New insights into the mycorrhizal status of Cyperaceae from ultramafic soils in New Caledonia

Autor: Clarisse Majorel, Hamid Amir, Marc Ducousso, Alexandre Lagrange, Philippe Jourand
Přispěvatelé: Laboratoire Insulaire du Vivant et de l'Environnement (LIVE), Université de la Nouvelle-Calédonie (UNC), Laboratoire des symbioses tropicales et méditerranéennes (UMR LSTM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université Montpellier 1 (UM1)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Département Systèmes Biologiques (Cirad-BIOS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Institut Agronomique Néo-Calédonien (IAC), Institut de sciences exactes et appliquées (ISEA), SIRAS Pacific Company
Rok vydání: 2011
Předmět:
0106 biological sciences
[SDV]Life Sciences [q-bio]
Biodiversity
Nouvelle-Calédonie
01 natural sciences
Applied Microbiology and Biotechnology
Plant Roots
Soil
Nickel
Mycorrhizae
Soil Pollutants
Cyperaceae
Mycorrhiza
[SDV.MP.MYC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Mycology
Soil Microbiology
2. Zero hunger
Mycorhizé
biology
Ecology
arbuscular mycorrhiza
sol ultrabasique
Fungal genetics
General Medicine
[SDV.BV.BOT]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Botanics
Arbuscular mycorrhiza
Type de sol chimique
F40 - Écologie végétale
F60 - Physiologie et biochimie végétale
Immunology
Genes
Fungal
mycorhizes arbusculaires
010603 evolutionary biology
Microbiology
Métal lourd
New Caledonia
Ultramafic rock
Genetics
RNA
Ribosomal
18S
Ecosystem
ultramafic soil
Glomeromycota
Symbiosis
Molecular Biology
fungi
Tropics
P34 - Biologie du sol
15. Life on land
biology.organism_classification
Cypéracées
[SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology
environment/Symbiosis
010606 plant biology & botany
Zdroj: Canadian Journal of Microbiology
Canadian Journal of Microbiology, 2011, 57 (1), pp.21-28. ⟨10.1139/w10-096⟩
Canadian Journal of Microbiology, 2011, 57 (1), ⟨10.1139/W10-096⟩
ISSN: 1480-3275
0008-4166
DOI: 10.1139/w10-096⟩
Popis: International audience; In New Caledonia, a hot spot of biodiversity, plants from the Cyperaceae family are mostly endemic and considered pioneers of the nickel-rich natural serpentine ecosystem. The aim of the study was to highlight the mycorrhizal status of these Cyperaceae and to bring new insights into the role of this symbiosis in plant tolerance to ultramafic soils. Nine Cyperaceae species were studied and presented evidence of root colonization by arbuscular mycorrhizas (AMs), with frequencies ranging from 8% to 57%. The highest level of AM colonization was observed in plants from the endemic dominant genus Costularia. Molecular evidence demonstrated the presence of Glomus species inside the roots. In a controlled greenhouse assay, AM inoculation of Costularia comosa grown under ultramafic conditions significantly enhanced plant growth, with an increase in biomass by up to 2.4-fold for shoots and 1.2-fold for roots, and also reduced nickel content in roots by 2.5-fold, as compared with the controls. All these data support our hypotheses (i) that a relationship exists between the mycorrhizal status of Cyperaceae and their habitat, and (ii) that AM have a positive role in plant tolerance to ultramafic soils (mineral nutrition and metal tolerance), suggesting the use of these pioneer plants with AM management as potential tools for nickel mine site rehabilitation in New Caledonia.; En Nouvelle-Calédonie, un point chaud de la biodiversité, les plantes appartenant à la famille des Cypéracées sont principalement endémiques et sont considérées comme pionnières de l’écosystème naturel de la serpentine riche en nickel. Cette étude visait à éclaircir le statut mycorhizien de ces Cypéracées et d’apporter un nouvel aperçu de rôle de cette symbiose dans la tolérance des végétaux aux sols ultrabasiques. Neuf espèces de Cypéracées ont été étudiées et la colonisation des racines par des mycorhizes arbusculaires (MA) a été mise en évidence avec des fréquences variant de 8 % à 57 %. Le niveau de MA le plus élevé a été noté chez les plantes du genre endémique dominant Costularia. Les données moléculaires ont démontré la présence de Glomus sp. à l’intérieur des racines. Lors d’un essai en serre contrôlée, l’inoculation de MA chez Costularia comosa cultivée en conditions ultrabasiques a significativement accru la croissance des plants, avec une augmentation de la biomasse des pousses de 2,4 fois et des racines de 1,2 fois, réduisant aussi le contenu en nickel des racines de 2,5 fois, tout cela par rapport au contrôle. Toutes ces données plaident en faveur de l’hypothèse (i) d’une relation entre le statut en mycorhize des Cypéracées et leur habitat, et (ii) du rôle positif des MA dans la tolérance aux sols ultrabasiques (nutrition minérale et tolérance aux métaux), suggérant que ces plantes pionnières parallèlement à la gestion des MA puissent constituer des outils potentiels de réhabilitation des sites miniers de nickel en Nouvelle-Calédonie.
Databáze: OpenAIRE
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