Stimulation par les champignons endomycorhiziens de la

Stimulation par les champignons endomycorhiziens de la synthèse de composés nutraceutiques
et aromatiques dans les fruits et légumes
Jacques-André Rioux 1 , Martin Trépanier1, Marie-Pierre Lamy1, Frédéric Simard1
809192
Durée : 07/2009-02/2013
FAITS SAILLANTS
Les champignons mycorhiziens arbusculaires sont des champignons du sol qui établissent une étroite
association symbiotique avec plus de 80 % des végétaux terrestres. Lors de l’établissement d’une
symbiose mycorhizienne à arbuscules, un large éventail de paramètres chimiques et biologiques sont
affectés dans la plante, particulièrement la synthèse des composés secondaires. Des accumulations de
flavonoïdes, d’apocaroténoïdes, de phytoalexines, de composés phénoliques, de terpénoïdes et de
glucosinolates dans les plantes colonisées par ces champignons ont été rapportées.
Ce projet a permis d’explorer les voies de synthèse de composés d’intérêt nutraceutique chez des
plantes cultivées pour leur racine ou organe souterrain (carotte, oignon), leur feuillage (basilic, menthe,
origan) ou pour leurs fruits (tomate, fraise).
OBJECTIF ET MÉTHODOLOGIE
L’objectif premier de ce projet a été d’améliorer les qualités nutraceutiques et gustatives des fruits et
légumes en incorporant dans la régie de culture un organisme naturel, un champignon endomycorhizien
arbusculaire, bien connu pour stimuler les réactions de défense de la plante et pour modifier son
métabolisme secondaire. Ces molécules induites du métabolisme secondaire sont pratiquement les
mêmes que celles reliées aux qualités nutraceutiques des aliments.
Des dispositifs expérimentaux ont été constitués afin d’étudier l’effet des quatre traitements suivants : 1.
témoin, 2. supplément de phosphore (superphosphate triple, 0-46-0), 3. supplément d’un inoculant
mycorhizien (Glomus irregulare (intraradices)) et 4. supplément de phosphore et de l’inoculant
mycorhizien. L’effet de ces traitements a été évalué sur le rendement et la production de composés
nutraceutiques chez la carotte, le basilic, l’oignon, la menthe verte, l’origan, la fraise et la tomate cerise.
Tous les essais ont été réalisés en contenants en serre, à l’exception de celui de l’oignon réalisé à
l’extérieur. L’analyse chimique de composés d’intérêt, comme les caroténoïdes totaux, la lutéine, le
β-carotène, le lycopène (tomate), les sulfoxydes (oignon), les phénols totaux, les terpènes totaux et la
capacité antioxydante (valeur ORAC), a été réalisée en fonction de leur présence habituelle dans la
plante à l’essai.
RÉSULTATS SIGNIFICATIFS POUR L’INDUSTRIE
Au cours de ces trois années d’expérimentation, les bienfaits des champignons endomycorhiziens sur les
rendements et l’assimilation des éléments minéraux par les plantes ont été démontrés, ce qui renforce
davantage les références à ce sujet. Toutefois, il n’a pas été permis de démontrer que les champignons
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Centre de recherche en horticulture, Université Laval, Québec
endomycorhiziens peuvent contribuer significativement à l’augmentation de la biosynthèse des
molécules d’intérêt nutraceutique. La plante qui semble avoir le mieux répondu 4) est le basilic. Une
double dose d’inoculant mycorhizien a permis une augmentation de la synthèse des caroténoïdes totaux,
de la lutéine et du β-carotène comparativement aux plantes témoins. Il est possible de conclure que
l’ajout de l’inoculant mycorhizien en grandes quantités tôt en début de la culture (semis) peut contribuer à
l’augmentation des rendements et des molécules d’intérêt chez le basilic.
Un apport supplémentaire en phosphore se traduit sans surprise par une augmentation de la masse
aérienne, de la masse racinaire ou du rendement en fruits. L’action du phosphore sur le métabolisme
secondaire est très variable selon l’espèce végétale utilisée.
Le phosphore a eu un effet positif sur la synthèse des phénols totaux, sur les caroténoïdes totaux et sur
le β-carotène chez la carotte. Également, il a favorisé la formation des terpènes totaux chez le basilic.
Par contre, l’ajout de superphosphate triple à une dose équivalente à 100 kg/ha a diminué
significativement la concentration en caroténoïdes totaux et en lutéine chez le basilic. Une baisse de
production de terpènes (huiles essentielles) est également observée chez la menthe verte et l’origan
lorsque les plantes reçoivent un supplément de phosphore en début de culture (incorporé au substrat). Il
est possible de constater que lorsque la croissance aérienne est augmentée (basilic), la concentration en
caroténoïdes diminue alors qu’elle est augmentée proportionnellement à la croissance racinaire des
carottes.
APPLICATIONS POSSIBLES POUR L’INDUSTRIE
Les interactions entre les mycorhizes et le métabolisme secondaire sont complexes. De plus amples
travaux seront nécessaires afin d’approfondir les connaissances dans ce domaine, et ce, sur plusieurs
autres espèces végétales. Ces essais ont démontré une fois de plus le rôle important des mycorhizes en
agriculture et les bienfaits indéniables que ces intrants peuvent apporter aux cultures, particulièrement
lorsque les conditions de culture ne sont pas optimales.
L’essai de traitements plus approfondis au niveau des doses de fertilisants et des doses d’inoculant
pourrait nous renseigner davantage sur les pistes potentiellement prometteuses afin de découvrir les
interactions possibles entre l’augmentation des parties aériennes et le métabolisme des plantes.
POINT CONTACT POUR L’INFORMATION
Marie-Pierre Lamy, Martin Trépanier
Pavillon Envirotron
2480, boul. Hochelaga
Québec (Québec) G1V 0A6
Téléphone : 418 656-2131 poste 4086
Télécopieur : 418 656-7871
Courriel : [email protected] ; [email protected]
AUTRES TRAVAUX DE L’AUTEUR/RÉFÉRENCES SUR LE MÊME SUJET
Un mémoire de maitrise sera bientôt publié par Frédéric Simard.
PARTENAIRE FINANCIER
Cette recherche a été réalisée grâce à une aide financière accordée dans le cadre du Programme de
soutien à l’innovation en agroalimentaire du ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation.