Diversité génotypique et fonctionnelle des rhizobia associés aux cultures mixtes Fève-Blé en conditions limitantes de phosphore au Maroc

par Tasnime Maghraoui

Thèse de doctorat en Mécanismes des interactions parasitaires pathogènes et symbiotiques

Sous la direction de Philippe de Lajudie et de Khalid Oufdou.

Le président du jury était Yedir Ouhdouch.

Le jury était composé de Philippe de Lajudie, Khalid Oufdou, Yedir Ouhdouch, Thierry Heulin, Brahim Bouizgarne, Pierre Czernic.

Les rapporteurs étaient Thierry Heulin, Brahim Bouizgarne.


  • Résumé

    Cette étude a pour principal objectif de mettre en évidence le rôle des bactéries solubilisatrices de phosphate (rhizobia) dans une meilleure gestion des systèmes de cultures associant la fève (légumineuse) et le blé (céréale) en monoculture et en cultures mixtes sous des conditions de déficience en P. Cent neuf souches de rhizobia ont été isolées à partir des nodules racinaires des plantes de V. faba dans la région de Marrakech. Les analyses phylogénétiques basées sur les gènes 16S rDNA, recA et nodD montrent que les souches étudiées sont proches phylogénétiquement de R. leguminosarum biovar viciae, de R. laguerreae et de Ensifer meliloti. Nous avons également décelé la présence du gène pqqC qui est impliqué dans la solubilisation du phosphate (pyrroloquinoline quinone synthase C) chez 15 souches de rhizobia. 22% de ces souches ont été identifiées comme étant capables de solubiliser le phosphate minéral. Ensuite, nous avons montré que l’inoculation avec certaines souches de rhizobia ayant la capacité de solubiliser le P in vitro améliore la croissance des plants de fève et de blé en serre (en monoculture et culture mixte). Nous avons aussi noté des réponses différentes à l’effet de l’inoculation selon les combinaisons symbiotiques étudiées fève-rhizobia. Nous avons également montré que les souches de rhizobia peuvent stimuler le transfert d'azote fixé de la fève au blé, ce qui pourrait contribuer de manière significative au processus de facilitation plante-plante dans les cultures en association dans des conditions de sols carencés en phosphore. En plus de ces avantages de l’association, cette pratique culturale n’est pas limitée à un effet trophique (amélioration de la nutrition azotée des plantes), mais pourrait résulter d'interactions microbiennes qui peuvent agir directement sur la croissance du blé (effet PGPR). Les résultats des expérimentations menées en serre et au champ montrent, en effet, que les cultures mixtes stimulent la croissance du blé ainsi que sa nutrition minérale (N et P).Ces résultats soulignent l'utilité de développer ce type de pratiques culturales associant les légumineuses et les céréales et d'utiliser les ressources microbiennes locales dans les agro-écosystèmes afin d’améliorer la production agricole, en réduisant l’utilisation des intrants chimiques coûteux et néfastes pour l'environnement.

  • Titre traduit

    Genotypic and functional diversity of rhizobia associated with bean-wheat mixed crops under phosphorus limiting conditions in Morocco


  • Résumé

    The main purpose of this study is to evaluate the role of phosphate solubilizing rhizobial strains in promoting faba bean (legume) and wheat (cereal) growth in mono and mixed cultures under phosphorus deficiency conditions. 109 rhizobial strains have been isolated from nodules of V. faba plants in Marrakech region. Phylogenetic analysis based on 16S rDNA, recA and nodD genes showed that the studied strains are close to Rhizobium leguminosarum biovar viciae, R. laguerreae and Ensifer meliloti. We detected the presence of pqqC gene which is implicated on phosphate solubilization (Pyrroloquinoline-quinone synthase C) in 15 rhizobia strains. 22 % of isolated strains were found to be able to solubilize mineral phosphate. We have demonstrated that the inoculation with some of rhizobial strains with PSolubilization capacity in vitro, improved the growth of fava bean and wheat plants in greenhouse (both in mono and mixed cultures). We noticed different reactions to the inoculation's effect, depending on the symbiotic combinations faba bean-rhizobia studied. We also showed that rhizobial strains can stimulate the transfer of fixed nitrogen from the bean to the wheat, which could contribute significantly to the plant-plant facilitation process in associated cultures with phosphorus deficiency conditions. Besides this association advantages, this cultural practice is not limited to a trophic effect (improvement of the nitrogenous nutrition of plants), but could engender microbial interactions which can directly enhance the wheat growth (PGPR effect). The results of the experiments conducted in greenhouse and on field show that mixed cultures stimulate wheat growth and its mineral nutrition (N and P). These results underline the utility of developing this kind of cultural practices associating legumes and cereals, and to use the local microbial resources in the agro-ecosystems to improve the agricultural production by reducing the use of agricultural improvers among others expensive artificial fertilizers which represent a threat to the environment.

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