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Soutenance de thèse : Le jeudi 30 mars 2023 à 14.00 H salle de conférences C1. INRAE, 71 avenue Edouard Bourlaux 33140 VIllenave d'Ornon.

Are leaf chemical and spectral traits integrators of mycorrhizal fungal-plant associations?

Jury :

Résumé :

Les mycorhizes sont des symbioses souterraines formées entre les racines des plantes et les champignons du sol, très répandues dans le règne végétal et dans les écosystèmes terrestres. Aujourd'hui, il apparaît clairement que les types fonctionnels des plantes sont fortement associés à différents types de partenaires fongiques, tels que les mycorhizes à arbuscules (AM) ou les ectomycorhizes (EM), et que la prédominance de ces types de mycorhizes dans les écosystèmes contribue et reflète différents processus écologiques tels que les cycles biochimiques.

Malgré l'intérêt croissant pour l'inclusion de la dominance mycorhizienne dans les modèles globaux de la biosphère terrestre afin de mesurer leurs impacts respectifs sur les processus écologiques, les cartes mycorhiziennes mondiales actuelles sont encore grossières. Cependant, des résultats encourageants ont été obtenus par des techniques de télédétection et des corrélations entre les propriétés spectrales de la canopée et les partenaires mycorhiziens ont été observées, bien que la base mécanistique de ces interactions ne soit pas encore bien établie.

Ainsi, le premier objectif de cette thèse est d'explorer les métabolites primaires et secondaires des feuilles d'importantes espèces d'arbres européens afin de caractériser quels métabolites clés peuvent distinguer les plantes associées aux AM et aux EM. En parallèle, le second objectif de cette thèse est d'explorer la réflectance des feuilles de ces espèces afin de voir comment les empreintes chimiques observées entre les types mycorhiziens peuvent conduire à des signatures spectrales observables au niveau des feuilles ou de la canopée.

Mots clés : mycorhizes - traits foliaires - réflectance spectrale - métabolomique - composés secondaires

Abstract :

Mycorrhizas are below-ground symbioses formed between plant roots and soil fungi, widespread in the plant kingdom and across terrestrial ecosystems. Now it’s becoming clear that plant functional types (PFTs) are strongly associated to different kind of fungal partners such as arbuscular mycorrhizae (AM) or ectomycorrhizae (EM), and that the dominance of mycorrhizal types in ecosystems contribute to and reflect different ecological processes such as biochemical cycles.

Despite the growing interest in including mycorrhizal dominance in global models of the terrestrial biosphere to measure their respective impacts on ecological processes, current global mycorrhizal maps are still coarse. However, encouraging results have been obtained using remote sensing techniques and correlations between canopy spectral properties and mycorrhizal partners have been observed, although the mechanistic basis for these interactions is not yet well established.

Thus, the first objective of this thesis is to explore the primary and secondary metabolites of leaves of important European tree species to characterize which key metabolites may distinguish AM and EM associated plants. In parallel, the second objective of this thesis is to explore the leaf reflectance of these species to see how the chemical fingerprints observed between mycorrhizal types can lead to observable spectral fingerprints at the leaf or canopy level.

Keywords : mycorrhizae - leaf traits - spectral reflectance - metabolomics - secondary compounds