Mycorhization contrôlée : actualités & limitesInoculation for MYCORHIZATION : actual researches and opportunities

Mycorhization contrôlée : actualités & limites: actualités & limitesInoculation for MYCORHIZATION : Inoculation for MYCORHIZATION : actualactual researchesresearches andand opportunitiesopportunities

par J. GUINBERTEAUINRA Bordeaux - Unité de recherche MycSA

Mycologie & Sécurité des aliments

MODES de VIE des CHAMPIGNONSou

Types biologiques

MODES de VIE des CHAMPIGNONSMODES de VIE des CHAMPIGNONSou ou

Types biologiquesTypes biologiques

�� SAPROPHYTESAPROPHYTE :: décomposeurs de litières, décomposeurs de litières, communauté d’espèces dans le processus de décomposition communauté d’espèces dans le processus de décomposition de la de la MOMO

�� SYMBIOTIQUESYMBIOTIQUE ou ou MYCORHIZIENMYCORHIZIEN :: échanges échanges vitaux, réciproques entre les deux partenairesvitaux, réciproques entre les deux partenaires

�� PARASITEPARASITE :: relation est unilatérale au seul profit relation est unilatérale au seul profit

du champignondu champignon

La technologie de culture devra tenir compte de ces impératifs biologiques

Cycle de vie et reproduction des CHAMPIGNONSCycle de vie et reproduction des CHAMPIGNONSCycle de vie et reproduction des CHAMPIGNONS

Le mycéliumLe mycéliumLe mycélium

Initiation fructifèreInitiation fructifèreInitiation fructifère

La fructificationLa fructificationLa fructification

Germination de la spore

Germination Germination de la sporede la spore

primordiaprimordiaprimordia

sporéesporéesporéeRHYZOTRON

Thalle mycelien

Photos JG ©

Qqs exemples parmi les meilleurs champignons comestibles!....

mais aussi les plus difficiles à cultiver !

QqsQqs exemples parmi les meilleurs exemples parmi les meilleurs champignons comestibles!....champignons comestibles!....

mais aussi les plus difficiles à cultiver !mais aussi les plus difficiles à cultiver !

Amanite des Césars

Lactaire délicieux

Le Cèpe de Bordeaux

Les Chanterelles et Giroles Les Morilles

Les truffes

CHAMPIGNONS MYCORHIZIENSCulture & domestication

CHAMPIGNONSCHAMPIGNONS MYCORHIZIENSMYCORHIZIENSCultureCulture & domesticationdomestication

��2 organismes partenaires en jeux, voire plus 2 organismes partenaires en jeux, voire plus (BAM)… (BAM)…

��Des associations «Des associations « contre naturecontre nature » devront être » devront être absolument absolument évitées (spécificité d’hôte)évitées (spécificité d’hôte)

��PlacePlace de l’espèce fongique dans le fonctionnement de l’espèce fongique dans le fonctionnement de l’écosystème et la succession de florede l’écosystème et la succession de flore

1 ère1 ère étape étape : : MaîtriseMaîtrise du partenaire fongiquedu partenaire fongique ::

�� Isolement, culture pure, production d’inoculumIsolement, culture pure, production d’inoculum

�� ChoixChoix et maîtrise de la et maîtrise de la planteplante--hôtehôte (multiplication)(multiplication)

�� Réalisation de la symbioseRéalisation de la symbiose

Les mycorhizes....définition, morphologie Les Les mycorhizes....mycorhizes....définitiondéfinition, morphologie , morphologie

ECTOMYCORHIZES

ENDOMYCORHIZESVA

ENDOMYCORHIZESà peloton des Orchidacées

ENDOMYCORHIZESdes Ericacées

ECTENDO-MYCORHIZES

arbutoïdes

Les types de mycorhizes....Les types de Les types de mycorhizes....mycorhizes....

CLIMATMicro-climat

PLANTE-hôte

Flore associée

PLANTE-hôte

Flore associée

SOL

Facteurs d’induction�Pluie inductrice

�Température (écarts thermiques)

�Hygrométrie

�Texture & Structure

�pH

�Température du sol

�Exposition, topographie

�Essence-hôte

�Âge de l’hôte

�Précédent cultural

�Litière

Le CHAMPIGNON et les composantes de l’ECOSYSTEMELe CHAMPIGNON et les composantes de l’Le CHAMPIGNON et les composantes de l’ECOSYSTEMEECOSYSTEME

�Drainage

�Chaulage

�Amendements

organiques…..

