Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2008. / Bibliogr.: f. 66-79. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse 3e cycle--Écologie microbienne--Lyon 1, 1982. / Bibliogr. p. 119-132.

La vaste majorité des plantes terrestres sont impliquées dans des interactions symbiotiques avec des champignons du sol. Ces interactions, appelées mycorhizes, jouent un rôle clé dans l’écologie des plantes en influençant plusieurs facettes de leur croissance ou de leur reproduction (e.g., nutrition, protection contre les pathogènes, activation du système immunitaire). Toutefois, nous connaissons encore très peu de choses sur l’assemblage des communautés mycorhiziennes en milieu naturel : existe-t-il de la spécificité entre certaines espèces de plantes et de champignons, ou ces associations sont-elles le fruit du hasard et des conditions locales seulement? Cette question pose un défi tant sur le plan fondamental, où nous cherchons à comprendre comment les mutualismes persistent évolutivement, que sur la plan appliqué, où nous aimerions connaître comment les écosystèmes naturels s’assemblent pour guider nos pratiques de restauration écologique. Ainsi, mon doctorat a gravité autour de cette question : quels sont les mécanismes responsables de l’assemblage des communautés mycorhiziennes? En d’autres termes, qu’est-ce qui détermine qu’une plante s’associera avec certains champignons, et ne s’associera pas avec d’autres, en milieu naturel. En premier lieu, j’ai approché cette question sur le plan théorique en utilisant la théorie des réseaux comme outil pour détecter les associations préférentielles entre plantes et champignons. J’ai aussi développé, pour prédire ces associations préférentielles, un cadre théorique basé sur les traits fonctionnels des organismes, en adaptant le triangle CSR de J.P. Grime. Finalement, j’ai pu tester mes hypothèses par des observations en milieu naturel et des expériences en milieu contrôlé. L’ensemble de mes travaux ont contribué à mettre en lumière deux éléments clés de l’assemblage des communautés mycorhiziennes. Premièrement, l’assemblage semble se faire de manière hiérarchique, où d’abord des contraintes neutres comme l’abondance et la distribution spatiale déterminent quelles espèces auront l’opportunité d’interagir entre elles et ensuite, une sélection déterministe des partenaires s’opère, où les ii plantes ayant des traits fonctionnels similaires tendent à interagir avec un pool similaire de champignons mycorhiziens. Deuxièmement, bien qu’il semble y avoir de la sélection déterministe de partenaires, tant en milieu naturel qu’en milieu contrôlé, ce choix de partenaires demeure extrêmement flexible et dépend probablement des conditions locales et de phénomènes stochastiques (e.g., conditions du sol, luminosité, effets de priorité par les plantes voisines, etc.). Ces résultats permettent de mieux comprendre la spécificité dans la symbiose mycorhizienne. Ils suggèrent aussi que ces communautés symbiotiques seront fortement résilientes aux perturbations (e.g., extinction locale d’une espèce), car la spécificité dans le choix de partenaires que l’on observe sur le terrain ne semble pas résulter d’évènements de coévolution réciproque et de spécialisation.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse (Ph. D)--Université Laval, 1996. / Bibliogr.: f. 112-132. Publié aussi en version électronique.

