Ann. For. Sci. 62 (2005) 467-474
DOI: 10.1051/forest:2005043

Relations between rhizobial nodulation and root colonization of Acacia crassicarpa provenances by an arbuscular mycorrhizal fungus, Glomus intraradices Schenk and Smith or an ectomycorrhizal fungus, Pisolithus tinctorius Coker & Couch

Didier Lesueur^{a, b} and Robin Duponnois<sup>c, d

a</sup>  Forest Department of CIRAD, UPR 80, Laboratoire Commun de Microbiologie (IRD/UCAD/ISRA), Centre de Bel Air, BP 1386, Dakar, Senegal
^b  Present address: Forest Department of CIRAD, UPR 80, Tropical Soil Biology and Fertility Institute of CIAT (TSBF/CIAT), World Agroforestry Centre, PO Box 30677, Nairobi, Kenya
^c  UMR 113 IRD/CIRAD/AGRO-M/UM2 USC INRA 1242, Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (LSTM), Campus International de Baillarguet, 34398 Montpellier, France
^d  Present address: IRD, 01 BP 182, Ouagadougou, Burkina Faso

(Received 8 April 2004; accepted 12 April 2005)

Abstract - The present study was initiated to (i) determine the ability of an ectomycorrhizal and an arbuscular mycorrhizal symbiont to colonize three provenances of Acacia crassicarpa root systems, (ii) to examine plant growth response to the mycorrhizal inoculation and (iii) to measure their influence on the rhizobial symbiosis with a Bradyrhizobium isolate. This study has been performed with 2 fungal symbionts: Glomus intraradices, an Arbuscular Mycorrhizal fungus, and an ectomycorrhizal fungus Pisolithus tinctorius strain GEMAS. Two experiments have been performed during two different climatic periods, hot season (30 °C day, 20 °C night, June to October) for ectomycorrhizal inoculation and cold season (25 °C day, 15 °C night, November to March) for endomycorrhizal inoculation. Moreover, Bradyrhizobium sp. strain Aus13C has been co-inoculated with each of these fungal symbionts. The results showed that ectomycorrhizal and AM fungal symbiosis clearly benefit to the growth of A. crassicarpa provenances and these fungal symbioses greatly improve the rhizobial nodulation process. However, some differences of growth were observed between the provenances tested and our results showed that both Papua New Guinea provenances produced more important total biomass than the provenance from Madagascar in both experiments However, no significant differences were observed in terms of nodulation and mycorrhization. Further research must be undertaken to identify the convenient ecological characteristics in which each kind of mycorrhizal symbiosis exerts the best effect on plant growth and nodulation formation and to identify in such environmental conditions the better rhizobial/mycorrhizal symbiosis combination.

Résumé - Relations entre la nodulation induite par un rhizobium et la colonisation des racines de plusieurs provenances d'Acacia crassicarpa par un champignon mycorhizien arbusculaire Glomus intraradices Schenk and Smith ou par un champignon ectomycorhizien, Pisolithus tinctorius Coker & Couch. La présente étude a été initiée pour (i) déterminer l'aptitude de champignons mycorhiziens (ectomycorhizes et champignons arbusculaires) à coloniser le système racinaire de 3 provenances d'Acacia crassicarpa, (ii) d'évaluer la réponse de la plante à l'inoculation avec des champignons mycorhizes en termes de croissance et (iii) de mesurer leur influence sur la symbiose fixatrice d'azote avec une souche de Bradyrhizobium. Cette étude a été réalisée avec 2 symbiotes fongiques: Glomus intraradices, un champignon mycorhizien arbusculaire, et un champignon ectomycorhizien, Pisolithus tinctorius souche GEMAS. Deux experiences ont été réaliséees durant 2 periodes climatiques differentes, saison chaude (30 °C jour, 20 °C nuit, juin à octobre) pour l'inoculation avec le champignon ectomycorhizien, et saison froide (25 °C jour, 15 °C nuit, novembre à mars) pour l'inoculation avec le champignon endomycorhizien. La souche de Bradyrhizobium sp. strain Aus13C a été co-inoculée avec chacun de ces symbiontes fongiques. Les résultats ont montré que les symbioses ecto and endomycorhiziennes améliorent clairement la croissance des plantes des 3 provenances d'Acacia crassicarpa et qu'elles ont un effet très positif sur la nodulation des plantes par la souche de rhizobium. Cependant, des différences de croissance ont été observées entre les différentes provenances testées et nos résultats ont montré que dans les deux experiences, les deux provenances originaires de Papouasie-Nouvelle Guinée produisent plus de biomasse que la provenance originaire de Madagascar. Cependant, aucune différence significative n'a été observée en termes de nodulation et de mycorrhization. Des recherches ultérieures devront être entreprises pour identifier les conditions écologiques les plus appropriées dans lesquelles chaque type de symbioses mycorhiziennes exercera son meilleur effet sur la croissance de la plante ainsi que sur sa nodulation, et pour identifier les conditions environnementales les plus favorables à une symbiose mixte mycorhizes/rhizobium.

Key words: Acacia crassicarpa / arbuscular mycorrhizas / ectomycorrhizas / rhizobium

Mots clés : Acacia crassicarpa / champignons mycorhiziens arbusculaires / ectomycorhizes / rhizobium

Corresponding author: Robin Duponnois Robin.Duponnois@ird.bf

© INRA, EDP Sciences 2005