Validation des conditions d’inoculation dans les conditions de culture PhenoArch

La plateforme de phénotypage haut débit utilisée dispose de pots de 6 ou 9L. Nous avons testé l’impact du type de pot sur le taux de mycorhization dans les racines, la réponse à la symbiose et l’évolution du stress hydrique.

Aucune colonisation des racines des plantes cultivées dans le sol inoculé par le CMA n’a été détectée lors de l’essai dans les pots de 6L. Dans ces pots, aucune différence de biomasse fraîche et de quantités totales d’eau consommées n’a été observée entre les traitements. Ces résultats montrent que les pots de 6 litres n’ont pas offert des conditions favorables à la mise en place de la symbiose.

Dans les pots de 9L, la présence du CMA a été observée dans les racines des plantes inoculées. Après 5 semaines de croissance, c’est-à-dire juste avant l’imposition du stress hydrique, l’intensité de mycorhization était de 17,34% et la fréquence de mycorhization de 76,69% pour les plantes cultivées dans la condition inoculée (figure 10). Après 8 semaines de croissance (3 semaines après le début du stress hydrique), l’intensité de mycorhization des plantes cultivées dans la condition inoculée a diminué d’environ 80% par rapport à celle observée après 5 semaines de croissance. En effet, des intensités de mycorhization de 3,45% pour les plantes cultivées dans un sol à 50% d’humidité et de 2,39% pour les plantes cultivées dans un sol à 100% d’humidité ont été observées après 8 semaines de croissance (figure 11), les fréquences de mycorhization étant respectivement de 70% et 45,67%. De plus, un effet délétère de l’inoculation a été observé sur la croissance des plantes en condition de stress hydrique, les biomasses sèches des plantes non inoculées étant significativement supérieures à celles des plantes inoculées (28,55g +/- 1,92 contre 17,37g +/- 2,62, respectivement ; figure 12).

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Figure 13 : Intensité de mycorhization des racines des plantes issues des pots de 9 litres 10 semaines après semis. SH : stress hydrique correspondant à 50% d’humidité de sol, I : irrigué correspondant 100% d’humidité de sol, n = 5, test t au seuil de 5%, l’astérisque indique les différences entre les conditions d’humidité de sol, * :

p < 0,05.

Figure 14 : Biomasses sèches des parties aériennes des plantes issues des pots de 9 litres 10 semaines après semis. SH : stress hydrique correspondant à 50% d’humidité de sol, I : irrigué correspondant 100% d’humidité de sol, C : condition non inoculée, CMA : condition inoculée avec le champignon mycorhizien R. irregularis, n = 5, test t au seuil de 5%, les astérisques indiquent les différences entre les traitements dans chaque condition d’humidité de sol, ** : p < 0,01, * : p < 0,05.

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Après 10 semaines de croissance (5 semaines après le début du stress hydrique), des intensités de mycorhization de 2,79% pour les plantes cultivées dans un sol à 50% d’humidité et de 1,19% pour les plantes cultivées dans un sol à 100% d’humidité ont été observées (figure 13), les fréquences de mycorhization étant respectivement de 71,75% et 53%. Une réduction significative des biomasses sèches chez les plantes cultivées dans un substrat inoculé par rapport à celles cultivées dans un substrat non inoculé a été observée indépendamment de la condition d’humidité du sol (figure 14).

Ainsi, à la fin de l’expérimentation, il ressort que l’intensité de mycorhization diminue avec le temps passant de 17,34% avant le stress à 2,79% à la fin du stress soit une diminution de près de 84%. Un effet dépressif du CMA sur la croissance des plantes a aussi pu être observé en condition irriguée et de stress hydrique. Cependant, pour le phénotypage haut débit, l’effet de la symbiose endomycorhizienne sur la tolérance au déficit hydrique sera évalué. Il était donc important de s’assurer d’avoir une intensité de mycorhization correcte avant le début du stress, ce qui a été le cas pour cette expérimentation avec une intensité de mycorhization de 17,34% avant le stress.

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Figure 15 : Consommation totale d’eau par les plantes pot de 9 litres. SH : stress hydrique

correspondant à 50% d’humidité de sol, I : irrigué correspondant 100% d’humidité de sol, C : condition non inoculée, CMA : condition inoculée avec le champignon mycorhizien à arbuscules R.

irregularis, n = 8, test t au seuil de 5%,l’astérisque indique les différences entre les traitements dans chaque condition d’humidité de sol, * : p < 0,05.

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Des mesures de la quantité d’eau consommée par les plantes dans chaque condition d’irrigation et d’inoculation ont également été effectuées pendant la durée du stress hydrique. Ces mesures ont permis d’observer que des valeurs d’humidité de sol en dessous de 50 % ont été atteintes 5 jours après le début du stress, et ce sur la moitié des pots soumis au stress hydrique. En condition de stress hydrique, les plantes cultivées dans la condition inoculée ont consommé significativement moins d’eau que les plantes cultivées dans la condition non inoculées (5,4 litres +/- 0,81 contre 8,38 litres +/- 1,1 ; figure 15), les plantes inoculées ayant des biomasses sèches significativement plus petites que les plantes non inoculées. En condition irriguée, aucune différence significative de consommation d’eau n’a été observée entre les plantes cultivées en condition inoculée et non inoculée. Ainsi, la condition stress paraît-elle plus apte à montrer les différences entre les plantes inoculées et non inoculées.

Les pots de 9L ont permis d’avoir une intensité de mycorhization de 17,34% avant le début du stress, cette intensité a considérablement diminué au cours du temps. De plus, cinq jours après le début du stress, les mesures de la consommation d’eau par les plantes ont permis d’enregistrer des valeurs d’humidité de sol inférieure à 50% dans la moitié des pots soumis au stress. Ceci est intéressant pour le phénotypage haut débit à venir sur la plateforme PhenoArch où les plantes pourront donc ressentir le stress hydrique avant le terme des trois semaines prévues pour le stress. Toutefois, dans nos conditions expérimentales, le stress hydrique a induit une réduction de la biomasse des plantes inoculées avec le CMA R.

irregularis.

Au regard de ces résultats, les pots de 9 litres sont ceux qui ont été choisi pour le phénotypage haut débit sur la plateforme PhenoArch.

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