Les ectomycorhizes sont une forme de symbiose mycorhizienne entre des champignons ascomycètes dont les truffes et surtou
Ectomycorhize

Les ectomycorhizes sont une forme de symbiose mycorhizienne entre des champignons ascomycètes dont les truffes et surtout basidiomycètes dont les Bolets, les Amanites et les Russules et environ 10 % des espèces végétales vasculaires, essentiellement des arbres de l'hémisphère nord.


Dans cette association, le champignon forme un manchon cotonneux bien visible et souvent coloré autour de la racine. Il rentre légèrement à l'intérieur des premières cellules pour y former un réseau dense. En sa présence, la plante répond par la production de racines secondaires, ce qui augmente la surface de contact. Les deux partenaires s'échangent des nutriments : la plante reçoit de l'eau et des sels minéraux ; le champignon reçoit des sucres, des lipides et des vitamines.
Contexte évolutif
Au Dévonien, il y a 380 millions d'années, la lignine fait son apparition, permettant à certaines espèces végétales en possédant d'atteindre de grandes tailles. En se décomposant, les tissus de ces végétaux produisirent d'importantes quantités de déchets ligneux.
À peu près à la même époque, les basidiomycètes et les ascomycètes, champignons capables de décomposer la lignine, divergent des gloméromycètes, qui forment déjà des mycorhizes arbusculaires. Les espèces végétales qui ont évolué de manière à former une symbiose avec les champignons décomposeurs de lignine, ont ainsi pu coloniser des substrats peu favorables aux mycorhizes arbusculaires, c'est-à-dire des substrats dont la richesse en phénols et en tannins permet l'accumulation de matière organique en préservant cette dernière des bactéries. De plus, grâce à leur capacité à altérer les minéraux, les champignons ectomycorhiziens ont permis la colonisation de certaines assises rocheuses.
Il semble que l'apparition des ectomycorhizes se soit faite indépendamment à plusieurs reprises au fil du temps.
Espèces de mycètes concernés

La majorité des espèces de champignons faisant des associations ectomycorhiziennes font partie de la division des basidiomycètes, mais on en trouve aussi plusieurs parmi les ascomycètes, et quelques-unes parmi les zygomycètes. Malgré le fait que les mycorhizes arbusculaires soient la forme la plus répandue de symbiose mycorhizienne, le nombre d'espèces de champignons concernés demeure restreint (environ 200) par rapport au nombre d'espèces de champignons ectomycorhiziens, qui s'élève, selon certains auteurs, à des dizaines de milliers, réparties dans quelques centaines de genres,. Le nombre exact demeure cependant difficile à mesurer, donc largement incertain,.
Contrairement aux champignons arbusculaires, que l'on n'a pas encore réussi à mettre en culture axénique, certaines espèces de champignons ectomycorhiziens s'avèrent faciles à cultiver. C'est notamment le cas des bolets, des amanites et des lactaires. D'autres espèces comme les truffes et les laccaires sont plus difficiles à cultiver, alors que d'autres demeurent impossible de culture.
Espèces végétales concernées


La plupart des espèces végétales dont les racines forment des associations ectomycorhiziennes sont des plantes ligneuses, principalement des arbres et des arbustes gymnospermes et angiospermes vivant sur des sols assez pauvres et acides, où la minéralisation est lente. 80 % des associations mycorhiziennes correspondent à des endomycorhizes à arbuscules entre les plantes non ligneuses de l'hémisphère nord et la plupart des plantes des Tropiques et le groupe de champignon des Gloméromycètes, les ectomycorhizes ne représentant que 2 % des espèces végétales (on en dénombre environ 8 000), mais constituent 60 % de tous les arbres de la planète, ce qui montre leur succès évolutif,. La plupart d'entre elles sont réparties parmi les Pinacées, les Araucariacées, les Cupressacées, les Gnétacées, les Polygonacées, les Nyctaginacées, les Myrtacées, les Salicacées, les Fabacées, les Fagales et les Malvales.
Ces associations ectomycorhiziennes sont des convergences évolutives apparues de nombreuses fois au cours de l'évolution. Chez une partie des angiospermes vrais, les Rosidées, ce trait montre au moins 16 origines indépendantes, impliquant notamment les gènes liés au remodelage de la paroi cellulaire. Ces associations seraient pour la plupart apparues lors de la Grande Coupure Éocène-Oligocène, caractérisée par un refroidissement climatique qui met en place les climats tempérés et boréaux actuels. Sous ces climats, l'altération et la minéralisation sont ralenties par les variations climatiques annuelles, ce qui crée des sols où les éléments biogènes sont piégés sous forme organique et minérale insoluble, favorisant ainsi ces types mycorhiziens.
Caractéristiques physionomiques


Comme l'indique son nom, la symbiose ectomycorhizienne ne présente pas de mycélium à l'intérieur des cellules des racines du végétal. Les hyphes du champignon forment plutôt le manchon, ou manteau, autour des radicelles et pénètrent entre les cellules du cortex de ces dernières pour former le réseau de Hartig. Ce réseau constitue le lieu d'échanges entre la plante, qui fournit du carbone organique, et le champignon, qui fournit divers nutriments tels l'azote et le phosphore,.
