Régulation de la sécretion des phosphatases acides des champignons ectomycorhiziens et mobilisation de phosphore organique dans la rhizosphère des arbres forestiers : approches biochimiques et moléculaires

Regulation of the secretion of acid phosphatase of ectomycorrhizal fungi and mobilization of organic phosphorus in the rhizosphere of forest trees : biochemical and molecular approaches

• Auteur / Autrice : Julien Louche
• Direction : Claude Plassard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecosystèmes
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Montpellier SupAgro

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phosphore -- Composés organiques

Mots clés libres

Phosphatase

Champignon ectomycorhizien

Hebeloma cylindrosporum

Nutrition phosphatee

Régulation transcriptionnelle

Anticorps

Résumé

En culture pure, certains champignons ectomycorhiziens sont capables de sécréter de grandes quantités de phosphatase acide (AcPase). L’hypothèse centrale de ce travail est que ces enzymes joueraient un rôle déterminant dans la mobilisation de P organique (Po) des sols forestiers. Pour étudier cette hypothèse nous avons utilisé le basidiomycète ectomycorhizien modèle Hebeloma cylindrosporum, reconnu pour sa forte capacité de sécrétion d’AcPase in vitro. La séparation des protéines sécrétées dans le milieu de culture par une résine échangeuse de cations a permis l’identification de quatre fractions d’activité phosphatase. Les AcPases contenues dans ces fractions ont libéré du P inorganique (Pi) à partir de Po extrait d’un podzol acide. Les vitesses d’hydrolyse sont accélérées quand le sol est préalablement autoclavé, suggérant que les pools de Po microbiens libérés par l’autoclavage seraient un meilleur substrat pour les AcPases de H. Cylindrosporum. Un gène codant pour une AcPase, nommé HcPhoA, a été identifié dans une banque d’ADNc de H. Cylindrosporum. L’expression de HcPhoA est fortement augmentée dans le mycélium en culture pure en réponse à la déficience en Pi, indiquant que la production de HcPhoA est régulée au niveau transcriptionnel. Cependant, la transcription de HcPhoA survient après celle de HcPT1, qui code un transporteur H+:Pi. La mycorhization du Pin maritime par H. Cylindrosporum a augmenté la croissance et le prélèvement net de P des plantes

Some ectomycorrhizal fungi are able to release appreciable amounts of acid phosphatase (AcPase) when grown in pure culture. The main hypothesis of this work is that these enzymes would play an important role in organic P (Po) mobilisation of forest soils. To study this hypothesis, we used the model ectomycorrhizal fungus, Hebeloma cylindrosporum, already known for its great capability to release AcPase in vitro. The separation of secreted proteins in the culture medium with a cation exchange resin made it possible to identify four AcPase fractions. AcPases from each fraction released inorganic P (Pi) from Po extracted in acidic podzol. The rates of Pi release were increased when the soil was previously autoclaved, suggesting that pools of microbial Po released after soil autoclaving could be a better substrate for H. Cylindrosporum AcPases. A gene coding for an AcPase, named HcPhoA, was identified from a cDNA library of H. Cylindrosporum. Expression level of HcPhoA was strongly increased in the mycelium grown in pure culture as a response to Pi deficiency, indicating that the regulation HcPhoA production was transcriptional. However, HcPhoAexpression level increased after that of HcPT1 coding for a H+:Pi transporter. The mycorrhizal association between H. Cylindrosporum and maritime pine increased plant growth and net Paccumulation from an acidic podzol low in Pi. The increase of HcPhoA in ectomycorrhizae could indicate a role of HcPhoA in the mineralisation of soil Po for the host plant