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Les Légumineuses Ligneuses D'algérie, Déscription, Distribution Et

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Les Légumineuses Ligneuses D'algérie, Déscription, Distribution Et N° d’ordre : 68/2012-M/S.B. République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediène Faculté des Sciences Biologiques Mémoire présenté par ZIZI Madjid En vue de l’obtention du diplôme de Magister en Sciences Biologiques Spécialité : Ecologie Forestière Sujet Les légumineuses ligneuses d’Algérie Description, distribution et statut symbiotique Soutenu publiquement le 24 juin 2012 devant le jury composé de Mme Bouguedoura N. Professeur.à USTHB Président Mr Amrani S. Maître de Conférences A à l’USTHB Directeur de thèse Mlle Aïd F. Professeur.à USTHB Examinateur Mr Hanifi N. Maître de Conférences A à l’USTHB Examinateur Résumé Quarante neuf (49) légumineuses ligneuses ont été introduites, acclimatées avec succès et propagées à plus ou moins grande échelle en Algérie. Ces légumineuses ligneuses représentées par ordre d’importance par des arbres et des arbustes grimpants ou non, sont représentées par 12 Caesalpinieae, 26 Mimosoideae et 11 Papilionaceae qui présentent une intérêt horticole ou forestier. Des prospections portant sur 61 sites et 16 pépinières indiquent que la plupart de ces espèces de légumineuses ligneuses introduites peuvent être rencontrées aujourd’hui en Algérie. Quelques unes qui ne sont que faiblement représentées. D’autres sont devenues des composantes essentielles de la flore ligneuse Algérienne tout au moins au nord du pays où elles sont implantées en grand nombre pour la protection des pentes (routes, autoroutes, barrages…) ou pour des opérations de boisement et de reboisement. L’étude de la diversité phénotypique de 36 souches de rhizobia associées au niveau de quelques pépinières aux espèces d’acacias introduites les plus fréquentes en Algérie a permis de mettre en évidence leur grande diversité sur le plan de leur spectre d’hôte et de leur profil phénotypique. Elles sont représentées par des souches à croissance lente apparentées à Bradyrhizobium japonicum et des souches à croissance rapide qui ont été affiliées à Sinorhizobium meliloti et Rhizobium leguminosarum. En raison de la pauvreté de la flore algérienne en légumineuses ligneuses autochtones, celles introduites devraient faire l’objet d’une attention particulière car en tant qu’espèces acclimatées elles font partie intégrante de la diversité floristique algérienne et méritent d’être promues, valorisées et conservées au même titre que les espèces autochtones. Liste des tableaux Tableau I : Liste des principaux organismes fixateurs d’azote et de leur symbiote végétal dans le cas des fixateurs symbiotiques (compilation à partir de sources multiples).....................7 Tableau II : Distribution actuelle des bactéries nodulant les légumineuses au sein des classes de proéobactéries ........................................................................................................15 Tableau III : Liste des espèces de légumineuses ligneuses introduites référencées par Maire (1987). Les espèces signalées par une étoile au niveau de la dernière colonne ont subi des changements nomenclaturaux et/ou systématiques...................................................................................45 Tableau IV : Taxons de légumineuses ligneuses introduites ayant été affectés par des changements nomenclaturaux ou systématiques par rapport aux données de la flore de Maire (1987). ............................................................................................................................47 Tableau V : liste des 6 espèces de légumineuses ligneuses non référencées par Maire (1987) que nous avons rencontré lors de nos campagnes de prospection................................48 Tableau VI : Prévalence des légumineuses ligneuses introduites au niveau des 61 sites prospectés. La colonne présence donne le nombre de sites au niveau desquels une espèce donnée a été rencontrée...............................................................................................50 Tableau VII: Production des légumineuses ligneuses introduites au niveau du panel des 16 pépinières retenues. Les espèces massivement produites sont surlignées en gris. .............54 Tableau VIII : Prévalence de la symbiose à rhizobia et de la fixation symbiotique de l’azote chez les légumineuses ligneuses produites en pépinières.............................................57 Tableau IX : Caractères des nodules observés sur le système racinaire des légumineuses ligneuses produites en pépinières ......................................................................59 Tableau X : Nombre de jours d’incubation à 25°C nécessaires aux 36 souches associées aux acacias pour former des colonies visibles à l’œil nu sur milieu YEMA-RC réparti en boîtes de Petri...........................................................................................................61 Tableau XII : Comportement symbiotique des 36 souches de rhizobia associées à Acacia saligna vis-à-vis de 5 autres espèces du genre Acacia .................................................63 Tableau XI: Résultats des tests de nodulation réalisés pour authentifier les isolats nodulaires obtenus à partir des 6 espèces d’acacias retenues .................................................66 Liste des figures Figure 1 - Mécanisme de réduction de l’azote moléculaire (N2) en ammoniac (NH4) par la nitrogénase.................................................................................................. 5 Figure 2: Diversité des symbiose fixatrices d’azote. Exemples de symbioses non- nodulaires : symbiose Azolla-Anabeana et lichens fixateurs d’azote. ............................. 9 Figure 3: Diversité des symbiose fixatrices d’azote. Exemples de symbioses nodulaires : symbiose actinobactéries (Frankia)-Plantes actinorhiziennes et rhizobia-légumineuses. ................................................................................................. 10 Figure 4: Diversité morphologique des bactéries nodulant les légumineuses. ............. 14 Figure 5: Diversité de la morphologie de la gousse (légume) chez les légumineuses ............................................................................................................... .17 Figure 6 : Diversité de l’inflorescence chez les légumineuses...................................... 18 Figure 7: Photographies montrant des représentants des nouvelles subdivisions génériques des acacias telles qu'entérinées par l'IBC (International Botanical Congress) sur proposition de Orchard et Maslin (2003). .............................................. 20 Figure 8: Représentants autochtones du genre Acacia sensu lato en Algérie. Pour compléter l’aperçu Faidherbia albida longtemps connu sous le nom d’Acacia albida a été représenté sur la planche. ......................................................................... 22 Figure 9 : Comparaison entre les deux voies d’invasion de la racine par les bactéries. .....24 Figure 10 : Structure des nodules chez les légumineuses. .......................................... 25 Figure 11 : Cycle Glutamine Synthétase/Glutamine – Oxoglutarate Aminotransférase (GS-GOGAT) qui permet l’incorporation de l’azote fixé par les nodules à rhizobia dans le métabolisme de la cellule végétale. .................................... 28 Figure 12: Archives et flores utilisées pour l’inventaire et la détermination des légumineuses ligneuses arborées ou arborescentes introduites en Algérie.................. 34 Figure 13 : Plaque de microtitration utilisée pour la détermination des caractères phénétiques des souches de rhizobia associées à quelques espéces d'acacias.......... 39 Figure 15 : Dendrogramme montrant les relations existant entre les différentes souches de rhizobia en fonction de leur spectre d’hôte................................................. 67 Figure 16 : Dendrogramme montrant les relations existant entre les différentes souches de rhizobia en fonction du degré de sililitude de leur profil phénotypique. ...... 69 Sommaire Introduction .......................................................................................................................................01 Rappels Bibliographiques ............................................................................................................05 1- La fixation biologique de l'azote et les organismes fixateurs d’azote..................................................05 1-1 La fixation biologique de l’azote..............................................................................................05 1-2 Les organismes fixateurs d’azote ...........................................................................................07 2- Les symbioses fixatrices d’azote chez les plantes..............................................................................09 3- La symbiose rhizobia-légumineuses...................................................................................................13 3-2- Le partenaire végétal : Les légumineuses.............................................................................14 3-3 Le genre Acacia......................................................................................................................20 3-3-1. - Le genre Acacia en Algérie ........................................................................................20 3-4- Établissement de la symbiose...............................................................................................22 3-4-1 Infection de la racine.....................................................................................................24
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