Evaluation et gestion des potentialités microbiennes du sol pour l'amélioration de la tolérance du caroubier aux contraintes hydriques

Khassali Hamza. 2020. Evaluation et gestion des potentialités microbiennes du sol pour l'amélioration de la tolérance du caroubier aux contraintes hydriques. Montpellier : Université de Montpellier, 178 p. Thèse de doctorat : Ecophysiologie et adaptation des plantes : Université de Montpellier

Titre anglais : Evaluation and management of soil microbial potentialities for improving the carob tree tolerance to water constraints

Encadrement : Prin, Yves ; Ouahmane, Lahcen

Résumé : Le caroubier (Ceratonia siliqua L.), est une constituante majeure de l'écosystème méditerranéen, jouant un rôle culturel et industriel important dans le pourtour méditerranéen. Cependant, ces dernières décennies connaissent un déclin du taux de réussite des plantations de caroubiers, notamment en condition d'irrigation limitante. La conservation de cette espèce est donc fortement dépendante de notre capacité à améliorer sa résistance face à l'aggravation des périodes de sécheresse. L'utilisation des champignons mycorhiziens arbusculaires, a été proposée comme une stratégie prometteuse pour améliorer la tolérance du caroubier face à la sécheresse. Cependant, les mycorhizes ne représentent qu'une partie du microbiote bénéfique pour la croissance des plantes, et les cortèges microbiens natifs, par exemple associés aux plantes pionnières de l'habitat du caroubier, pourraient représenter des sources microbiennes bénéfiques pour la survie du caroubier face au changement climatique. Les objectifs de ce travail sont (1) la caractérisation du microbiote du sol dans différents habitats associés au caroubier au Maroc, et la détermination de leur spécificité en lien avec les composantes végétales, (2) d'évaluer leur impact sur la croissance et résistance du caroubier en utilisant ces sols comme bio-inoculants. Les hypothèses sont (1) que le microbiote du sol est structuré au sein d'un habitat par la diversité floristique associée et que (2) les spécificités du microbiote du sol et des racines sont des déterminants majeurs de la croissance du caroubier et de son niveau de résistance à la sécheresse. Les résultats ont montré une prédominance des actinobactéries, protéobactéries et ascomycètes dans deux habitats majeurs du caroubier, marquée par des divergences fonctionnelles entre le Nord et le Sud. L'utilisation comme bio-inoculant de microbiotes du sol associés à différentes composantes végétales des habitats à caroubier a montré des performances similaires entre le microbiote natif du caroubier et ceux associés à l'orge et au genêt blanc. Par contre, le microbiote natif du caroubier a conféré une faible résistance face à des conditions de sécheresse, à l'inverse de celui provenant du pistachier lentisque. Les performances de croissance en condition non limitante en eau pourraient être liés à l'action conjointe de mycorhizes et de rhizobia, alors que la résistance à la sécheresse semble être conférée principalement par l'action de champignons endophytes de type DSE (dark septate endophytes), et potentiellement de mycorhizes. Le pistachier lentisque apparaît comme une cible prometteuse pour améliorer la résistance des caroubiers à la sécheresse en développant l'ingénierie de microbiotes naturels (transplantation de microbiotes du sol ou gestion des microbiotes du sol par couvert végétal).

Résumé (autre langue) : The carob tree (Ceratonia siliqua L.), is a major component of the Mediterranean ecosystem, playing an important cultural and industrial role in the Mediterranean area. However, in recent decades the success rate of carob tree plantations has been declining, particularly under limited irrigation conditions. The conservation of this species is therefore highly dependent on our ability to improve its resistance to the worsening of drought periods. The use of arbuscular mycorrhizal fungi has been proposed as a promising strategy to improve the tolerance of the carob tree to cope with drought. However, mycorrhizae represent only a part of the beneficial microbiota for plant growth, and native microbial communities, for example associated with pioneer plants in the carob tree habitat, could represent beneficial microbial sources for the survival of the carob tree in a climate change context. The objectives of this work are (1) to characterise the soil microbiota in different habitats associated with the carob tree in Morocco, and to determine their specificity in relation to the major plant components, (2) to assess their impact on the growth and resistance of the carob tree by using these soils as bio-inoculants. The hypotheses are (1) that the soil microbiota is structured within a habitat by the associated floristic diversity and (2) that the specificities of the soil and root microbiota are major determinants of the growth of the carob tree and its level of resistance to drought. The results showed a predominance of actinobacteria, proteobacteria and ascomycetes in two major carob tree habitats, characterised by functional divergences between North and South. The use as a bio-inoculant of the soil microbiota associated with different plant components of carob habitats has shown similar performances between the native carob microbiota and those associated with barley and white broom. By contrast, the native carob microbiota conferred little resistance to drought conditions, unlike that of the lentisk tree. Growth performance in non-water-limiting conditions could be linked to the joint action of mycorrhizae and rhizobia, while the improvement in drought resistance seems to be conferred mainly by the action of DSE (dark septate fungal endophytes), and potentially to mycorrhizae. The lenstik tree could be a promising target for improving carob tree resistance to drought by developing natural microbiote engineering (transplanting soil microbiotes or soil microbiote management by plant cover).

Mots-clés Agrovoc : Ceratonia siliqua, stress dû à la sécheresse, mycorhize arbusculaire, inoculation du sol, micro-organisme du sol, endophyte, Pistacia lentiscus

Mots-clés géographiques Agrovoc : Maroc

Classification Agris : F62 - Physiologie végétale - Croissance et développement

Auteurs et affiliations

• Khassali Hamza, CIRAD-BIOS-UMR LSTM (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/599127/)

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