Ann. For. Sci. 48 (1991) 239-251
DOI: 10.1051/forest:19910301

Mycorrhization helper bacteria associated with the Douglas fir-Laccaria laccata symbiosis: effects in aseptic and in glasshouse conditions

R Duponnois^a and J Garbaye<sup>b

a</sup>  BIOSEM, Laboratoire de Technologie des Semences, Avenue du Bois de l'Abbé, F-49070 Beaucouzé
^b  INRA, Centre de Recherches Forestières de Nancy, Champenoux, F-54280 Seichamps, France

Abstract - A range of bacterial isolates from Laccaria laccata mycorrhizas and sporocarps were tested for their effect on ectomycorrhizal development of Douglas fir with L laccata. The experiments were carried out in aseptic conditions and in the glasshouse under summer and winter conditions. Fourteen isolates increased mycorrhizal development after 16 wk of growth in the summer experiment. Seven bacterial isolates displayed a significant stimulating effect in the winter experiment. All bacterial isolates tested under aseptic conditions displayed a significant stimulating effect. In the winter experiment, the treatments without L laccata inoculation were contaminated by Thelephora terrestris (ectomycorrhizal basidiomycete), a natural contaminant in the glasshouse. Six bacterial isolates displayed a significant inhibiting effect towards ectomycorrhizal infection by T terrestris. Three isolates enhanced the ectomycorrhizal development of Douglas fir with L laccata in all experiments. It is confirmed that the inoculation techniques in forest nurseries could be improved by such mycorrhization helper bacteria (MHB). The results with T terrestris suggest that the mechanisms involved in interactions between bacteria and mycorrhizal establishment are partly fungus-specific. The results of the experiments in aseptic conditons suggest that the MHB act directly on the plant or/and on the fungus. Their stimulating effect is not the result of the suppression of root pathogens or other inhibitors of mycorrhizal infection. MHB could be used both for enhancing the infection by an introduced fungus and for reducing unwanted infection by inefficient symbionts such as T terrestris. Thus, the need for soil disinfection before inoculating might be reduced.

Résumé - Les bactéries auxiliaires de la mycorhization associées à la symbiose Douglas-Laccaria laccata; effets en conditions axéniques et en serre. Quarante-sept souches bactériennes isolées de mycorhizes et de carpophores du champignon ectomycorhizien Laccaria laccata ont été testées pour leur effet sur l'établissement de la symbiose entre le Douglas (Pseudotsuga menziesii) et L laccata. Les expériences ont été réalisées en conditions axéniques (en tubes), ou en serre dans deux types de conditions microclimatiques : été et hiver. Quatorze isolats sur 47 ont significativement accru l'établissement des mycorhizes en serre en été (observations réalisées 16 semaines après le semis). Les taux de mycorhization allaient de 83 à 97% avec ces isolats, alors que le taux de mycorhization dans le témoin était de 67%. En hiver, 7 isolats bactériens sur les 14 précédents ont eu le même effet stimulant, avec des taux de mycorhization de 85 à 93%, contre 70% dans le témoin. Ces 7 isolats, testés en conditions axéniques en tubes, ont tous présenté un effet significativement stimulant. À 18 semaines dans l'expérience d'hiver, les traitements non inoculés par L laccata étaient contaminés par Thelephora terrestris (autre basidiomycète ectomycorhizien, contaminant naturellement présent dans la serre). Six isolats bactériens sur 14 ont significativement inhibé le développement des mycorhizes de T terrestris, qui était réduits de 29% (dans le témoin sans bactéries) à 0 à 5% avec ces isolats. Trois isolats ont stimulé l'établissement de la symbiose entre le Douglas et L laccata dans toutes les expériences. Ces résultats confirment que les techniques d'inoculation ectomycorhizienne en pépinière forestière peuvent être améliorées en utilisant les bactéries auxiliaires de la mycorhization (MBH : mycorrhization helper bacteria). Les résultats concernant T terrestris suggèrent que les mécanismes impliqués dans les interactions entre les bactéries et la symbiose ectomycorhizienne sont en partie specifiques à l'espèce du champignon impliqué. Les résultats des expériences en conditions aseptiques suggèrent que les MHB agissent directement sur la plante et/ou le champignon. Leur effet stimulant ne résulte pas de la suppression de pathogènes racinaires ou d'autres organismes inhibiteurs de la formation des mycorhizes. Les MHB pourraient être utilisées à la fois pour améliorer l'établissement de la symbiose par un champignon introduit en pépinière et pour réduire les infections indésirables par des symbiontes peu efficaces comme T terrestris. Le besoin de désinfection du sol avant inoculation pourrait ainsi être réduit.

Key words: ectomycorrhizas / bacteria / rhizosphere / Pseudotsuga menziesii / Laccaria laccata

Mots clés : ectomycorhizes / bactéries / rhizosphère / Pseudotsuga menziesii / Laccaria laccata