Rôle des communautés microbiennes dans la dégradation de la matière organique en forêt dans un contexte d’exportation intense de biomasse Francois Maillard To cite this version: Francois Maillard. Rôle des communautés microbiennes dans la dégradation de la matière organique en forêt dans un contexte d’exportation intense de biomasse. Biologie végétale. Université de Lorraine, 2018. Français. NNT : 2018LORR0190. tel-01997656 HAL Id: tel-01997656 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01997656 Submitted on 29 Jan 2019 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. 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Dominique et Marc, je vous remercie de m’avoir choisi pour cette thèse qui fut extrémement enrichissante. Michel et Damien, je vous remercie de m’avoir donné le goût de la recherche. Merci Cyrille pour ton aide et notamment durant nos multiples allers-retours du lundi matin dans les Vosges, où dans un état de semi-coma je faisais acte de présence. Jean-Paul, je suis un piètre mycologue, mais je suis sûr que nos inventaires produiront des résultats intéressants ! Et puis sinon, c’est toujours l’occasion de ramasser des cèpes. Je voudrais remercier Samantha, Charlotte, Margaux, Chloé et Valentin, mes dévoués stagiaires, pour votre aide précieuse. Pour la majorité d’entre vous, le sacrifice de vos doigts n’aura pas été vain même si les résultats ne sont pas dans ce manuscrit. Merci à Bernd et Laurent pour vos conseils et votre aide ainsi qu’à Arnaud et à la Protection Judiciaire de la Jeunesse pour le monitoring des sites expérimentaux. Merci Emila pour la mise en place du réseau MOS et pour les résultats préliminaires que tu as obtenu et qui ont guidé mon travail. Cricri, merci pour le passage de toutes les commandes à la dernière minute et tes délicieux thés ! Patou, tes anecdotes ont égayé mes journées. Manu, ce n’est pas moi qui débranche tes fils. Merci Laurette, les projets ADN et ARN n’en seraient pas là où ils sont sans toi. Merci à tous les brillants docs et postdocs que j’ai cotoyé, qui m’ont aidé et inspiré, Lauralie, Cora, Maïra, Véronica, Clémence, Yohann, et Yannick. J’adresse mes remerciements à l’ensemble des équipes de IAM et d’EEF pour m’avoir accueilli durant ces trois années. Cécile, tout ça à cause d’un repiquage de calles de peupliers. Maman, Papa, Gibou, je vous dédie ce travail. 3 4 Table des matières Table des matières ...................................................................................................................... 5 Préambule ................................................................................................................................... 7 LES ENJEUX ENVIRONNEMENTAUX ACTUELS .......................................................... 7 Facing global change: the millennium challenge for plant scientists ..................................... 9 INTRODUCTION GENERALE .............................................................................................. 23 1. Le rôle des microorganismes telluriques dans les écosystèmes forestiers ................ 24 2. Les rémanents forestiers comme source d’énergie .................................................... 26 3. Impact des pratiques sylvicoles intensives sur l’écosystème forestier ...................... 28 4. Objectifs de la Thèse ................................................................................................. 31 5. Structure de la thèse ................................................................................................... 33 6. Méthodologie ............................................................................................................. 34 7. Références ................................................................................................................. 36 CHAPITRE I ............................................................................................................................ 43 INTRODUCTION AU CHAPITRE I .................................................................................. 44 Soil microbial functions are affected by organic matter removal in temperate deciduous forest ..................................................................................................................................... 45 CHAPITRE II ........................................................................................................................... 77 INTRODUCTION AU CHAPITRE II ................................................................................. 78 Shift in soil bacterial and fungal community structures in response to organic matter removal in temperate deciduous forests ............................................................................... 79 CHAPITRE III ....................................................................................................................... 113 INTRODUCTION AU CHAPITRE III .............................................................................. 114 Enzymatic activities and community-level physiological profiles (CLPP) in subsoil layers are altered by harvest residue management practices in a tropical Eucalyptus grandis plantation ............................................................................................................................ 115 CHAPITRE IV ....................................................................................................................... 129 INTRODUCTION AU CHAPITRE IV ............................................................................. 130 First evidences that the ectomycorrhizal fungus Paxillus involutus mobilizes nitrogen and carbon from saprophytic fungus necromass ....................................................................... 131 CHAPITRE V ........................................................................................................................ 159 INTRODUCTION AU CHAPITRE V ............................................................................... 160 N-acetylglucosaminidase activity, a functional trait of chitin degradation, is regulated differentially within two orders of ectomycorrhizal fungi: Boletales and Agaricales........ 161 5 CHAPITRE VI ....................................................................................................................... 179 INTRODUCTION AU CHAPITRE VI ............................................................................. 180 Organic nitrogen mobilisation from fungal chitin was revealed by genomics and physiological evidences in a wide range of ectomycorrhizal fungi .................................... 181 DISCUSSION GENERALE ET PERSPECTIVES ............................................................... 202 1. Les effets de l’exportation artificielle de matière organique sur la diversité taxonomique et fonctionnelle microbienne en forêt tempérée. ....................................... 203 2. Les limites de l’exportation artificielle de matière organique ................................. 205 3. Indiquer ou modéliser ? ........................................................................................... 206 4. Export de matière organique,