Au contraire des hyphes des champignons arbusculaires, qui sont des siphons cénocytiques (cytoplasme commun à de nombreux noyaux cellulaires n'étant pas séparés), les hyphes des champignons ectomycorhiziens sont cloisonnés. Cette caractéristique offre des avantages dont il est question plus bas, dans la section Caractéristiques physiologiques.
Les racines ectomycorhizées sont morphologiquement différentes des racines non-ectomycorhizées. Premièrement, la production de poils absorbants est inhibée. L'efficacité de ces structures est largement dépassée par celle du mycélium extraracinaire. Deuxièmement, le cortex s'hypertrophie, ce qui augmente l'espace disponible au réseau de Hartig. Troisièmement, comme cela est visible sur la photo ci-contre, les racines se ramifient davantage et leur croissance en longueur est moindre.
Écologie
La nature et composition du sol influent sur la mycorhization, qui peut aussi contribuer à la mobilisation et à des transferts horizontaux et verticaux de radionucléides (dont césium-137 des retombées de Tchernobyl).
Alors que les endomycorhizes améliorent le prélèvement dans le milieu extérieur des nutriments minéraux qu'elles apportent à leur partenaire, les ectomycorhizes sont capables de mobiliser et de transférer vers la plante hôte les nutriments (carbone, mais aussi azote, notamment celui de la chitine, les ectomycorhizes participant à la décomposition de la nécromasse fongique et de leur paroi cellulaire) piégés dans la (en) en utilisant principalement des mécanismes oxydatifs (par voie enzymatique telle que la manganèse peroxydase, ou non enzymatique telle que la réaction de Fenton),. Elle accélèrent la photosynthèse en réponse à l’augmentation des concentrations de CO2 atmosphérique lorsque l’azote du sol est un facteur limitant, augmentant l'entrée de carbone dans les écosystèmes. Elles inhibent la respiration dans les sols par les micro-organismes décomposeurs, réduisant la sortie de carbone des écosystèmes. Enfin, la litière des arbres ectomycorhizés se décompose lentement du fait de la présence de composés secondaires inhibant la dégradation de la matière organique, ce qui contribue à séquestrer du carbone dans le sol. Ces symbioses ectomycorhiziennes jouent donc un rôle clé dans la régulation du climat.
Caractéristiques physiologiques

Les ectomycorhizes remplissent plusieurs fonctions au sein des racines, et sont pour ces raisons primordiales dans de nombreux écosystèmes. En sécrétant toute une gamme de composés, la matrice extraracinaire des champignons ectomycorhiziens modifient les caractéristiques physicochimiques dans la région du sol nommée ectomycorhizosphère. Ces modifications influencent notamment l'absorption des nutriments et la résistance aux pathogènes. Les effets sur la plante peuvent aussi être indirects. En effet, certaines mycorhizes jouent un rôle sélectif dans la composition de la flore rhizosphérienne, c'est-à-dire les micro-organismes vivant dans la zone d'influence de la racine,. Ces micro-organismes peuvent jouer certains rôles, comme contribuer à la dissolution de la roche par la sécrétion d'acides organiques.
Absorption des nutriments
Les champignons ectomycorhiziens sont capables de dégrader directement la matière organique pour en tirer de l'azote sous forme d'acides aminés. Cela est possible grâce à la sécrétion de diverses enzymes ayant des cibles précises. Par exemple, les glycosidases contribuent à l'hydrolyse de la cellulose et de l'hémicellulose, les phosphatases acides contribuent à la dégradation de composés renfermant du phosphore et la chitinase contribue à l'hydrolyse de la chitine.
Les ectomycorhizes jouent aussi un rôle majeur dans l'absorption de minéraux comme le phosphore et le potassium. Il a été démontré que des champignons ectomycorhiziens arrivent à dissoudre la roche pour en extraire les minéraux et les rendre accessibles aux racines. En sécrétant des acides organiques comme l'acide oxalique, l'acide citrique et l'acide succinique, il serait possible à plusieurs espèces de champignons ectomycorhiziens de solubiliser des minéraux à partir du quartz, de l'apatite, de la biotite et du feldspath, notamment.
Apport en eau
Dans les forêts, les hyphes des champignons ectomycorhiziens forment un imposant réseau reliant ensemble plusieurs arbres. Non seulement ce réseau, extrêmement ramifié, possède-t-il un important rapport surface-volume, mais il permet des échanges entre les individus. L'eau peut ainsi voyager des régions du sols humides aux régions sèches pour être absorbée par les plantes mycorhizées s'y trouvant.
De plus, et c'est aussi le cas avec les endomycorhizes, la fermeture des stomates est plus rapides chez les plantes mycorhizées,, ce qui permet une meilleure résistance aux stress hydriques.
Résistance aux stress environnementaux
Plusieurs espèces végétales formant des ectomycorhizes vivent dans des sols acides peu favorables au développement de racines non-mycorhizées. En effet, à un pH acide, l'aluminium, le fer et le manganèse, peuvent devenir très solubles et s'avérer toxiques aux végétaux. Il a été démontré que certains champignons ectomycorhiziens sécrètent des sidérophores (acides hydroxamiques: ferricrocine,,, ferrichrome, et catécholates). Ces molécules ont la capacité de chélater certains métaux, dont les trois mentionnés plus haut, c'est-à-dire le fer, l'aluminium,, et le manganèse. Non seulement cette séquestration protégerait-elle les plantes ectomycorhizées d'une intoxication par ces métaux, mais elle empêcherait également le lessivage de ces derniers,. Cela est important puisque le fer et le manganèse sont des éléments essentiels à la croissance des végétaux.