L’étude ciblait le sud-est de Madagascar, dans la région de l’Anosy. Cette région, comme le reste de Madagascar, fait face à une dégradation écologique alarmante menaçant sa riche biodiversité. QMM, une filiale de Rio Tinto, y a démarré un important projet d’exploitation minière en 2009. La compagnie a pris plusieurs engagements sociaux et de réhabilitation écologique des sites après exploition.L’exploitation minière requiert la coupe à blanc du couvert végétal ainsi que la perturbation de la mycorhizosphère du sol pour aller chercher les minéraux jusqu’à une profondeur de vingt mètres. Étant donné le rôle des symbioses racinaires dans l’établissement des plants, ces outils biologiques devraient être partie intégrante des pratiques améliorées de réhabilitation. L’objectif du projet était donc de tester différents symbiotes racinaires (mycorhize arbusculaire, Glomus irregulare) et des bactéries fixatrices d’azote, Bradyrhizobium sp.) sur Mimosa latispinosa, une espèce d’arbuste native de la région, pionnière et fixatrice d’azote. Glomus irregulare et deux souches malgaches de Bradyrhizobium spp. (STM1415 et STM1447) ont été inoculés seuls ou en combinaison sur M. latispinosa en pépinière près du site minier. Quatre mois après l’inoculation, il n’y a pas eu un effet significatif des souches symbiotiques sur la croissance de la plante, quoiqu’une bonne colonisation ait été observée. La stérilisation du sol engendre toutefois un effet positif sur la croissance des plantes. G. irregulare et deux souches de Bradyrhizobium spp. (STM1413 et STM1415) ont également été testés sur M. latispinosa en serre au Centre National de Recherche en Environnement (CNRE) de Madagascar à Antananarivo. Ces essais ont montré que G. irregulare seul est inefficace pour stimuler la croissance de la plante, mais que l’inoculation double avec Bradyrhizobium spp. augmente significativement sa croissance. Les deux souches testées, STM1413 et STM1415, se sont montrées efficaces pour stimuler la croissance de M. latispinosa en serre. Les conditions pédologiques légèrement différentes en serre ne permettent toutefois pas de comparer les résultats aux conditions de la pépinière. / This study focused on the south-east part of Madagascar, the Anosy region. This region, as elsewhere in Madagascar, is subject to an alarming ecological degradation which is threatening its abundant biodiversity. QMM, a Rio Tinto subsidiary, started in 2009 an important mining project in this region. The company committed itself to social responsibility activities and environmental rehabilitation of the mined site. Indeed, the mining operations imply the clearcutting of the land and the disturbance of the mycorhizosphere in order to extract the minerals found at a depth of twenty meters. Considering the key role of root symbioses in the establishment of plants, these biotools should integrated parts in enhanced reclamation practices. The aim of the project was to test different symbiotic stains (arbuscular mycorrhiza, Glomus irregulare and indigenous rhizobial bacterias, Bradyrhizobium spp.) on Mimosa latispinosa, a native, pioneer and nitrogen fixing shrub. Glomus irregulare and two Malagasy strains of Bradyrhizobium spp. (STM1415 & STM1447) were inoculated alone or in combination on M. Latispinosa in nursery, located close to the mining site. Four months after inoculation, it appeared that none of the symbiotic strain had a significant effect on the plant growth, even if there was a good colonization. However, the soil sterilization produced a positive effect on the plant growth. G. irregulare and two strains of Bradyrhizobium spp. (STM1413 and STM1415) were also tested on M. latispinosa in glasshouse at the headquarter of the National Center for Environmental Research of Madagascar, located at Antananarivo. These trials showed that G. irregulare inoculated alone was ineffective for the plant growth increment, but that dual inoculation increased growth significantly. Both rhizobial strains tested, STM1413 and STM1415, were effective to stimulate the growth of M. Latispinosa in glasshouse. However, the soil conditions were slightly different in the glasshouse, making it difficult to compare the results with the nursery conditions.

Depuis leur introduction par des Européens il y a quelques siècles, les vers de terre se sont propagés dans les sols de l'Amérique du Nord. Depuis les années 2000, plusieurs fronts d'invasion dans les milieux naturels ont soulevé des inquiétudes dans la communauté scientifique. Nous avons analysé les impacts des vers de terre sur la germination des graines et la survie des semis de 14 espèces d'arbres indigènes au Québec, et nous avons investigué les façons dont ils influencent la composition végétale du sous-bois, les variables physico-chimiques du sol et les communautés microbiennes en Estrie. Nos résultats suggèrent que les vers de terre diminuent la germination des graines et les taux de survie des plantules, en plus de provoquer des effets importants chez quelques variables physico-chimiques et groupes microbiens. Nous concluons que les vers de terre exotiques ont le potentiel d'altérer la composition des espèces et le fonctionnement des érablières du sud du Québec.

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.

L’agriculture durable repose sur l’utilisation de moins d’intrants chimiques et favorise l’utilisation des produits biologiques comme le biochar. Ce dernier, à certaines doses, peut stimuler la fixation biologique d’azote chez les légumineuses. Notre projet vise à étudier l’effet d’un biochar de copeaux de pin pyrolysés à 700 ºC sur la symbiose tripartite Ensifer meliloti-Rhizophagus irregularis-Medicago sativa L., sur la production d’inocula bactériens et envers la lutte contre les agents pathogènes. Une culture de luzerne inoculée avec deux E. meliloti A2 et S14, en présence du Rhizophagus irregularis et dans un sol amendé avec 0, 15 ou 30 % de biochar (v:v) a été réalisée. Une stimulation significative de la mycorhization a été observée en présence de 15 % de biochar, et des souches A2 et S14. Par contre, l’inoculation de la luzerne avec A2 ou S14 n’a pas eu d’effet significatif sur les rendements, indiquant la présence dans le sol de souches efficaces d’E. meliloti. Une étude portant sur la survie des rhizobiums et du Bacillus subtilis MBI 600 menée pendant 120 jours à 4 et 25 °C. Elle a montré que 15 % de biochar favorise significativement la survie des cellules de rhizobiums. Par contre, pour Bacillus subtilis c’est le Pro-mix à 100 % qui supporte mieux la survie des cellules. Ainsi, l’effet de biochar sur la survie des microorganismes dépend de la nature de ces derniers et de la dose utilisée. L’étude de l’effet des trois doses du biochar sur les agents pathogènes a montré qu’à forte dose il pourrait favoriser le développement des pathogènes. Les résultats apportent des pistes pour les modalités d’application de biochar en agriculture. Par contre, notre étude est réalisée avec un seul type de biochar à trois doses. Il sera donc très important de tester d’autres types ainsi que d’autres doses de biochar. / Sustainable agriculture is based on the use of less chemical inputs and promotes the use of biological products such as biochar. Many studies clearly indicate that some biochars can stimulate biological nitrogen fixation in legumes. Our project aims to study the effect of a biochar (Pines, 700ºC) on the tripartite symbiosis Ensifer meliloti-Rhizophagus irregularis-Medicago sativa L., on the production of bacterial inocula and on the fight against pathogens. A culture of alfalfa inoculated with two strains of E. meliloti A2 or S14, in the presence of Rhizophagus irregularis and in a soil amended with 0, 15 or 30% of biochar (vol:vol) was conducted. A significant stimulation of mycorrhization was observed in the presence of 15% biochar and A2 or S14. However, inoculation of alfalfa with A2 or S14 had no significant effect on yields, indicating the presence in soil of effective strains of E. meliloti. A study on survival of rhizobia and Bacillus subtilis MBI 600 at 4°C and 25°C was conducted for 120 days. It showed that biochar (15%, vol:vol) promotes significantly the survival of rhizobial cells but for Bacillus subtilis it is the Pro-mix without biochar which supports better cell survival. Thus, the biochar effect on survival of microorganisms depends on the dose of biochar used. The effect of biochar amendments on P. ultimum and FORL colonization and infection was also evaluated. The study of the effect of three doses of biochar (0, 15, 30%; vol:vol) on pathogens showed that high doses may offer a good environment for pathogens development. Our study was performed using a single type of biochar with three doses. Therefore, it is very important to test other types and doses of biochar to be able to make recommendations.

