Semaine 6-La rhizosphère Flashcards
1
Q
Rhizosphère
A
Volume du sol directement influencé par les racines
- ~50% de la biomasse végétale est sous terre par les racines
- Très haute activité microbienne et biochimique
- ~50x plus de biomasse microbienne que dans le sol adjacent (pas 50 pile, peut être entre 10 et 100)
2
Q
Différentes formes de racines (5)
A
- Pour maximiser le fitness des différentes plantes
1. Fibreuse (racines fines) - Maximise le contact avec le sol (grande surface spécifique)
- Augmente l’acquisition des ressources du sol, mais plus grande exposition aux pathogènes du sol
- Majorité des plantes graminés
- Retournement de ces racines élevé car la longévité des racines fines est courte
- Fasciculée (grosse racine des arbres)
- Racines adventices qui se développent à la base de la tige et qui deviennent plus grosses que le pivot principal
- On presque toutes la même grosseur
- Très favorables dans le sol avec des caillous (texture grossière) et dans les pentes (pour stabiliser la tige pivot)
- Surtout chez les monocotylédones - Traçante
- Près de la surface du sol
- Peuvent s’étendre très loin de la tige
- Avantage: racines traçantes peuvent produire des nouvelles tiges par drageonnement comme dans le cas du peuplier - Tubéreuse (patate)
- Organes d’entreposage des sucres sous forme d’amidon
- Organe de reproduction, comme chez la pomme de terre, où il a des bnourgeons pour faire la propagation du plant
- Surface spécifique très petite, donc pas une grande vitesse d’acquisition des éléments nutritifs du sol - Pivotante (carotte)
- Racine principale géotropique (pousse dans le sens de la gravité)
- Seulement quelques très petites racines sortent de la racine principale
- Avantage: difficile de déraciner
- Pas type très populaire en nature. La carotte et le radis ont probablement des racines pivotantes à cause de la sélection de cultiar
- La majorité des dicotylédones commencent avec un racine pivotante, mais passe à fasciculées par la suite
3
Q
Rôles principaux des racines et rhizomes (5)
A
- Ancrage au sol (support des parties aériennes)
- Acquisition des ressources du sol (eau et éléments nutritifs
- Organes d’entreposage (des sucres)
- Synthèse de régulateurs de croissance (phytohormes)
- Propagation végétative (tubercules, rhizomes, drageons)
4
Q
Endo-rhisosphère
A
Volume à l’intérieur de la racine où s’accomplit des échanges avec les organismes du sol
5
Q
Rhizoplane
A
Surface externe de la racine, lieu d’échanges biochimiques avec le sol (là où il y a le plus d’échanges avec le sol)
6
Q
Exo-rhizosphère
A
Région d’environ 1-5 mm autour des racines
Son volume est un peu arbitraire
7
Q
Pourquoi la rhizosphère est un noeud vital dans le fonctionnement des écoS?
A
Intersection entre les métabolismes hétérotrophes et autotrophes:
- Mo limités par la disponibilité du C-réduit
- Végétaux limités par la disponibilité des nutriments
Ainsi,
mo dépendent des plantes pour aller chercher du C réduit et les plantes dépendent des mo pour aller chercher les éléments nutritifs du sol
Entraide
8
Q
Environnement de la rhizosphère n’est pas statique ni uniforme
A
- Il varie dans le temps
Une racine jeune est plus active; elle interagit davantage avec les organismes du sol qu’une vieille racine subérisée (car bcp c mortes et surface spécifique plus basse) - Il varie dans l’espace
Une racine jeune aujourd’hui ne sera plus jeune demain et encore mois le lendemain. La partie la plus active se trouve proche du méristème et plus on s’éloigne, moins les racines sont actives
9
Q
Différences entre la rhizosphère et le sol adjacent (5)
A
- Activité microbienne élevée
- La composition ionique de la solution du sol est différente
ex: les ions qui diffusent lentement à travers le sol et qui se font rapidement absorbés par les racines seront plus épuisés dans la rhizosphère (P) - Le pH peut varier de quelques unités à la surface de la racine
- Relâchement de HCO3- si le NO3- est absorbé par la plante
- Relâchement de H+ si le NH4+ est absorbé par la plante
- CO2+eau= acide carbonique
- Le pH diminue quand le sol s’assèche après une pluie
- Certains exsudats (molécules relâchées passivement par les racines) sont des agents chelateurs pouvant stabiliser Al3+ (enrobe le cationce qui diminue son caractère acidique)
- Certains exsudats sont des acides organiques (souvent acides faibles qui peuvent agir comme des tampons) - Concentration de O2 et de CO2
- Absorption de l’eau par les racines assèche le solet favorise les échanges gazeux avec l’atmosphère (car diffusion 10 000 fois plus lente dans eau)