Classification morphologique
Voiry, de la Station de Recherches sur les Sols Forestiers et la Fertilisation (C.N.R.F) de Champenoux a en 1981 a proposé une classification morphologique des ectomycorhizes (pour le chêne et le hêtre dans son cas) en trois types, qui semblent correspondre à des groupes d'espèces et qui pourrait avoir des importances trophiques différentes.
Distribution

Les ectomycorhizes sont présentes sur tous les continents, principalement dans l'hémisphère nord dans les zones climatiques subarctiques, tempérées et méditerranéennes, au sein des forêts boréales et mixtes, Mais il se trouve aussi, çà et là, des associations ectomycorhiziennes sous les tropiques Sud-américaines et africaines.
Il apparaît que les conditions édaphiques sont un facteur important pour la distribution des champignons ectomycorhiziens, en plus du climat,,,.
Notes et références
- B. Meyer-Berthaud, S. E. Scheckler & J. Wendt (1999) Archaeopteris is the earliest known modern tree. Nature 446: 904-907
- (en) Taylor JW, Berbee ML., « Dating divergences in the Fungal Tree of Life: review and new analyses », Mycologia, vol. 98, no 6, , p. 838–49 (PMID 17486961, DOI 10.3852/mycologia.98.6.838)
- J. André Fortin, Christian Plenchette & Yves Piché, Les mycorhizes, la nouvelle révolution verte, Éditions MultiMondes, Éditions Quae, 2008, 131 p. (ISBN 978-2-89544-124-3)
- B. Wang & Y.L. Qiu (2006) Phylogenetic distribution and evolution of mycorrhizas in land plants. Mycorrhiza 16:299-363. [1]
- A.C. Rinaldi, O. Comandini & T.W. Kuyper. (2008). Ectomycorrhizal fungal diversity: separating the wheat from the chaff. Fungal Diversity 33: 1-45.
- P.-E. Courty et al. (2010) The role of ectomycorrhizal communities in forest ecosystem processes: New perspectives and emerging concepts. Soil Biology and Biochemistry 42: 679-698.
- (en) van der Heijden MG1, Martin FM, Selosse MA, Sanders IR, « Mycorrhizal ecology and evolution: the past, the present, and the future », New Phytol, vol. 205, no 4, , p. 1406-1423 (DOI 10.1111/nph.13288).
- (en) van Beveren et al., « Ectomycorrhizal symbiosis evolved independently and by convergent gene duplication in rosid lineages », BioRxiv, (DOI 10.1101/2024.10.21.618687) (prépublication)
- Marc-André Selosse, François Le Tacon, « Les stratégies symbiotiques de conquête du milieu terrestre », Année Biol., vol. 2001, , p. 14.
- Simon Egli & Ivano Brunner. Les mycorhizes, une fascinante biocénose en forêt. Not. prat. 35 (2002). Institut fédéral de recherches WSL, Birmensdorf. 8 p. (ISSN 1012-6554) [2]
- Mika Tarkka, Uwe Nehls & Rüdiger Hampp (2005). Physiology of ectomycorrhiza (ECM). Progress in Botany. Volume 66, Part 3, 247-276. DOI 10.1007/3-540-27043-4_11
- Pål Axel Olsson, Håkan Wallander, Interactions between ectomycorrhizal fungi and the bacterial community in soils amended with various primary minerals Original Research Article FEMS Microbiology Ecology, Volume 27, Issue 2, October 1998, Pages 195-205
- Ivanka Nikolova, Karl J. Johanson, Anders Dahlberg, Radiocaesium in fruitbodies and mycorrhizae in ectomycorrhizal fungi ; Journal of Environmental Radioactivity ; Volume 37, Issue 1, 1997, Pages 115-125 (résumé)
- (en) B.D Lindahl & A. Tunlid, A, « Ectomycorrhizal fungi - potential organic matter decomposers, yet not saprotrophs. », New Phytol, vol. 205, no 4, , p. 1443-1447 (DOI 10.1111/nph.13201).
- (en) F. Shah et al., « Ectomycorrhizal fungi decompose soil organic matter using oxidative mechanisms adapted from saprotrophic ancestors », New Phytol, vol. 209, no 4, , p. 1705-1719 (DOI 10.1111/nph.13722).
- (en) B. S. Steidinger, T. W. Crowther, J. Liang, M. E. Van Nuland, G. D. A. Werner, P. B. Reich, G. Nabuurs, S. de-Miguel, M. Zhou, N. Picard, B. Herault, X. Zhao, C. Zhang, D. Routh, K. G. Peay & GFBI consortium, « Climatic controls of decomposition drive the global biogeography of forest-tree symbioses », Nature, vol. 569, , p. 404–408 (DOI 10.1038/s41586-019-1128-0).
