure ramifiée formée par l’hyphe du champignon à l’intérieur de la cellule corticale de la racine de la plante, sans causer le moindre dommage à la plante. Ils incluent quelques centaines d’espèces de champignons qui ne peuvent pas être cultivés en laboratoire sans plantes hôtes, sous un nouvel embranchement : les Glomeromycota (2, 6).

Ectomycorhizes

Les ectomycorhizes touchent seulement 10 % des espèces de plantes vasculaires terrestres, surtout des arbres. Par contre, elles couvrent des superficies très étendues, comme les forêts circumboréales. Les hyphes des champignons forment un manchon mycéllien autour des radicelles et pénètrent dans les espaces intercellulaires des cellules corticales plutôt que de pénétrer à l’intérieur des cellules. Ce groupe inclue des ascomycètes et des basidiomycètes. Il comprend plusieurs milliers de champignons parmi les plus connus en sous-bois, comme les bolets, les russules, les chanterelles et les truffes.  Ces champignons peuvent facilement être cultivés en laboratoire, sans plante hôte (2, 6).

Mycorhizes éricoïdes

Les mycorhizes éricoïdes touchent seulement quelques milliers de plantes membres des éricales, principalement retrouvées en milieux tourbeux. Elles comprennent entre autres les bleuets, les rhododendrons et les canneberges. Leurs racines sont fines et ne comportent qu’une seule couche de cellule. Dans ce type de mycorhizes, les hyphes pénètrent à l’intérieur des cellules des racines pour y former des pelotons mycéliens. Les champignons impliqués sont surtout des ascomycètes produisant de petites fructifications (2, 6).

Mycorhizes des orchidées

Finalement, les mycorhizes des orchidées sont connues depuis longtemps. La germination des graines et le développement des plantes nécessitent la présence des mycorhizes. Certaines espèces d’orchidées, appelées non-chlorophylliennes car elles ne possèdent pas de cellules chlorophylliennes (et ne sont pas vertes), ont besoin obligatoirement du champignon pour exister, et ce dernier puise les sucres des plantes mycorhizées. Chez les orchidées, les hyphes forment des pelotons mycéliens dans les cellules des racines qui possèdent plusieurs couches de cellules (2, 6).

Des avantages sur tous les plans

On doit donc inoculer la bonne espèce de champignon pour initier l’association mycorhizienne avec la plante désirée. L’association permet aux plantes de profiter d’un apport important en éléments nutritifs et en eau, mais aussi d’une régulation des activités hormonales. Par exemple, l’auxine permet la ramification des racines chez les Pinacea, ce qui augmente la surface racinaire et donc l’absorption d’éléments nutritifs et d’eau, et les transferts de sucre vers le champignon. La symbiose permet aussi au sol mycorhizé de former des agrégats grâce à la glomaline sécrétée par le réseau de mycélium, et la structure fournie par ce même réseau d’enchevêtrements d’hyphes améliore la texture de sol et diminue les risques d’érosion. La symbiose mycorhizienne procure aussi aux plantes une protection contre les organismes pathogènes en favorisant une flore microbienne en santé et diversifiée où les propagules des pathogènes se développent difficilement (2, 7). Pour terminer, l’association mycorhizienne procure une résistance aux stress environnementaux. Par exemple, les racines de plantes mycorhizées peuvent mieux tolérer l’acidité et la salinité du sol (2, 8).

La foresterie et la réhabilitation de sites dégradés

Bien que l’utilisation des mycorhizes ait été étudiée en profondeur dans le domaine de l’agronomie et de l’horticulture, les mycorhizes sont aussi très efficaces dans le domaine de la foresterie. Elles aident les plants à s’approvisionner en éléments nutritifs, de la plantation au stade adulte, même dans les conditions les plus difficiles pour des végétaux. C’est le cas par exemple lors de plantations forestières en milieux dégradés par l’exploitation minière, l’industrie hydroélectrique et l’extraction de combustibles fossiles (2).

On note actuellement un appauvrissement des sols agricoles et une dégradation des milieux naturels à l’échelle internationale. Les mycorhizes seront peut-être la réponse à ces problèmes, mais l’utilisation des pesticides, herbicides et fongicides devra être remise en cause pour permettre aux solutions vertes (et vivantes) de faire leur travail dans les meilleures conditions.

Pour approfondir vos connaissances dans le domaine des mycorhizes, le livre Mycorhizes (Les) (écrit par deux professeurs-chercheurs québécois de l’Université Laval, Jacques André Fortin et Yves Piché, ainsi qu’un chercheur Français, Christian Planchette) vous fournira toute l’information dont vous rêvez, et même beaucoup d’inspiration pour de futurs projets. Pour découvrir en savoir plus sur l’agriculture et la place des mycorhizes, je vous invite à lire cet article : Cultiver en santé (aussi pour votre jardin!) et pour plus d’information sur les mycotechnologies : Des champignons pour réparer nos dégâts.

Par Catherine Emond

Références

  1. Guide de référence en fertilisation, 2ème édition (2011) Centre de Référence en Agriculture et Agroalimentaire du Québec, 473 pp.
  2. Fortin, J.A., Plenchette, C., Piché, Y. (2008) Les mycorhizes : La nouvelle révolution verte. Éditions MultiMondes et Quae.
  3. Site web du Centre Interprofessionnel Technique d’Études de la Pollution Atmosphérique, visité le 1er février 2016. http://www.citepa.org/fr/air-et-climat/polluants/effet-de-serre/potentiel-rechauffement-global-a-100-ans
  4. Glibert, PM., Burkholder, JM. (2006) The complex relationships between increases in fertilization of the earth, coastal eutrophication and proliferation of harmful algal blooms. In Ecology of harmful algae (pp. 341-354).
  5. Karlen, D.L., Mausbach, M.J., Doran, J.W., Cline, R.G., Harris, R.F., Schuman, G.E. (1997) Soil quality : A concept, definition, and framework for evaluation. Soil Science Society of America Journal. 61 : 4-10.
  6. Linderman, R.G. (1988) Mycorrhizal interactions with the rhizosphere microflora : The mycorrhizosphere effect. Phytopathology 78(3): 366-371.
  7. Hussey, R.S., Roncadori, R.W. (1982) Vesicular-arbuscular mycorrhizae may limit nematode activity and improve plant growth. Plant disease 66(1): 9-44.
  8. Sannazzaro, A.I., Ruiz, O.A., Alberto, E.O., Menendez, A.B. (2006) Alleviation of salt stress in Lotus glaber by Glomus intraradices. Plant and Soil 285: 279-287.

 

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