Les mycorhizes éricoïdes: un potentiel biotechnologique pour

NATHALIE MORRISSETTE
Les mycorhizes éricoïdes : un potentiel biotechnologique pour favoriser
l'établissement de plants de bleuet sur les sites perturbés par
l'exploitation des sables bitumineux en forêt boréale canadienne.
Mémoire présenté
à la Faculté des études supérieures de l'Université Laval
dans le cadre du programme de maîtrise en sciences forestières
pour l'obtention du grade de maître es sciences (M. Se.)
DEPARTEMENT DES SCIENCES DU BOIS ET DE LA FORET
FORESTERIE, GÉOGRAPHIE ET GÉOMATIQUE
UNIVERSITÉ LAVAL
QUÉBEC
2011
Nathalie Morrissette, 2011

11
Résumé
L'exploitation des sables bitumineux en Alberta couvre un territoire de plus de 140 800 km2 dans la
forêt boréale. Pour atteindre les gisements d'hydrocarbures, cette exploitation nécessite la coupe à
blanc de la végétation ainsi que le déblaiement du mort-terrain d'une profondeur d'environ 50
mètres. Après l'extraction des sables bitumineux, ceux-ci doivent être traités pour en extraire le
pétrole et les procédés exigent l'utilisation de produits toxiques. Les rejets sableux et aqueux
générés par cette extraction sont remis en place et étant donné leur forte concentration en sels et leur
pH alcalin, ces rejets limitent l'établissement naturel de la végétation. Parmi les peuplements
forestiers, les ericacées occupent une place prédominante auprès des conifères (épinettes noires,
épinettes blanches, pins gris, sapins baumiers et mélèzes laricins) et des arbres feuillus (bouleaux et
peupliers). Pour permettre la recolonisation d'arbustes tels que le bleuet sur ces sites perturbés, cette
étude propose l'inoculation des semis avec des champignons mycorhiziens éricoïdes résistants aux
stress salins et aux hydrocarbures afin d'accroître leur tolérance à ces mêmes stress. La sélection in
vitro de champignons éricoïdes tolérants aux stress salins (NaCl, Na2S04, CaCL. et CaS04) et aux
hydrocarbures (pétrole brute et eau de rejet CT) fut effectuée en boîtes de Petri. Étant donné la
grande tolérance de ces champignons (Gymnascella dankaliensis, Phialocephala fortinii, Hymenos-
cyphus sp., Meliniomyces variabilis, Myxotrichum setosum et Pseudogymnoascus roseus ) en
conditions in vitro, une expérience in vivo fut entreprise afin d'évaluer la tolérance aux stress salins
(NaCl) et d'hydrocarbures (pétrole brut et eau de rejet CT) des plants de bleuet inoculés avec ces
mêmes champignons. Dû à un manque de mycorhization des plants de bleuet, aucune conclusion
n'a pu en être tirée. Les raisons de cet échec seront abordées dans la discussion.

Ill
Avant-Propos
Je tiens à remercier mon directeur Damase Khasa, qui m'a confié ce projet titanesque avec une
confiance aveugle. Merci à Ali Quoreshi, Estelle Campagnac, Annie Champagne, Jean Guy
Catford, Martin Trépanier, Serge Sokolski, François Larochelle, Paul Desaulniers, André Gagné,
Geneviève Bourgeois et Maxime Sirois. Et finalement, un remerciement très spécial à ce cher Yves
Piché, qui m'a gentiment guidé vers ce dépôt, tant par ses conseils, ses corrections et ses encoura-
gements. Merci.

IV
Table des matières
Résumé ii
Avant-propos iii
Table des matières iv
Liste des tableaux et encadrés vi
Liste des figures vii
Préface ix
Chapitre 1 - Ph\ torestauration des sites perturbés par l'exploitation des sables bitum-
neux 1
1.1 Les sables bitumineux dans la forêt boréale canadienne 1
1.2 Problématique de l'exploitation des sables bitumineux au Canada 3
1.3 Formation d'un gisement de pétrole 5
1.4 Composition des sables bitumineux 7
1.5 Techniques d'extraction des sables bitumineux 8
1.6 Stress environnementaux engendrés par l'exploitation des sables bitumineux 10
1.6.1 Toxicité du pétrole 11
1.6.2 Effet de la salinité du substrat sur les organismes édaphiques 13
1.7 Restauration des sites perturbés par l'exploitation des sables bitumineux 16
1.7.1 La bioremédiation 18
1.7.2 La phytoremédiation 19
1.7.3 La mycoremédiation 20
1.8 Les associations mycorhiziennes 21
1.8.1 Les champignons mycorhiziens 25
1.8.2 Les mycorhizes éricoïdes 26
1.9 Les ericacées 31
1.9.1 Le bleuet (Vaccinium angustifolium & Vaccinium myrtilloides) 33
1.10 Co-évolution Éricoïdes/Éricacées 34
1.10.1 Acidité, infertilité et toxicité des sols de la forêt boréale 35
1.10.2 Adaptation des espèces végétales 38
1.10.3 Les composés phénoliques 39
Chapitre 2 - Sélection de champignons éricoïdes tolérants aux stress
salins et d'hydrocarbures. Potentiel des plants de bleuet mycorhizes à
tolérer les stress salins et d'hydrocarbures 43
2.1 Introduction 43
2.2 Matériel et méthodes 44
2.2.1 Expérience in vitro 44
Isolement d'une souche du genre Oidiodendron à partir d'un plant de bleuet 44
Sélection in vitro de souches éricoïdes 44
Origine et culture des souches 44
Préparation des milieux de culture 45
Inoculation des milieux de culture 46
Le dispositif expérimental 46
2.2.2 Expérience in vivo 46
Sélection in vivo de souches éricoïdes en présence de boutures de plants
de Vaccinium angustifolium 46
Préparation des plants de bleuet 47
Préparation de l'inoculum 47
Origine et culture des souches 48