- C. Calvaruso, MP Turpault, E. Leclerc, P. Frey-Klett (2007). Impact of ectomycorrhizosphere on the functional diversity of soil bacterial and fungal communities from a forest stand in relation to nutrient mobilization processes. Microbial Ecology 54(3):567-577. [3]
- P. Frey-Klett, J. Garbaye & M. Tarkka (2007). The mycorrhiza helper bacteria revisited. New Phytologist 176: 22-36. « http://www.aseanbiodiversity.info/Abstract/51012405.pdf »(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?) (consulté le )
- Hakan Wallander (2000). Uptake of P from apatite by Pinus sylvestris seedlings colonised by different ectomycorrhizal fungi. Plant and Soil 218: 249-256.
- Hakan Wallander & Tonnie Wickman (1999). Biotite and microcline as potassium sources in ectomycorrhizal and non-mycorrhizal Pinus sylvestris seedlings. Mycorrhiza 9:25-32. [4]
- A. Machuca, G. Pereira, A. Aguiar, AMF Milagres (2007). Metal-chelating compounds produced by ectomycorrhizal fungi collected from pine plantations. Letters in applied microbiology 44(1):7-12. [5]
- A. Rosling & R. D. Finlay (2005). Response of different ectomycorrhizal fungi to mineral substrate. Geochimica et Cosmopolita acta 69:222-232.
- L.M. Egerton-Warburton, J.I. Querejeta, M.F. Allen (2007). Common mycorrhizal networks provide a potential pathway for the transfer of hydraulically lifted water between plants. Journal of experimental botany 58(6):1473-1483. [6]
- M. B. Oyun, S. A. Adeduntan & S. A. Suberu (2010). Influence of watering regime and mycorrhizae inoculations on the physiology and early growth of Acacia senegal (L.) Wild.. African Journal of Plant Science 4(7):210-216
- M.S. Lamhamedi, P.Y. Bernier et J.A. Fortin (1992). Hydraulic conductance and soil water potentialat the soil-root interface of Pinus pinaster seedlings inoculated with different dikaryions of Pisolithus sp.. Tree Physiol. 10:231-244.
- L. Yuan, J.G. Huang, X.L. Li & P. Christie (2004). Biological mobilization of potassium from clay minerals by ectomycorrhizal fungi and eucalypt seedling roots. Plant and Soil 262:351-361.
- S.J.M. Holmström, U.S. Lundström, R.D. Finlay & P.A.W. van Hees (2004). Siderophores in forest soil solution. Biogeochemistry 71:247-258.
- K. Haselwandter & G. Winkelmann (2002). Ferricrocin - an ectomycorrhizal siderophore of Cenococcum geophilum. Biometals 15:73-77. [7]
- (en) J. B. Neilands, « Siderophores: Structure and Function of Microbial Iron Transport Compounds », J. Biol. Chem., vol. 270, no 45, , p. 26723–26726 (PMID 7592901, DOI 10.1074/jbc.270.45.26723)
- (en) A. del Olmo, C. Caramelo, and C. SanJose, « Fluorescent complex of pyoverdin with aluminum », Journal of Inorganic Biochemistry, vol. 97, no 4, , p. 384–387 (PMID 14568244, DOI 10.1016/S0162-0134(03)00316-7)
- (en) G. Carrillo-Castañeda, J. Juárez Muños, J. R. Peralta-Videa, E. Gomez, K. J. Tiemannb, M. Duarte-Gardea and J. L. Gardea-Torresdey, « Alfalfa growth promotion by bacteria grown under iron limiting conditions », , vol. 6, no 3, , p. 391–399 (DOI 10.1016/S1093-0191(02)00054-0)
- Voiry H (1981) Classification morphologique des ectomycorhizes du chêne et du hêtre dans le nord‐est de la France. European Journal of Forest Pathology, 11(5‐6), 284-299. (fr) (résumé en anglais)
- D.J. Read (1991). Mycorrhizas in ecosystems. Experientia 47(4):376-391.
- E.B. Allen, M.F. Allen, D.J. Helm, J.M. Trappe, R.M. Molina & M. Rincon (1995). Patterns and regulation of mycorrhizal plant and fungal diversity. Plant and Soil 170:47–62.
- A. Dahlberg (2001). Community ecology of ectomycorrhizal fungi: an advancing interdiciplinary field. New Phytologist 150:555–562.
- N. Villeneuve, M.M. Grandtner & J.A. FORTIN (1991). The coenological organization of ectomycorrhizal macrofungi in the Laurentide Mountains of Quebec. Can. J. Bot. 69:2215-2224.
- M. Brundrett (1991). Mycrorrhizas in natural ecosystems. Advances in Ecological Research 21:173-313.
Voir aussi
Articles connexes
- Mycologie
- Pédologie
- Mycorhize
- Ascomycota
- Basidiomycota
- Symbiose
Liens externes
- (fr) INRA, MycorWiki : un wiki sur les mycorhizes (INRA de Nancy)
- (en) Une revue de littérature sur les mycorhizes
- (fr) Muséum national d'Histoire Naturelle, Littérature sur les mycorhizes(Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité)
Bibliographie
- Selosse M.-A. (2000) La symbiose : structures et fonctions, rôle écologique et évolutif. Vuibert (fr)
- Horton Tr & Bruns TD (2001) The molecular revolution in ectomycorrhizal ecology : peeking into the black box. Mol Ecol 10: 1855–1871 (en)
- Garbaye J. (2013) La symbiose mycorhizienne. Une association entre les plantes et les champignons. Quae
- Selosse M.-A. (2017) Jamais seul. Ces microbes qui construisent les plantes, les animaux et les civilisations. Actes Sud
- Portail de la botanique
- Portail de la mycologie
- Portail du bois et de la forêt
Auteur: www.NiNa.Az
Date de publication:
wikipedia, wiki, wikipédia, livre, livres, bibliothèque, article, lire, télécharger, gratuit, téléchargement gratuit, mp3, vidéo, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, image, musique, chanson, film, livre, jeu, jeux, mobile, téléphone, android, ios, apple, téléphone portable, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, ordinateur
Les ectomycorhizes sont une forme de symbiose mycorhizienne entre des champignons ascomycetes dont les truffes et surtout basidiomycetes dont les Bolets les Amanites et les Russules et environ 10 des especes vegetales vasculaires essentiellement des arbres de l hemisphere nord Differents types d ectomycorhizes en manchon sur des racines d arbres Racines de Pin Pinus radiata recouvertes par les hyphes d une Amanite tue mouche formant ainsi des ectomycorhyzes Dans cette association le champignon forme un manchon cotonneux bien visible et souvent colore autour de la racine Il rentre legerement a l interieur des premieres cellules pour y former un reseau dense En sa presence la plante repond par la production de racines secondaires ce qui augmente la surface de contact Les deux partenaires s echangent des nutriments la plante recoit de l eau et des sels mineraux le champignon recoit des sucres des lipides et des vitamines Contexte evolutifAu Devonien il y a 380 millions d annees la lignine fait son apparition permettant a certaines especes vegetales en possedant d atteindre de grandes tailles En se decomposant les tissus de ces vegetaux produisirent d importantes quantites de dechets ligneux A peu pres a la meme epoque les basidiomycetes et les ascomycetes champignons capables de decomposer la lignine divergent des glomeromycetes qui forment deja des mycorhizes arbusculaires Les especes vegetales qui ont evolue de maniere a former une symbiose avec les champignons decomposeurs de lignine ont ainsi pu coloniser des substrats peu favorables aux mycorhizes arbusculaires c est a dire des substrats dont la richesse en phenols et en tannins permet l accumulation de matiere organique en preservant cette derniere des bacteries De plus grace a leur capacite a alterer les mineraux les champignons ectomycorhiziens ont permis la colonisation de certaines assises rocheuses Il semble que l apparition des ectomycorhizes se soit faite independamment a plusieurs reprises au fil du temps Especes de mycetes concernesLactaire delicieux Lactarius deliciosus champignon ectomycorhizien en culture dans une boite de Petri A gauche un bolet Boletus edulis et a droite une amanite tue mouches Amanita muscaria deux especes de basidiomycetes formant des ectomycorhizes La majorite des especes de champignons faisant des associations ectomycorhiziennes font partie de la division des basidiomycetes mais on en trouve aussi plusieurs parmi les ascomycetes et quelques unes parmi les zygomycetes Malgre le fait que les mycorhizes arbusculaires soient la forme la plus repandue de symbiose mycorhizienne le nombre d especes de champignons concernes demeure restreint environ 200 par rapport au nombre d especes de champignons ectomycorhiziens qui s eleve selon certains auteurs a des dizaines de milliers reparties dans quelques centaines de genres Le nombre exact demeure cependant difficile a mesurer donc largement incertain Contrairement aux champignons arbusculaires que l on n a pas encore reussi a mettre en culture axenique certaines especes de champignons ectomycorhiziens s averent faciles a cultiver C est notamment le cas des bolets des amanites et des lactaires D autres especes comme les truffes et les laccaires sont plus difficiles a cultiver alors que d autres demeurent impossible de culture Especes vegetales concerneesEn blanc le mycelium de champignons ectomycorhizens associes aux racines brunes d une Epinette blanche Picea glauca Ectomycorhizes jaunes d une espece de Scleroderma sur les racines d un Pin Chine La plupart des especes vegetales dont les racines forment des associations ectomycorhiziennes sont des plantes ligneuses principalement des arbres et des arbustes gymnospermes et angiospermes vivant sur des sols assez pauvres et acides ou la mineralisation est lente 80 des associations mycorhiziennes correspondent a des endomycorhizes a arbuscules entre les plantes non ligneuses de l hemisphere nord et la plupart des plantes des Tropiques et le groupe de champignon