Contribution à l’étude de la résistance à la sécheresse édaphique chez le champignon ectomycorhizien Cenococcum geophilum et son hôte le Hêtre (Fagus sylvatica L.)

Ces dernières années, les événements climatiques extrêmes, en particulier les sécheresses printanières et estivales prolongées, représentent des risques importants pour les forêts, conduisant à des dépérissements qui touchent de nombreuses espèces. En particulier, ces changements climatiques entraînent une diminution des populations de hêtre (Fagus sylvatica L.) à travers l'Europe. Par conséquent, le développement de stratégies visant à renforcer la résilience des hêtres face à la sécheresse est devenu crucial. Notre recherche a exploré si Cenococcum geophilum, un champignon ascomycète ectomycorhizien cosmopolite, pouvait tolérer des conditions de sécheresse et aider ses plantes hôtes, en particulier le hêtre, à s'adapter au manque d'eau. Par criblage phénotypique de souches fongiques, nous avons identifié une souche de C. geophilum, potentiellement tolérante à la sécheresse, en testant la croissance des isolats sur un milieu de croissance contenant des concentrations accrues de polyéthylène glycol (PEG) comme substitut du stress hydrique du sol ; le PEG augmentant la pression osmotique des cellules. Nous avons ensuite analysé le transcriptome de cette souche cultivé sur PEG à différents intervalles et évalué la récupération de son expression génique après un retour aux conditions normales. Six heures après le traitement au PEG, l'expression génique a changé de manière spectaculaire, activant des voies connues d'adaptation au stress osmotique et de détoxification. Le transcriptome de l'isolat est revenu à son état initial deux jours après son transfert sur un milieu de culture dépourvu de PEG. Étant donné la tolérance de l'isolat à des changements majeurs de pression osmotique et sa récupération rapide, nous avons mené une expérience en serre pour déterminer si une inoculation mycorhizienne contrôlée avec cette souche pouvait améliorer la résistance des plantules de hêtre à la suspension de l'irrigation. Bien que la mycorhization contrôlée ait augmenté le taux de survie des semis, les isolats naturels de C. geophilum présents dans le sol des cultures ont surpassé notre souche sélectionnée, probablement en raison de la brève durée de l'expérience et de la formation limitée de nouvelles racines latérales. Pour approfondir les mécanismes moléculaires de la tolérance à la sécheresse de l'association symbiotique Cenococcum-Fagus, nous avons tenté de développer un système in vitro de culture reposant sur la micro-propagation de plantules de hêtre. Cependant, toutes les lignées de hêtre testées ont montré une formation réduite de racines latérales et de faibles taux de colonisation avec cinq champignons ectomycorhiziens, y compris C. geophilum. Bien qu'aucune ectomycorhize typique n'a pu être observé, nous avons mise en évidence par microscopie confocale la formation de structures intraradiculaires semblables à celles développées par les champignons endophytes. Pour de futures études, nous recommandons de sélectionner des lignées de hêtre avec de meilleures capacités d'enracinement (Chapitre 4) et d'élargir le nombre d'isolats de C. geophilum testés (Chapitres 3 et 4), en isolant des souches adaptées localement.