Analyse des facteurs microbiens régissant le caractère invasif d'Acacia mearnsii dans la subéraie du parc national d'EL-Kala(NE algerien)

Analysis of factors governing microbial invasiveness Acacia mearnsii in the cork oakEl kala National Park (North East of Algeria)

• Auteur / Autrice : Imène Boudiaf
• Direction : Yves Prin, Robin Duponnois, Arifa Fraga-Beddiar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie/Parasitologie
• Date : Soutenance le 18/12/2012
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yves Prin, Robin Duponnois, Arifa Fraga-Beddiar, Jean Garbaye, Thierry Gauquelin, Marc Buée, Michel Lebrun
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean Garbaye, Thierry Gauquelin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acacias

Plantes envahissantes

Rhizobium

Mycorhizes

Mots clés libres

Acacia mearnsii

Quercus suber

Parc National d'El Kala

Mycorhizes

Rhizobium

Plantes invasives

Acacia mearnsii

Cork oak

El kala National Park

Mycorrhiza

Rhizobium

Invasive plants

Résumé

Les plantes invasives constituent un phénomène très répandu sur la planète qui entraîne des problèmes environnementaux majeurs aboutissant à des perturbations significatives dans les processus régissant la conservation de la diversité végétale et microbienne des sols. Acacia mearnsii (De Wild) est l'une des espèces d'Acacia ayant un potentiel invasif important. Cette légumineuse d'origine australienne a été introduite dans les subéraies du Parc National d'El-Kala (PNEK), au Nord-Est de l'Algérie, où elle induit des dégradations drastiques sur l'écosystème forestier de chêne-liège Quercus suber (L.) et la diversité végétale et microbienne de cette formation forestière. L'objectif de cette étude a été d'évaluer les transformations induites par A. mearnsii sur les caractéristiques et microbienne du sol (particulièrement les communautés de symbiotes microbiens) et d'en déterminer les conséquences sur le développement de chêne-liège. Une série d'expérimentations a été réalisée sur les sols de trois sites dans le PNEK : forêt naturelle de Q. suber (site non envahi), peuplement mixte Q. suber et A. mearnsii (site envahi récemment par A. mearnsii) et peuplement d'A. mearnsii (site anciennement envahi par A. mearnsii). Les analyses de sol, de la diversité fonctionnelle et structurelle des microorganismes telluriques ont révélé l'existence de modifications liées à la présence de l'espèce envahissante. D'autre part, il a été déterminé que A. mearnsii avait un effet inhibiteur sur le développement du chêne-liège et sur son cortège ectomycorhizien associé. De plus, cette essence semble avoir la capacité de s'adapter facilement au milieu d'introduction, du fait de sa forte mycotrophie vis à vis des champignons mycorhiziens arbusculaires, et de sa facilité de nodulation spontanée avec des bactéries symbiotiques principalement du genre Bradyrhizobium. La présence de symbiotes compatibles avec A. mearnsii dans les habitats envahis représente probablement un des facteurs susceptibles de faciliter le processus d'envahissement de l'espèce. Nos résultats suggèrent que la régression du développement du chêne-liège peut être liée aux modifications induites par A. mearnsii sur le fonctionnement du sol et la structure des microorganismes telluriques. Cet effet est probablement lié à d'autres éléments biotiques et abiotiques du milieu envahi influencé par cet arbre. Il sera donc important d'affiner cette étude, et d'analyser plus précisément les paramètres pouvant être à l'origine du succès de l'invasion par A. mearnsii afin de définir un cadre de lutte contre cette espèce invasive et ainsi sauvegarder la subéraie .

Invasive plants are a global phenomenon causing major environmental problems leading to significant disruptions in the processes governing the conservation of plant diversity and soil microbial communities. Acacia mearnsii (De Wild) is one of the Acacia species with a significant invasive potential. This Australian native legume was introduced in the cork forests of the National Park of El Kala (PNEK), North-eastern Algeria, and induced drastic degradation of the cork oak (Quercus suber (L.)) forest ecosystem, on understorey plant species and soil microbial diversity. The objective of this study was to evaluate changes resulting from the A. mearnsii invasion on chemical characteristics and soil microbiota (especially symbiotic microbial communities) and to determine their impact on cork oak development. Experiments were conducted on soils collected from three sites in the PNEK: Q. suber natural stand (non-invaded site), mixed Q. suber and A. mearnsii stand (recently invaded site) and A. mearnsii stand (fully invaded site). Both chemical and microbiological soil characteristics were affected by the presence of the invasive species. On the other hand, it was determined that A. mearnsii had an inhibitory effect on the development of the cork oak tree and its associated ectomycorrhizal community. In addition, this tree species seems to easily interact with arbuscular mycorrhizal fungi in the introduction area, being abundantly infected. It is also spontaneously nodulated by local symbiotic bacteria, mainly of the genus Bradyrhizobium. The presence of symbionts, compatible with A. mearnsii in invaded habitats are probably one of the factors that facilitate the process of invasion. Our results suggest that the development of the cork oak can be linked to changes induced by A. mearnsii with soil functioning and with the composition of soil microorganism communities. This effect is probably related to other biotic and abiotic components of the environment influenced by this invasive tree species. It seems thus important to analyze more precisely the parameters that cause the success of the invasion by A. mearnsii in order to better control this invasive species and save the cork oak forest in Algeria.