des Glomeromycetes les ectomycorhizes ne representant que 2 des especes vegetales on en denombre environ 8 000 mais constituent 60 de tous les arbres de la planete ce qui montre leur succes evolutif La plupart d entre elles sont reparties parmi les Pinacees les Araucariacees les Cupressacees les Gnetacees les Polygonacees les Nyctaginacees les Myrtacees les Salicacees les Fabacees les Fagales et les Malvales Ces associations ectomycorhiziennes sont des convergences evolutives apparues de nombreuses fois au cours de l evolution Chez une partie des angiospermes vrais les Rosidees ce trait montre au moins 16 origines independantes impliquant notamment les genes lies au remodelage de la paroi cellulaire Ces associations seraient pour la plupart apparues lors de la Grande Coupure Eocene Oligocene caracterisee par un refroidissement climatique qui met en place les climats temperes et boreaux actuels Sous ces climats l alteration et la mineralisation sont ralenties par les variations climatiques annuelles ce qui cree des sols ou les elements biogenes sont pieges sous forme organique et minerale insoluble favorisant ainsi ces types mycorhiziens Caracteristiques physionomiquesEctomycorhizes d un Lactaire delicieux sur les racines d un Pin Sur ces coupes transversales est visible le feutrage des hyphes du champignon qui entourent la racine et penetrent dans ses cellules corticales Les deux principaux types de mycorhizes les endomycorhizes et les ectomycorhizes dont voici des vues en coupe tres schematiques Comme l indique son nom la symbiose ectomycorhizienne ne presente pas de mycelium a l interieur des cellules des racines du vegetal Les hyphes du champignon forment plutot le manchon ou manteau autour des radicelles et penetrent entre les cellules du cortex de ces dernieres pour former le reseau de Hartig Ce reseau constitue le lieu d echanges entre la plante qui fournit du carbone organique et le champignon qui fournit divers nutriments tels l azote et le phosphore Au contraire des hyphes des champignons arbusculaires qui sont des siphons cenocytiques cytoplasme commun a de nombreux noyaux cellulaires n etant pas separes les hyphes des champignons ectomycorhiziens sont cloisonnes Cette caracteristique offre des avantages dont il est question plus bas dans la section Caracteristiques physiologiques Les racines ectomycorhizees sont morphologiquement differentes des racines non ectomycorhizees Premierement la production de poils absorbants est inhibee L efficacite de ces structures est largement depassee par celle du mycelium extraracinaire Deuxiemement le cortex s hypertrophie ce qui augmente l espace disponible au reseau de Hartig Troisiemement comme cela est visible sur la photo ci contre les racines se ramifient davantage et leur croissance en longueur est moindre EcologieLa nature et composition du sol influent sur la mycorhization qui peut aussi contribuer a la mobilisation et a des transferts horizontaux et verticaux de radionucleides dont cesium 137 des retombees de Tchernobyl Alors que les endomycorhizes ameliorent le prelevement dans le milieu exterieur des nutriments mineraux qu elles apportent a leur partenaire les ectomycorhizes sont capables de mobiliser et de transferer vers la plante hote les nutriments carbone mais aussi azote notamment celui de la chitine les ectomycorhizes participant a la decomposition de la necromasse fongique et de leur paroi cellulaire pieges dans la en en utilisant principalement des mecanismes oxydatifs par voie enzymatique telle que la manganese peroxydase ou non enzymatique telle que la reaction de Fenton Elle accelerent la photosynthese en reponse a l augmentation des concentrations de CO2 atmospherique lorsque l azote du sol est un facteur limitant augmentant l entree de carbone dans les ecosystemes Elles inhibent la respiration dans les sols par les micro organismes decomposeurs reduisant la sortie de carbone des ecosystemes Enfin la litiere des arbres ectomycorhizes se decompose lentement du fait de la presence de composes secondaires inhibant la degradation de la matiere organique ce qui contribue a sequestrer du carbone dans le sol Ces symbioses ectomycorhiziennes jouent donc un role cle dans la regulation du climat Caracteristiques physiologiquesSysteme racinaire en jaune peu visible d un jeune plant de Pin ses ectomycorhizes taches blanches et le mycelium du champignon reseau blanc Les ectomycorhizes remplissent plusieurs fonctions au sein des racines et sont pour ces raisons primordiales dans de nombreux ecosystemes En secretant toute une gamme de composes la matrice extraracinaire des champignons ectomycorhiziens modifient les caracteristiques physicochimiques dans la region du sol nommee ectomycorhizosphere Ces modifications influencent notamment l absorption des nutriments et la resistance aux pathogenes Les effets sur la plante peuvent aussi etre indirects En effet certaines mycorhizes jouent un role selectif dans la composition de la flore rhizospherienne c est a dire les micro organismes vivant dans la zone d influence de la racine Ces micro organismes peuvent jouer certains roles comme contribuer a la dissolution de la roche par la secretion d acides organiques Absorption des nutriments Les champignons ectomycorhiziens sont capables de degrader directement la matiere organique pour en tirer de l azote