�Arrosage

�Eclaircies

�…..

� Choix des essences

� Allélopathie

� Facilitation

� Synergie/BAM

CHAMPIGNONDiversité des espècesMycelium, Mycorhization, Potentiel fongique Fructification

��2 organismes partenaires en jeux, voire plus 2 organismes partenaires en jeux, voire plus (BAM)…(BAM)…

��Des associations «Des associations « contre naturecontre nature » devront être » devront être absolument évitées (spécificité). absolument évitées (spécificité). Exemple des Exemple des lactaireslactaires

��PlacePlace de l’espèce fongique dans la succession de florede l’espèce fongique dans la succession de flore

1 ère1 ère étape : étape : Maîtrise du partenaire fongiqueMaîtrise du partenaire fongique ::

�� Isolement, culture pure, production d’inoculumIsolement, culture pure, production d’inoculum

�� ChoixChoix et maîtrise de la et maîtrise de la planteplante--hôtehôte (multiplication)(multiplication)

�� Réalisation de la symbioseRéalisation de la symbiose

Problématique de la culture des champignons ectomycorhiziens….Problématique de la culture des Problématique de la culture des champignons champignons ectomycorhiziensectomycorhiziens….….

SANGUIFLUINIlait vineux ou +/-bleu d’emblée

DELICIOSINIlait orangé, immuable ou rougissant

deliciosussalmonicolor

vinosussanguifluus cyanopus

semisanguifluus

Les LACTAIRES de la Section des DAPETES ouDELICIOSI …. des espèces d’écologie différente, souvent liées spécifiquement à une essence-hôte (Pinus, Abies, Picea, Larix)

Les LACTAIRES de la Section des Les LACTAIRES de la Section des DAPETES DAPETES ououDELICIOSIDELICIOSI ….…. des espèces d’écologie différente, souvent liées des espèces d’écologie différente, souvent liées spécifiquement à une spécifiquement à une essenceessence--hôtehôte ((PinusPinus, Abies, , Abies, PiceaPicea, , LarixLarix))

Sapin Pin sylvestre

Pinus halepensisPinus Pinus spp.

Pin maritime

LACTAIRES de la Section des DAPETES ouDELICIOSI …. des espèces d’écologie différenteLACTAIRESLACTAIRES de la de la SectionSection des des DAPETESDAPETES ououDELICIOSIDELICIOSI ….…. des espèces d’écologie différentedes espèces d’écologie différente

L. quieticolor, pinastri et sanguineo-virescens

L. hemicyaneusL. semisanguifluus

��2 organismes partenaires en jeux, voire plus 2 organismes partenaires en jeux, voire plus (BAM)…(BAM)…

��Des associations «Des associations « contre naturecontre nature » devront » devront être absolument être absolument évitées (spécificité)évitées (spécificité)

��PlacePlace de l’espèce fongique dans la de l’espèce fongique dans la succession de flore, au sein de succession de flore, au sein de l’écosystèmel’écosystème

Problématique de la culture des champignons ectomycorhiziens….Problématique de la culture des Problématique de la culture des champignons champignons ectomycorhiziensectomycorhiziens….….

Forêt jeuneForêt jeune

Minéralité +

Forêt vieilleForêt vieilleAccumulation de molécules récalcitrantes…Spécialisation

Diversité +

CHRONOLOGIE ou SUCCESSION TEMPORELLE des MYCORHIZIENS INDIGENES sur PINS MYCORHIZES

initialement avec SUILLUS & LACTAIRE

CHRONOLOGIE ou SUCCESSION TEMPORELLE des CHRONOLOGIE ou SUCCESSION TEMPORELLE des MYCORHIZIENS INDIGENES sur PINS MYCORHIZES MYCORHIZIENS INDIGENES sur PINS MYCORHIZES

initialement avec initialement avec SUILLUS SUILLUS & LACTAIRE& LACTAIRE

RELATION entre la DISTRIBUTION SPATIALE des FRUCTIFICATIONS et la CROISSANCE de l’ARBRE-HOTE

RELATION entre la DISTRIBUTION SPATIALE des RELATION entre la DISTRIBUTION SPATIALE des FRUCTIFICATIONS et la CROISSANCE de l’FRUCTIFICATIONS et la CROISSANCE de l’ARBREARBRE--HOTEHOTE