- Respiration de la racine et des mo augmentent le CO2
- Certaines racines de plantes aquatiques sont spécialisées à transporter l’O2 dans le sol (aérenchymes et mouchetures oranges qui témoignent de l’oxydation du fer) - Carbone organique plus élevé
- Une des différences des plus importantes
- ~50% du carbone fizé par les feuilles est acheminé aux racines
- ~30 à 50% du C acheminé aux racines est perdu dans la rhizosphère, ce qui s’appelle la rhizodéposition
- C dispo pour les mo du sol
- La quantité et la qualité chimique de la rhizodéposition varie beaucoup d’une plante à l’autre
10
Q
5 classes de composés de la rhizodéposition
A
1. Exsudats Faible masse moléculaire Solubles ou volatiles Seulement 1% du C relâché par les racines Très labiles Relâchés par diffusion passive
- Sécrétions
Masse moléculaire variable
Relâchées activement par la plante (coûts énergétiques)
Comprend les exo-enzymes
Souvent contrôlées par des inhibiteurs, à cause du coût énergétique - Lysats
Substance relâchée par la destruction des cellules de l’épiderme
Peut être causé par des déficiences nutritionnelles
Peut être causé par des organismes du sol au moment où ils colonissent la racine - Mucilage
80% des produits de la rhizodéposition
Polysaccharides à haute masse moléculaire
Synthétisé et excrété à la coiffe de la racine
Très hydraté, texture visqueuse/gélatineuse
Fonctions : prévenir l’abrasion, source de C au mo, structurer le sol, prévenir le déssechement de la racine, permettre la diffusion de nutriments vers la racine - Racines mortes
Pour certaines plantes, les très jeunes racines peuvent mourir et se régénérer très rapidement (pour retourner le C au sol)
10 à 50x plus de bactérivores sur la surface des jeunes racines mortes que dans le sol adjacent
11
Q
Interactions racines-organismes du sol 1-2
A
- Minéralisation des éléments nutritifs
- Les plantes préférent absorber les éléments nutritifs sous formes minérales, mais la plupart des nutriments sont sous formes organiques
- Les bactéries sont plus compétitives pour l’acquisition des nutriments organiques que les plantes
- Comment les plantes ont accès à des nutriments sous formes minérales ? Mutualisme autotrophes-hétérotrophes
- La rhizosphère favorise la croissance bactérienne, ce qui augmente la prédation des bactéries par des prédateurs. Les bactérivores doivent se débarasser de leur surplus de nutriments. Les nutriments sont relâchés sous formes minérales
- Donc c’est le transfert de C de la plante aux mo qui permet d’acquérir les nutriments du sol
- Présence des racines augmente le taux de décomposition de la matière organique - Augmentation du taux de rhizodéposition
- La présence de mo dans la rhizopshère augmente
100% la perte de C par la racine
- Causes ? enzymes microbiens dans la rhizoplane qui augmentent la perméabilité des c de l’épiderme (lysats) ou signalisation biochimique entre la plante et les mo qui stimule la rhizodéposition
12
Q
Interactions racines-organismes du sol 3
A
- Production de molécules spécialisées dans la rhizosphère
a. Composés qui font germer des spores fongiques
- Souvent volatiles, de faible masse moléculaire et peuvent agir à des distances considérables de la racine
- Acide abiétique isolé des racines de pins (permet une colonisation rapide des racines par les mycorhizes)
b. Stimulateurs ou inhibiteurs microbiens
- Certains isoflavonoïdes
- PGPRs
c. Enzymes
- Peroxidase est produite par les racines du riz afin de dégrader le peroxide produit par certaines bact
d. Agents chélateurs
- Faible masse moléculaire
- Forment des complexes stables avec des cations (complexes solubles)
- ex 1: Certains acides aminés comme glycine, sont des agents chélateurs naturels pouvant former des complexes solubles avec des ions métalliques
- ex 2: Sidérophores
Très haute affinité pour le Fe3+
Augmente la disponibilité du Fe pour la plante
Prod par certains mo et par les racines
13
Q
Interactions racines-organismes du sol 4-5
A
- PGPRs
- N’importe quel organisme dont la présence et l’activité dans la rhizopshère a un effet bénéfique sur la croissance de la plante
- Mais c’est plus, les bactéries disposant d’un mécanisme spécifique pouvant améliorer la croissance de la plante
- Intérêt biologique des PGPR
biocontrôle des pathogènes du blé ou phytohormones pour augmenter croissance et développement - Rétroactions positives guidant la succession écologique
- Succession allogène: facteurs abiotiques comme pluie acide qui E succession
- Succession autogène: plantes elles-même occasionnent des changements