sous forme d acides amines Cela est possible grace a la secretion de diverses enzymes ayant des cibles precises Par exemple les glycosidases contribuent a l hydrolyse de la cellulose et de l hemicellulose les phosphatases acides contribuent a la degradation de composes renfermant du phosphore et la chitinase contribue a l hydrolyse de la chitine Les ectomycorhizes jouent aussi un role majeur dans l absorption de mineraux comme le phosphore et le potassium Il a ete demontre que des champignons ectomycorhiziens arrivent a dissoudre la roche pour en extraire les mineraux et les rendre accessibles aux racines En secretant des acides organiques comme l acide oxalique l acide citrique et l acide succinique il serait possible a plusieurs especes de champignons ectomycorhiziens de solubiliser des mineraux a partir du quartz de l apatite de la biotite et du feldspath notamment Apport en eau Dans les forets les hyphes des champignons ectomycorhiziens forment un imposant reseau reliant ensemble plusieurs arbres Non seulement ce reseau extremement ramifie possede t il un important rapport surface volume mais il permet des echanges entre les individus L eau peut ainsi voyager des regions du sols humides aux regions seches pour etre absorbee par les plantes mycorhizees s y trouvant De plus et c est aussi le cas avec les endomycorhizes la fermeture des stomates est plus rapides chez les plantes mycorhizees ce qui permet une meilleure resistance aux stress hydriques Resistance aux stress environnementaux Plusieurs especes vegetales formant des ectomycorhizes vivent dans des sols acides peu favorables au developpement de racines non mycorhizees En effet a un pH acide l aluminium le fer et le manganese peuvent devenir tres solubles et s averer toxiques aux vegetaux Il a ete demontre que certains champignons ectomycorhiziens secretent des siderophores acides hydroxamiques ferricrocine ferrichrome et catecholates Ces molecules ont la capacite de chelater certains metaux dont les trois mentionnes plus haut c est a dire le fer l aluminium et le manganese Non seulement cette sequestration protegerait elle les plantes ectomycorhizees d une intoxication par ces metaux mais elle empecherait egalement le lessivage de ces derniers Cela est important puisque le fer et le manganese sont des elements essentiels a la croissance des vegetaux Classification morphologiqueVoiry de la Station de Recherches sur les Sols Forestiers et la Fertilisation C N R F de Champenoux a en 1981 a propose une classification morphologique des ectomycorhizes pour le chene et le hetre dans son cas en trois types qui semblent correspondre a des groupes d especes et qui pourrait avoir des importances trophiques differentes DistributionLes principales zones climatiques de la Terre Les ectomycorhizes sont presentes sur tous les continents principalement dans l hemisphere nord dans les zones climatiques subarctiques temperees et mediterraneennes au sein des forets boreales et mixtes Mais il se trouve aussi ca et la des associations ectomycorhiziennes sous les tropiques Sud americaines et africaines Il apparait que les conditions edaphiques sont un facteur important pour la distribution des champignons ectomycorhiziens en plus du climat Notes et referencesB Meyer Berthaud S E Scheckler amp J Wendt 1999 Archaeopteris is the earliest known modern tree Nature 446 904 907 en Taylor JW Berbee ML Dating divergences in the Fungal Tree of Life review and new analyses Mycologia vol 98 no 6 2006 p 838 49 PMID 17486961 DOI 10 3852 mycologia 98 6 838 a b c d e f g et h J Andre Fortin Christian Plenchette amp Yves Piche Les mycorhizes la nouvelle revolution verte Editions MultiMondes Editions Quae 2008 131 p ISBN 978 2 89544 124 3 a et b B Wang amp Y L Qiu 2006 Phylogenetic distribution and evolution of mycorrhizas in land plants Mycorrhiza 16 299 363 1 a b c et d A C Rinaldi O Comandini amp T W Kuyper 2008 Ectomycorrhizal fungal diversity separating the wheat from the chaff Fungal Diversity 33 1 45 a b et c P E Courty et al 2010 The role of ectomycorrhizal communities in forest ecosystem processes New perspectives and emerging concepts Soil Biology and Biochemistry 42 679 698 en van der Heijden MG1 Martin FM Selosse MA Sanders IR Mycorrhizal ecology and evolution the past the present and the future New Phytol vol 205 no 4 mars 2015 p 1406 1423 DOI 10 1111 nph 13288 en van Beveren et al Ectomycorrhizal symbiosis evolved independently and by convergent gene duplication in rosid lineages BioRxiv 21 octobre 2024 DOI 10 1101 2024 10 21 618687 prepublication Marc Andre Selosse Francois Le Tacon Les strategies symbiotiques de conquete du milieu terrestre Annee Biol vol 2001 novembre 2001 p 14 Simon Egli amp Ivano Brunner Les mycorhizes une fascinante biocenose en foret Not prat 35 2002 Institut federal de recherches WSL Birmensdorf 8 p ISSN 1012 6554 2 Mika Tarkka Uwe Nehls amp Rudiger Hampp 2005 Physiology of ectomycorrhiza ECM Progress in Botany Volume 66 Part 3 247 276 DOI 10 1007 3 540 27043 4 11 Pal Axel Olsson Hakan Wallander Interactions between ectomycorrhizal fungi and the bacterial community in soils amended with various primary minerals Original Research Article FEMS Microbiology Ecology Volume 27 Issue 2 October 1998 Pages 195 205 Ivanka Nikolova Karl J Johanson Anders Dahlberg Radiocaesium in fruitbodies and mycorrhizae