Circonférence du tronc Circonférence du tronc

Dis

tan

ceT

ron

c-C

arp

op

ho

res

Fonctionnement Fonctionnement épidémiologique selonépidémiologique selonle type de le type de MycofloreMycoflore ::aptitude à l’infectionaptitude à l’infection

2 situations :

�Précédent cultural : Sol agricole. Plantes nettoyantes à endomycorhizes VA. Concurrence limitée pour les « Early Stage Fungi »

�Précédent forestier :

Mieux adapté au maintien des EcM « Late stage Fungi » transmissibles de racine à racine

Année de PLANTATION 1990 1990SURFACES plantées 3 ha 60 2ha 30PRECEDENT CULTURAL garenne de chênes producteurs ancienne prairie

Année de PRODUCTION CHENE ROUGE ABIES GRANDIS 1995 5 ans 1ère pousse 01998 8 ans 200 kg 01999 9 ans 70 kg 02000 10 ans 235 kg 5 kg

élagage et éclaircie sélective 2001 11 ans 75 kg 10 kg2002 12 ans 110 kg 30 kg

Exemple de PRODUCTION de CEPES en plantation forestière selon l’essence et précédent cultural

Exemple de PRODUCTION Exemple de PRODUCTION dede CEPES CEPES en en plantation forestière selon l’plantation forestière selon l’essenceessence et et précédent précédent culturalcultural

��2 organismes partenaires en jeux, voire plus 2 organismes partenaires en jeux, voire plus (BAM)…(BAM)…

��Des associations «Des associations « contre naturecontre nature » devront être » devront être absolument évitées (spécificité). absolument évitées (spécificité). Exemple des lactairesExemple des lactaires

��PlacePlace de l’espèce fongique dans la succession de florede l’espèce fongique dans la succession de flore

1 ère1 ère étape : étape : Maîtrise du partenaire fongiqueMaîtrise du partenaire fongique ::�� Isolement, culture pure, production d’inoculumIsolement, culture pure, production d’inoculum

�� ChoixChoix et maîtrise de la et maîtrise de la planteplante--hôtehôte (multiplication)(multiplication)

�� Réalisation de la symbioseRéalisation de la symbiose

Problématique de la culture des champignons ectomycorhiziens….Problématique de la culture des Problématique de la culture des champignons champignons ectomycorhiziensectomycorhiziens….….

Schéma synoptique de la MYCORHIZATION CONTROLEE des CHAMPIGNONSSYLVESTRES COMESTIBLES

Schéma synoptique de la MYCORHIZATION Schéma synoptique de la MYCORHIZATION CONTROLEE des CHAMPIGNONSCONTROLEE des CHAMPIGNONS

SYLVESTRES COMESTIBLESSYLVESTRES COMESTIBLESPlants mycorhizés

en acclimatation

inoculum

Ecosystèmenaturel

Culture pure

Acclimatation & élevage en serre

Inoculation axéniqueInoculation Inoculation axéniqueaxénique

Mycorhizationin vitro

Micro fermenteurs

Culture liquide agitée

Qqs étapes de la

Mycorhizationcontrôlée

QqsQqs étapes de la étapes de la

MycorhizationMycorhizationcontrôléecontrôlée

1

2

2

3

4

4

5

Vitroclones

Semis axéniques

Culture pure

Cas des Mycorhiziens de stade précoce« Early stage fungi »

Cas des Cas des MycorhiziensMycorhiziens de stade précocede stade précoce«« EarlyEarly stage stage fungifungi »»

�� Exemples Exemples EcMEcM comestiblescomestibles :: SuillusSuillus, , LactariusLactarius (sect. (sect. DapetesDapetesou ou DeliciosiDeliciosi), ), Tuber.Tuber.

�� Cas des Cas des EcMEcM non comestiblesnon comestibles mais auxiliaires de croissance mais auxiliaires de croissance LaccariaLaccaria, , HebelomaHebeloma, , SclerodermaScleroderma, , RhizopogonRhizopogon, , PisolithusPisolithus,,TelephoraTelephora, , etc. etc.