L’exploitation minière entraine le retrait de la couche de sol vivant ainsi que l’élimination des propagules végétales et des symbiotes bénéfiques à la survie et à la croissance des plantes. Dans les écosystèmes nordiques comme la toundra subarctique, les activités minières génèrent une telle pression sur l’environnement qu’il est nécessaire de prendre des mesures pour promouvoir la restauration écologique des sites dégradés. Notre hypothèse de recherche est que l’utilisation de symbiotes racinaires peut améliorer l’établissement et la survie de communautés végétales sur des sites sévèrement perturbés. Des racines saines ont été collectées chez six espèces de plantes du site de la mine de fer de Schefferville dans le Nord-du-Québec. Les champignons associés à ces racines ont été isolés et identifiés à l’aide d’outils moléculaires en analysant les espaceurs internes transcrits (ITS) de l’ADN ribosomique. Au total, 376 champignons cultivables ont été isolés et associés à 106 unités taxonomiques opérationnelles (OTU). Ces communautés cultivables montrent des différences selon les types d’habitat et de plante-hôte. Neuf des champignons les plus fréquemment isolés ont été utilisés pour un test in vitro en milieu liquide (GYME) amendé avec du mort terrain, des stériles ou du fer pur. La mesure de la production d’ergostérol et de la sécrétion d’acides organiques ont permis de quantifier la croissance et la réaction des champignons aux amendements. Le champignon éricoïde Rhizoscyphus ericae a présenté la meilleure croissance en présence de résidus miniers. L’endophyte septé noir Phialocephala fortinii occupait le deuxième rang en ce qui a trait à la croissance, mais il a produit la plus grande quantité d’acide organique. Cadophora finlandica et Meliniomyces bicolor ont également montré une bonne tolérance aux amendements. En conclusion, les champignons cultivables ne répondent pas tous de la même manière aux stress abiotiques imposés. Nous avons sélectionné les champignons candidats qui conviendraient le mieux au cas particulier de la restauration du site minier de Schefferville. / Mining activities involve the removal of healthy living soil, plant propagule and symbionts, beneficial to plant is necessary to take steps to promote the ecological restoration of degraded sites. Our research hypothesis is that the use of root symbionts can enhance the establishment and survival of plant communities on on drastically disturbed sites. Healthy roots were collected from six plant species at the Schefferville iron mine site in northern Quebec. Fungi were isolated from root tips and pure isolates were identified based on ribosomal DNA internal transcribed spacer (ITS) analysis. A total of 376 cultivable fungi were isolated and identified to 106 operational taxonomic units (OTU). These cultivable communities show differences according to the types of habitat and host plant. Nine of the most frequently isolated fungi were used for an invitro test in liquid-based media (GYME) amended with overburden, waste rock or pure iron. Ergosterol andorganic acids were quantified to monitor fungal growth and reaction to amendments. Ericoid fungusRhizoscyphus ericae exhibited the best growth in the presence of mine tailings. Dark septate endophytePhialocephala fortinii ranked second in terms of growth, but it produced the highest amount of organic acids.Cadophora finlandica and Meliniomyces bicolor also showed good tolerance to amendments. In conclusion,cultivable root associated fungi did not all respond in the same way to the imposed abiotic stress. We selected the candidate fungi that would best suit the particular case of the restoration of the Schefferville mining site.