in ectomycorrhizal fungi Journal of Environmental Radioactivity Volume 37 Issue 1 1997 Pages 115 125 resume en B D Lindahl amp A Tunlid A Ectomycorrhizal fungi potential organic matter decomposers yet not saprotrophs New Phytol vol 205 no 4 2015 p 1443 1447 DOI 10 1111 nph 13201 en F Shah et al Ectomycorrhizal fungi decompose soil organic matter using oxidative mechanisms adapted from saprotrophic ancestors New Phytol vol 209 no 4 2016 p 1705 1719 DOI 10 1111 nph 13722 en B S Steidinger T W Crowther J Liang M E Van Nuland G D A Werner P B Reich G Nabuurs S de Miguel M Zhou N Picard B Herault X Zhao C Zhang D Routh K G Peay amp GFBI consortium Climatic controls of decomposition drive the global biogeography of forest tree symbioses Nature vol 569 mai 2019 p 404 408 DOI 10 1038 s41586 019 1128 0 a et b C Calvaruso MP Turpault E Leclerc P Frey Klett 2007 Impact of ectomycorrhizosphere on the functional diversity of soil bacterial and fungal communities from a forest stand in relation to nutrient mobilization processes Microbial Ecology 54 3 567 577 3 P Frey Klett J Garbaye amp M Tarkka 2007 The mycorrhiza helper bacteria revisited New Phytologist 176 22 36 http www aseanbiodiversity info Abstract 51012405 pdf Archive org Wikiwix Archive is Google Que faire consulte le 7 avril 2013 a et b Hakan Wallander 2000 Uptake of P from apatite by Pinus sylvestris seedlings colonised by different ectomycorrhizal fungi Plant and Soil 218 249 256 a et b Hakan Wallander amp Tonnie Wickman 1999 Biotite and microcline as potassium sources in ectomycorrhizal and non mycorrhizal Pinus sylvestris seedlings Mycorrhiza 9 25 32 4 a et b A Machuca G Pereira A Aguiar AMF Milagres 2007 Metal chelating compounds produced by ectomycorrhizal fungi collected from pine plantations Letters in applied microbiology 44 1 7 12 5 A Rosling amp R D Finlay 2005 Response of different ectomycorrhizal fungi to mineral substrate Geochimica et Cosmopolita acta 69 222 232 L M Egerton Warburton J I Querejeta M F Allen 2007 Common mycorrhizal networks provide a potential pathway for the transfer of hydraulically lifted water between plants Journal of experimental botany 58 6 1473 1483 6 M B Oyun S A Adeduntan amp S A Suberu 2010 Influence of watering regime and mycorrhizae inoculations on the physiology and early growth of Acacia senegal L Wild African Journal of Plant Science 4 7 210 216 M S Lamhamedi P Y Bernier et J A Fortin 1992 Hydraulic conductance and soil water potentialat the soil root interface of Pinus pinaster seedlings inoculated with different dikaryions of Pisolithus sp Tree Physiol 10 231 244 L Yuan J G Huang X L Li amp P Christie 2004 Biological mobilization of potassium from clay minerals by ectomycorrhizal fungi and eucalypt seedling roots Plant and Soil 262 351 361 a et b S J M Holmstrom U S Lundstrom R D Finlay amp P A W van Hees 2004 Siderophores in forest soil solution Biogeochemistry 71 247 258 K Haselwandter amp G Winkelmann 2002 Ferricrocin an ectomycorrhizal siderophore of Cenococcum geophilum Biometals 15 73 77 7 en J B Neilands Siderophores Structure and Function of Microbial Iron Transport Compounds J Biol Chem vol 270 no 45 1995 p 26723 26726 PMID 7592901 DOI 10 1074 jbc 270 45 26723 a et b en A del Olmo C Caramelo and C SanJose Fluorescent complex of pyoverdin with aluminum Journal of Inorganic Biochemistry vol 97 no 4 2003 p 384 387 PMID 14568244 DOI 10 1016 S0162 0134 03 00316 7 en G Carrillo Castaneda J Juarez Munos J R Peralta Videa E Gomez K J Tiemannb M Duarte Gardea and J L Gardea Torresdey Alfalfa growth promotion by bacteria grown under iron limiting conditions vol 6 no 3 2002 p 391 399 DOI 10 1016 S1093 0191 02 00054 0 Voiry H 1981 Classification morphologique des ectomycorhizes du chene et du hetre dans le nord est de la France European Journal of Forest Pathology 11 5 6 284 299 fr resume en anglais a et b D J Read 1991 Mycorrhizas in ecosystems Experientia 47 4 376 391 a et b E B Allen M F Allen D J Helm J M Trappe R M Molina amp M Rincon 1995 Patterns and regulation of mycorrhizal plant and fungal diversity Plant and Soil 170 47 62 A Dahlberg 2001 Community ecology of ectomycorrhizal fungi an advancing interdiciplinary field New Phytologist 150 555 562 N Villeneuve M M Grandtner amp J A FORTIN 1991 The coenological organization of ectomycorrhizal macrofungi in the Laurentide Mountains of Quebec Can J Bot 69 2215 2224 M Brundrett 1991 Mycrorrhizas in natural ecosystems Advances in Ecological Research 21 173 313 Voir aussiArticles connexes Mycologie Pedologie Mycorhize Ascomycota Basidiomycota Symbiose Liens externes fr INRA MycorWiki un wiki sur les mycorhizes INRA de Nancy en Une revue de litterature sur les mycorhizes fr Museum national d Histoire Naturelle Litterature sur les mycorhizes Institut de Systematique Evolution Biodiversite Bibliographie Selosse M A 2000 La symbiose structures et fonctions role ecologique et evolutif Vuibert fr Horton Tr amp Bruns TD 2001 The molecular revolution in ectomycorrhizal ecology peeking into the black box Mol Ecol 10 1855 1871 en Garbaye J 2013 La symbiose mycorhizienne Une association entre les plantes et les champignons Quae Selosse M A 2017 Jamais seul Ces microbes qui construisent les plantes les animaux et les civilisations Actes SudPortail de la botanique Portail de la mycologie Portail du bois et de la foret