Les LACTAIRES comestibles et BOLETS despins… aujourd’hui cultivés

LesLes LACTAIRESLACTAIRES comestibles et comestibles et BOLETSBOLETS desdespinspins… aujourd’hui cultivés… aujourd’hui cultivés

Bolets jaunes

des pinsLactaire délicieux &

Lactaire sanguin Mycorhizes

MycorhizationMycorhization SuillusSuillus -- Licence INRA / RobinLicence INRA / Robin

Souches sélectionnées INRA

Amélioration du procédé de mycohization

INRA/ Robin

Contrôle certificatif INRA avant commercialisation

Plants

mycorhizés

en

godet anti-chignon

Suillus granulatus

Suillus luteus

Les LACTAIRES comestibles(Lactarius deliciosus & L. sanguifluus)Les LACTAIRESLes LACTAIRES comestiblescomestibles((LactariusLactarius deliciosusdeliciosus && L. L. sanguifluussanguifluus))

Licence

Lactaire délicieux

Les mycorhizes et matrice mycelienne/ROBIN

Fructification au stade de la pépinière

Les Cèpes nobles: 4 espèces ubiquistes…. mais d’écologie différente

Les Cèpes nobles: Les Cèpes nobles: 4 espèces 4 espèces ubiquistes…. mais d’écologie différenteubiquistes…. mais d’écologie différente

BOLETUSBOLETUSedulisedulis aereusaereus aestivalisaestivalis pinophiluspinophilus

Cèpe Cèpe CèpeCèpe bronzé Cèpe d’été Cèpe acajoubronzé Cèpe d’été Cèpe acajoude Bordeaux de Bordeaux ouou«« tête noiretête noire » » ouou Cèpe réticulé «Cèpe réticulé « Cèpe des Pins Cèpe des Pins

Précoce estivalPrécoce estival de montagnede montagne »»HYGROPHILE XERO-THERMOPHILE THERMOPHILE MONTAGNARD

La chênaie atlantique landaise:un modèle d’écosystème favorable au Cèpe (B. edulis)

La chênaie atlantique landaise:La chênaie atlantique landaise:un modèle d’écosystème favorable au Cèpe un modèle d’écosystème favorable au Cèpe (B. (B. edulisedulis))

� Chênaie thermo-atlantique : Stade climacique en sous-étage de la pinède landaise Chêne pédonculé (Quercus robur)et chêne tauzin (Quercus pyrenaica)

� Sol sableux podzolisé humifère, très acide, à faible capacité de rétention.

� Un milieu oligotrophe avec un C/N trèsélevé ~ 40+ une strate herbacée composée d’Ericacées et de molinie

� Une nappe affleurante permettant les remontées hydriques

�� Chênaie Chênaie thermothermo--atlantiqueatlantique : : Stade Stade climaciqueclimacique enen soussous--étageétage de la pinède de la pinède landaiselandaise Chêne pédonculéChêne pédonculé ((Quercus Quercus roburrobur))etet chêne tauzinchêne tauzin ((Quercus Quercus pyrenaicapyrenaica))

�� Sol sableux podzolisé humifèreSol sableux podzolisé humifère, très , très acide, à faible capacité de rétention.acide, à faible capacité de rétention.

�� Un milieu Un milieu oligotropheoligotrophe avec un C/N trèsavec un C/N trèsélevé élevé ~~ 4040+ une strate herbacée composée + une strate herbacée composée d’Ericacées et de molinied’Ericacées et de molinie

�� Une nappe affleuranteUne nappe affleurante permettant les permettant les remontées hydriquesremontées hydriques

Boletière de Parentis

Un exemple : La La BoletièreBoletière de de ParentisParentis(Loustalas) (Landes)(Landes)

TYPOLOGIE

Chronologie de l’installation de la Boletièrede Parentis (Landes)

Chronologie de l’installation de la Chronologie de l’installation de la BoletièreBoletièrede de ParentisParentis (Landes)(Landes)

11-- Initialement une Initialement une PINERAIE PINERAIE monospécifiquemonospécifique de Pins maritimes de Pins maritimes : Sylviculture landaise ligniculture: Sylviculture landaise ligniculture

Entretien du sousEntretien du sous--bois par passage du bois par passage du rouleau landaisrouleau landaisqui détruit mécaniquement les parties aériennes, sans qui détruit mécaniquement les parties aériennes, sans détruire totalement les parties détruire totalement les parties racinairesracinaires

ConséquenceConséquence : : Conservation du réseau Conservation du réseau mycorhizienmycorhizien22-- Exploitation par Exploitation par Coupe raseCoupe rase des Pins maritimesdes Pins maritimes

33-- RégénérationRégénération naturellenaturelle d’un taillis de chênesd’un taillis de chênesmaintenu à l’état latent par une maintenu à l’état latent par une

sylviculture conservatrice du sylviculture conservatrice du soussous--étageétage. .

