Review article

Management of ectomycorrhizal symbionts associated to useful exotic tree species to improve reforestation performances in tropical Africa

Valorisation des symbiotes ectomycorhiziens associés aux essences forestières exotiques d’intérêt économique pour améliorer les performances des programmes de reboisement en Afrique tropicale

¹ IRD, Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (LSTM), UMR 113 CIRAD/INRA/IRD/SupAgro/UM2, Campus International de Baillarguet, TA A-82/J Montpellier, France
² Laboratoire Commun de Microbiologie IRD/ISRA/UCAD, Centre de Recherche de Bel Air, BP 1386, Dakar, Sénégal
³ Laboratoire de Biologie et Physiologie Végétales, Faculté des Sciences Exactes et Naturelles, Université des Antilles et de la Guyane, BP 592 Guadeloupe, France
⁴ CIRAD, Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (LSTM), UMR 113 CIRAD/INRA/IRD/SupAgro/UM2, Campus International de Baillarguet, TA A-82/J Montpellier, France

^* Corresponding author: Robin.Duponnois@ird.fr

Received: 26 May 2009
Accepted: 17 September 2009

Abstract

• The objective of this review was to summarize scientific data on the symbiotic status of exotic tree species useful in tropical Africa, and to update reports about their growth improvement through microbial inoculations, especially ectomycorrhizal symbionts.

• The studies reviewed microbial symbionts associated to exotic tree species belonging to Myrtaceae, Pinaceae, Casuarinaceae and Leguminosae. In their native areas, these trees are associated either with ectomycorrhizal (ECM) fungi (e.g. Pinaceae) or both ECM and arbuscular mycorrhizal (AM) fungi (e.g. Eucalyptus), or sometimes as in Casuarina and Acacia with three coexisting symbionts (nitrogen fixing bacteria, ECM and AM fungi). In their new habitats, using highly efficient mycorrhizal fungi, controlled mycorrhization experiments have pointed out the importance of root symbionts in establishment and growth of exotic tree species such exotic pines or Australian acacias.

• Since the challenge in sylviculture and reforestation was to determine the best compromise between symbiotic compatibility and efficiency of both partners under local soil constraints, further researches have to be encouraged to elucidate the complexity of these tree symbioses in terms of diversity, interaction and effectiveness of their symbiotic partners for their better exploitation in reforestation programmes.

Résumé

• L’objectif de cet article de synthèse est de résumer les connaissances scientifiques acquises sur le statut symbiotique des essences forestières exotiques utilisées en Afrique tropicale et d’actualiser les principaux résultats concernant l’impact de l’inoculation microbienne (plus particulièrement l’inoculation ectomycorhizienne) sur le développement de ces espèces ligneuses.

• Les résultats présentés concernent les symbiotes microbiens associés aux arbres exotiques appartenant aux familles des Myrtaceae, Pinaceae, Casuarinaceae et Leguminosae. Dans leur région d’origine, ces arbres sont associés aussi bien à des champignons ectomycorhiziens (ECM) (Ex : Pinaceae) et/ou des champignons à arbuscules (CMA) (Ex : Eucalyptus spp.), ou parfois, comme chez les Casuarina et les Acacia, à trois types de symbiose (symbiose fixatrice d’azote, champignons ECM et MA). Dans leur zone d’introduction et en utilisant des symbiotes fongiques performant, les expériences de mycorhization contrôlée montrent l’importance des ces symbiotes racinaires dans l’établissement et la croissance des essences forestières exotiques comme les pins ou les acacias australiens.

• La principale difficulté dans ces opérations de mycorhization contrôlée est d’identifier le meilleur compromis entre la compatibilité de la souche fongique inoculée avec l’espèce forestière utilisée et un effet optimal sur la croissance de la plante hôte. Des études doivent être réalisées afin de comprendre les bases biologiques du fonctionnement de la symbiose mycorhizienne (diversité des composantes de la symbiose, mécanismes régissant les interactions plante hôte/symbiotes fongiques, etc.) afin de valoriser de manière optimale la symbiose mycorhizienne dans les programmes de reboisement.