Etude de populations de champignons basidiomycètes ectomycorhiziens du genre Laccaria, introduits ou spontanés, sous Douglas (Pseudotsuga menziesii).

Marc-André SELOSSE

Thèse soutenue le    1999, Université Paris XI - Orsay
Travail réalisé dans l’Equipe de Microbiologie Forestière, INRA Nancy, 54280 Champenoux, sous les directions de F. Le Tacon (INRA Nancy) et P.-H. Gouyon (Paris XI).

Les espèces du genre Laccaria forment des associations symbiotiques, ou ectomycorhizes, avec les racines des arbres tempérés. Elles ont été utilisées pour l'inoculation en pépinière d'essences forestières comme le Douglas (Pseudotsuga menziesii). Les plants sont ensuite transplantés dans les milieux naturels, ce qui pose plusieurs problèmes :

1 - la souche inoculée persiste-t-elle, voire colonise-t-elle de nouveaux systèmes racinaires ?

2 - existe-t-il une introgression du matériel génétique introduit dans les populations indigènes ?

3 - quel est l'effet de cette introduction sur la diversité des populations fongiques indigènes ?

Nous avons étudié la persistance et la dissémination de souches introduites dans une plantation expérimentale de Douglas, située à Saint-Brisson dans la Nièvre. En 1987, trois types de plants de Douglas âgés de 2 ans ont été introduits sur des placeaux distincts de ce site :

1 - plants produits sur sol désinfecté puis inoculé avec une souche américaine, L. bicolor S238N ;

2 - plants produits sur sol désinfecté puis inoculé avec une souche française, L. bicolor 81306 ;

3 - plants non inoculés témoins (mycorhizés par des ectomycorhiziens spontanés).

En 1994, les plants inoculés avaient encore une croissance significativement supérieure (+16%) à celle des témoins et la communauté ectomycorhizienne montrait majoritairement des fructifications de Laccaria spp. Ceci justifiait l'étude de la survie des souches inoculées sur cette plantation. Près de 1100 carpophores de Laccaria laccata et L. bicolor (deux espèces dont la délimitation reste mal définie) ont été récoltés entre 1994 et 1997, sur plus de 1000 m2.

Afin d'étudier cette population, des marqueurs génétiques directement amplifiables par PCR sur les carpophores ont été mis au point. Le polymorphisme de l'ADN ribosomal nucléaire et mitochondrial a permis de distinguer le cytotype des souches introduites de ceux des populations françaises de Laccaria spp. L'analyse d'hétéroduplexes a notamment permis de distinguer entre eux des produits d'amplification différant par la séquence, mais non distinguables par leur taille ou leur polymorphisme de restriction. Des marqueurs RAPD reproductibles ont aussi été mis au point et leur ségrégation méiotique a été suivie dans des descendances haploïdes des deux souches inoculées.

L'étude des carpophores de Laccaria spp. de la plantation à l'aide de ces marqueurs montre que les deux souches introduites persistent 8 à 10 ans après la transplantation des arbres (soit 10 à 12 ans après leur inoculation) et fructifient abondamment sur les placeaux inoculés. Parmi les autres génotypes présents, aucun ne provient d'autofécondation des souches introduites (le risque d'une confusion avec une F1 issue d'autofécondation étant de 8.10-4 pour S238N et de 5,8.10-4 pour 81306). Dans le cas de L. bicolor S238N, aucune introgression nucléaire n'a été détectée, bien que cette souche soit inter fertile avec les génotypes indigènes in vitro. Dans le cas de L. bicolor 81306, l'existence d'hybride est possible, mais difficile à certifier car la souche est trop peu différenciée génétiquement des autres genets européens. Aucune introgression cytoplasmique (ADN mitochondrial) n'a été constatée dans les deux cas.

Les souches inoculés ne pénètrent pas sur les placeaux non inoculés, à l'exception d'un seul, qui est exclusivement colonisé par les souches S238N et 81306. La souche 81306 a envahi ce placeau à une vitesse de croissance végétative de 1,1 m/an, nettement supérieure aux vitesses de croissance admises. Les génotypes indigènes sont petits et non fragmentés (largeur maximale inférieure à 3,3 m, densité 500 génotype/ha). Leur nombre et leur localisation ne varie pas significativement entre les placeaux inoculés et non inoculés. Ils résultent probablement d'une colonisation récente de la plantation par basidiospores. Certains d'entre eux persistent durant 3 ans au moins, sans changement notable de leur aire de répartition, mais ne fructifient pas certaines années intermédiaires, suggérant que les carpophores ne sont pas des estimateurs exactes de la population.

Des données à plus long terme (notamment après perturbation du site) et une étude des populations sur les mycorhizes seront nécessaires, bien que des résultats préliminaires suggèrent que la souche S238N forme effectivement des mycorhizes sous les placeaux inoculés. Cette persistance, associée à un effet positif sur la croissance des arbres et à une perturbation limitée des populations indigènes, constitue un résultat encourageant pour l'inoculation contrôlée de souches ectomycorhiziennes en pépinière.