Saviez-vous qu'il existe près de 28,500 XNUMX espèces d'orchidées dans le monde ? Et saviez-vous que les orchidées dépendent de leur symbiose champignons mycorhiziens pour la nutrition? Cette incroyable diversité de plantes hôtes et de leurs partenaires symbiotiques soulève de nombreuses questions sur leur co-évolution et leur dépendance les unes par rapport aux autres.
Des scientifiques australiens se sont associés pour explorer la distribution et les cooccurrences de plus de 500 échantillons de champignons mycorhiziens (appartenant à la Cératobaside genre) isolé de 111 espèces d'orchidées australiennes. Ces champignons étaient dispersés sur tout le continent, associés à des espèces d'orchidées particulières, mais pouvaient également être trouvés là où leurs plantes hôtes ne poussaient pas.
Le chercheur principal est Marc Freestone, doctorant à l'Université nationale australienne de Groupe de recherche du Dr Celeste Linde. Freestone est un expert en orchidées extrêmement passionné par la sauvegarde les orchidées poireaux en voie de disparition en Australie en comprenant les relations champignons-plantes.
Entre 2007 et 2016, les chercheurs ont isolé 217 souches de champignons mycorhiziens appartenant à la Cératobaside genre de 70 espèces d'orchidées de 74 sites dans le sud de l'Australie. Les scientifiques ont séquencé l'ADN des isolats et ajouté 311 séquences antérieures de 55 espèces d'orchidées à leurs analyses taxonomiques.
Alors que les données mentionnées ci-dessus provenaient de l'isolement direct de champignons mycorhiziens à partir d'orchidées, Freestone et ses collègues ont également voulu vérifier la présence de ces champignons dans des échantillons de sol. Le Microbiome australien Le projet est une base de données accessible au public sur la diversité microbienne à travers le continent, comprenant des échantillons de sol provenant de 902 sites. Ces échantillons ont été analysés pour la présence de Cératobaside espèces.
Sur la base de la distribution des champignons mycorhiziens, les chercheurs ont utilisé un modèle de distribution des espèces pour déterminer si 35 variables environnementales (par exemple, la température, les précipitations, l'humidité du sol) pouvaient expliquer la distribution de quelques champignons à travers le continent.
Pour vérifier si ces champignons mycorhiziens favorisent la germination des orchidées, Freestone et ses collègues ont mis en place des essais de germination pour 89 isolats et ont utilisé des données de germination antérieures pour d'autres souches.
Les champignons mycorhiziens ont formé 23 groupes (appelés unités taxonomiques opérationnelles ; OTU) en fonction de leur diversité génétique. Les botanistes ont trouvé ces groupes associés à des espèces d'orchidées particulières et à neuf groupes à la fois sur les côtés est et ouest de l'Australie. Selon les essais de germination, 16 des 17 groupes ont été confirmés mycorhiziens.
La modélisation de la distribution des espèces a montré que l'indice moyen d'humidité du sol et les précipitations expliquaient les occurrences de champignons et mettaient en évidence où différents groupes pouvaient être trouvés autour de l'Australie.
En examinant où les champignons et leur hôte pouvaient être trouvés, les scientifiques ont découvert que les champignons se trouvaient souvent dans des endroits où les orchidées ne se trouvaient pas.
"La présence de plus de la moitié de nos OTU dans un projet de séquençage des sols à l'échelle du continent suggère que le Cératobaside les champignons identifiés dans cette étude ne sont pas limités dans leur distribution par leurs orchidées hôtes », ont écrit Freestone et ses collègues.
Le fait que la plupart des groupes de champignons étaient associés à des espèces d'orchidées spécifiques est un signe de co-évolution. Par exemple, le groupe de champignons, OTU C, associé exclusivement à trois espèces d'orchidées souterraines, Rhizanthelle, tandis que le groupe OTU O était associé à Ptérostylis espèces d'orchidées. Malgré leurs associations, les champignons avaient des distributions plus larges que celles de leurs partenaires.
"[L]a distribution d'OTU O s'étend bien au-delà de l'aire de répartition occupée par ses orchidées hôtes, dans des parties généralement plus arides et intérieures du continent et dans le nord de l'Australie, où ses orchidées hôtes ne se produisent pas", ont expliqué les chercheurs.
Alors que Freestone et ses collègues ne disposaient que de suffisamment de données d'occurrence pour modéliser la distribution de deux groupes de champignons, des études futures pourraient estimer la distribution d'autres champignons mycorhiziens. Les chercheurs ont également trouvé quelques espèces de champignons intéressantes connues pour causer des maladies chez les plantes. Par exemple, le groupe de champignons OTU S est faiblement pathogène sur les plantules de fraisier.
« [N]ous avons confirmé que Cératobaside Les OMF [champignons mycorhiziens d'orchidées] détectés chez les orchidées sont étroitement liés aux taxons pathogènes [causant des maladies], et il existe des applications potentielles alléchantes d'une meilleure compréhension des mécanismes par lesquels les orchidées exploitent ces champignons quasi pathogènes à leur profit.
Des recherches antérieures se sont concentrées sur une seule espèce d'orchidée ou de champignon mycorhizien, mais cette étude ouvre la voie à de futures études pour mieux comprendre les relations orchidées-champignons.
