Impact des polluants d’origine industrielle sur le développement des champignons mycorhiziens à arbuscules, sur leur diversité et sur la viabilité microbienne des sols des agro-écosystèmes du Nord-est algérien
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Date
2016
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Abstract
Les émissions de polluants toxiques d’origine industrielle dans l’environnement peuvent
avoir un impact négatif à la fois sur la santé de l’homme mais aussi sur son environnement, en
particulier, sur le microbiote du sol aussi bien en termes d’abondance, de richesse, que de
biodiversité. Ce qui pourrait conduire à la dégradation des écosystèmes agricoles. Parmi les
microorganismes bénéfiques du sol, les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA)
jouent un rôle majeur dans la nutrition minérale et hydrique ainsi que dans la protection des
plantes contre divers stress environnementaux dont la pollution.
Ainsi, ce travail de thèse avait pour objectif principal d’étudier l’impact des rejets
industriels sur le développement et la diversité des CMA, sur l’établissement de la
mycorhization arbusculaire et sur la viabilité microbienne des sols des agro-écosystèmes du
Nord-est algérien. Pour cela, différentes expérimentations ont été menées avec divers modes
de cultures : in situ, en microsomes et in vitro.
La première partie de cette thèse a consisté à mesurer, in situ, l’impact de la pollution
industrielle générée par les complexe ArceloMittal Algérie (AMA) d’El-Hadjar, Fertial
(Annaba) et la Société des Ciments Hadjar-Soud SCHS (Skikda) sur la microflore bénéfique
des sols agricoles (cultivés par des tomates) situés à proximité de ces complexes. Les
biomasses microbiennes telluriques bactérienne et fongique (champignons mycorhiziens à
arbuscules, ectomycorhiziens et saprotrophes) ont été évaluées en utilisant des marqueurs
lipidiques spécifiques parmi lesquels, les acides gras associés aux phospholipides (PL) :
i15 :0, a15 :0, i16 :0, i17 :0, a17 :0, cy17 :0, C18 :1 ω 7 et cy19 :0 ont été adoptés pour
mesurer la biomasse bactérienne, l’ergostérol et le C18: 2ω6,9 associé aux PL comme
marqueurs des champignons saprotrophes et ectomycorhiziens, et le C16: 1ω5 associé aux PL
comme marqueur des CMA. Parallèlement à cela, des isolements de spores de CMA et leur
identification morpho-anatomique ainsi que la détermination de la capacité mycorhizogène
des différents sols d'étude via la mesure des taux de mycorhization et du potentiel
mycorhizogène infectieux du sol, ont été effectués.
Dans un deuxième temps, afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans
l’effet négatif des polluants sur le développement des plantes et les CMA, l’étude de l’impact
d’un mélange de polluants organiques et inorganiques (le diesel), sur l’établissement d’une
mycorhization arbusculaire fonctionnelle et sur la croissance des plantes a été conduite sur
deux essais, l’un en microcosmes et l’autre in vitro.
Résumés
ii
Les principaux résultats obtenus à partir de l’ensemble de ces expérimentations ont
montré que l’abondance microbienne (biomasses des CMA, des champignons
ectomycorhiziens et saprotrophes ainsi que la biomasse bactérienne) est significativement
plus faible dans les sols pollués par comparaison à un sol témoin non pollué prélevé d’un site
non exposé aux émissions industrielles situé à Séraidi (Annaba). De plus, la biodiversité des
CMA isolés et identifiés à partir des sites pollués est moins importante comparée au site
témoin. En effet, trois et cinq espèces de CMA ont été isolées des sols pollués à proximité des
complexes Fertial et SCHS.
Nos résultats ont également montré des diminutions drastiques du taux de
mycorhization des plants de tomate cultivés à proximité de ces sites industriels et du potentiel
mycorhizogène infectieux dans les sols pollués par comparaison au sol non pollué.
Par ailleurs, les résultats des essais en microsomes et in vitro ont démontré que bien que
le diesel affecte négativement les principaux stades de développement du CMA R. irregularis
ainsi que la croissance de différentes plantes cultivées (tomate, blé chicorée), les CMA sont,
non seulement capables d’accomplir un cycle de développement complet en présence de
certaines concentrations de diesel, mais ils parviennent à protéger les plantes contre la toxicité
des polluants. En effet, l’inoculation mycorhizienne de plants de tomate et de blé grâce à
l’ajout d’inoculums mycorhiziens permet d’améliorer la croissance de ces plantes malgré la
présence de polluants. Nous avons montré que les CMA confèrent une protection aux plantes
en atténuant le stress oxydant induit par la phytotoxicité du diesel. Ceci a été mis en évidence
grâce au dosage de biomarqueurs biochimiques du stress oxydant : le malondialdehyde
(marqueur de peroxydation lipidique), la peroxidase et la superoxyde dismutase (deux
enzymes à activités antioxydantes).