44-- RestaurationRestauration rapide de larapide de lafructification des Cèpesfructification des Cèpes

BoletièreBoletière de de ParentisParentis (Landes)(Landes)

ANNEE POIDS (kg) Nombre1988 31989 108,51990 96,21991 97,51992 10,61993 57,71994 170,51995 831996 60,61997 10,81998 ?1999 91,52000 186,8 1568

2001 02002 20,4 167

Surface totale de la parcelle : 2,5 hadont > 60 ares de production

Production deBoletus edulis

Station

agro météorologique

La regénération de la Chênaie landaise :Un milieu favorable aux Cèpes & réservoir d’inoculum

La regénération de la Chênaie landaise :Un milieu favorable aux Cèpes & réservoir d’inoculum

Strate arbustive à ERICACEES:

Allélopathie

Rôle trophiqueStrate herbacée

à MOLINIE

Impact sélectif sur le CORTEGE FONGIQUE

2 exemples de CORTEGE FONGIQUE observé en 2 exemples de CORTEGE FONGIQUE observé en BoletièreBoletière

GENRE/ ESPECE Statut biologiqueBoletus aestivalis ++++ (� 404 cèpes récoltés) MBoletus aereus + MChalciporus piperatus MAmanita muscaria MAmanita pantherina MRussula violeipes MRussula violeipes var. citrina MRussula amoena MRussula risigallina MRussula sororia MRussula pectinatoides MRussula amoenolens MLactarius subumbonatus MLaccaria laccata MClitopilus prunulus MInocybe fastigiata MInocybe cookei MInocybe maculata MInocybe tenebrosa = I. atripes MHebeloma edurum MHelvella lacunosa MHelvella elastica MCantharellus cibarius MScleroderma citrinum MStereum hirsutum S

GENRE/ ESPECE Statut biologique Arbre-hôteBoletus edulis ++++ M Chêne pédonculéBoletus aestivalis + M Chêne pédonculéSuillus bovinus M PinPaxillus involutus M Chêne ou / BouleauAmanita muscaria M Bouleau ou / PinAmanita citrina M Chêne ou / PinAmanita asteropus M Chêne ou / PinAmanita vaginata var. fulva M Chêne ou / PinAmanita rubescens M Chêne ou / PinRussula fragilis / knauthii M Chêne pédonculéRussula emetica var. silvestris M Chêne pédonculéLactarius quietus M Chêne pédonculéLactarius hepaticus M PinLaccaria laccata M FeuillusLaccaria bicolor M PinLaccaria amethystina M FeuillusClitopilus prunulus M FeuillusTricholoma fulvum M BouleauCortinarius delibutus M Feuillus + PinsCortinarius cinnamomeus M PinInocybe asterospora M Chêne pédonculéScleroderma citrinum M Chêne pédonculéPisolithus tinctorius M Feuillus ou RésineuxCantharellus cibarius M Chêne pédonculéCantharellus tubaeformis M PinHypholoma fasciculare S Souche de chênePsathyrella piluliformis S FeuillusLentinus lepideus S Souche Pin ou / ChêneMegacollybia platyphylla S FeuillusCollybia butyracea S FeuillusCollybia maculata S Feuillus + PinsCollybia dryophila S Chêne pédonculéMycena leptocephala S FeuillusCalocera viscosa S Souche de Pin Lycogala epidendron S Souche Pin ou / Feuillus

Châtaigneraie (Castanea sativa) Alliance du Quercion robori-petraeae(essence postpionnière, acidiphile à large amplitude)

Chênaie atlantiqueà Quercus robur

Ordre des Quercetalia robori-petrae

TEMPERATURE AIR

PLUVIOMETRIE

TEMPERATURE SOL

FRUCTIFICATION

du CEPE

BOLETIERE EXPERIMENTALE de PARENTIS

Une BOLETIERE expérimentale :Etude des relations climat - fructification

Une BOLETIERE expérimentale :Une BOLETIERE expérimentale :EtudeEtude des relations des relations climat climat -- fructificationfructification

Station météo automatique