SITE DE COLLECTE DES PLANTES AROMATIQUES ET MEDICINALES

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Champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA)

Les CMA constituent le type de mycorhizes le plus répandu et le plus ancien qui auraient coévolué avec les plantes terrestres depuis au moins 460 millions d’années (REDECKER et al., 2000) et sont , maintenant, incapables de survivre sans plante hôte (ce sont des symbiotes obligatoires). Ce sont des champignons aseptés faisant partie de l’ordre des Glomales (Anciennement classés dans les Zygomycètes, ils ont été placés récemment dans un nouveau phylum : les Glomeromycètes (SCHÜßLER et al., 2001)). Ils sont capables de colo niser une large variété de plantes et la majorité des herbacées à quelques espèces ligneuses (ex : Peuplier, Eucalyptus).
Les hyphes des endomycorhizes se développent dans le cortex racinaire où ils forment des arbuscules intracellulaires et des vésicules. Les arbuscules sont le lieu de contact et d’échanges d’éléments entre lesdeux partenaires et les vésicules constitueraient des organes de stockage. Des hyphes extra-radiculaires se développent aussi sur plusieurs centimètres à l’extérieur de la racine (Figure 3), explorant le sol à leurs alentours, et pouvant porter une multitude de spores. Ces spores constituent l’organe de reproduction et de dissémination typique des endomycorhizes ; elles peuvent contenir des centaines de noyaux qui ne possèdent pas forcément le même matériel génétique.

Classification des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA)

La diversité de structures et de formes des spores isolées, sous forme de grappes ou dans des sporocarpes, a souvent été la base de la classification des champignons mycorhiziens à arbuscules. Récemment, une nouvelle taxonomie basée sur l’analyse de la sous-unité 18S de l’ADNr a permis de construire l’arbre phylogénétique des Gloméromycètes (SCHÜΒLER et al., 2001) (figure 4).

Avantages apportés par les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA)

Les CMA sont d’autant répandus dans le monde végétal, qu’ils sont bénéfiques à la plante sous plusieurs aspects.

Amélioration de la croissance et de la nutrition des plantes

Les CMA absorbent les sels minéraux et l’eau présents dans les sols, grâce à leur mycélium extraracinaire. La plante fournit au champignon les squelettes carbonés issus de la photosynthèse. Les échanges, entre les nutriments issus du champignon et le carbone issu de la plante, se déroulent notamment au niveau des arbuscules différenciés par les champignons dans les tissus racinaires de l’hôte. Le phosphore est, en effet, prélevé sous forme d’orthophosphates (phosphate inorganique) par les plantes. Cette forme minérale du phosphore est en quantité limitée dans le sol. Sous l’action du prélèvement acinaire, il se crée rapidement des zones d’appauvrissement autour des racines à cause d’un apport relativement lent en P de la part de la phase solide du sol et de la faible diffusion de P dans le sol. La présence de champignon est donc essentielle pour explorer le sol à la recherche de cet élément peu mobile et pour fournir à la plante ce dont elle a besoin pour se développer. Pour accéder aux pools de phosphore du sol inaccessibles aux plantes, les endomycorhizes seraient capables d’hydrolyser le P organique, en P inorganique pour le transférer à la plante hôte (KOIDE et KABIR, 2000).

Effet sur la structure du sol

Un autre effet des champignons mycorhiziens à arbuscules est leur action sur la structure du sol. Les hyphes fongiques ont la propriété d’agir sur la macroaggrégation des constituants du sol et, donc, sur la stabilité du sol (VAN DER HEIJDEN et al., 2006 ). La stabilité du sol est très importante dans la lutte contre l’érosion, la perte de nutriments et de la matière organique par lixiviation cela entraîne une baisse de la productivité en agriculture (KAPOOR et al., 2007).

Protection contre les stress abiotiques et biotiques

Les stress osmotiques (sécheresse et salinité) sont des stress abiotiques fréquemment rencontrés par les plantes, et l’association avec les endomycorhizes permet de réduire les symptômes du stress en complément des mécanismes protecteurs intrinsèques de la plante (RUIZ-LOZANO et al,. 2003). La contamination des sols par divers polluants, dont les éléments en traces métalliques, constitue un autre stress abiotique qui peut être atténué par les champignons mycorhiziens à arbuscules. Ces derniers favorisent, en effet, la croissance des plantes sur des sols contaminés par les métaux lourds (LEYVAL, 2005).

Effet sur l’équilibre hormonal de la plante

L’effet de la mycorhization sur l’équilibre hormonal de la plante est vérifié. En effet, la mycorhization peut favoriser l’avancement de la floraison de certaines espèces comme la tomate, le maïs, le framboisier, el pétunia et le coton (ROQUEROL, 1976).

Avantages apportés par la plante-hôte au symb iote

A cause de son incapacité à faire la photosynthèse, le champignon est contraint de s’associer à des végétaux chlorophylliens pour se procurer de sucres nécessaires à son métabolisme.
Les substrats carbonés sont sous forme de sucres, d’acides aminés, d’acides organiques et de divers métabolites qui stimulent la croissance de symbiose mycorhizienne, notamment la thiamine. Les champignons mycorhiziens à arbuscules sont des symbiotes obligatoires.

Cycle de développement des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA)

Les spores de CMA germent lorsqu’elles se trouvent dans des conditions de température et d’hygrométrie optimales (1). Le tube germinatif du champignon se développe alors de manière limitée avec une utilisation minimale des réserves (2). Lorsque le champignon perçoit la présence d’une plante hôte, il manifeste une réaction typique de ramification intense des hyphes appelée « branching » (3).
Lorsque le champignon rentre en contact avec la racine hôte, il différencie des appressoria à la surface du rhizoderme (cellules bleues) (4). Après un développement apoplastique, les hyphes intra-racinaires du champignon atteignent les cellules corticales (cellules vertes) où des st ructures très ramifiées appelées arbuscules les différencient (5). Après différentiation des structures intra-racinaires, le champignon produit des spores à partir de son mycélium extraracinaire (5) (AKIYAMA, 2007) (Figure 5).

Dépendance mycorhizienne (DM) des plantes

L’effet le plus visible direct de la symbiose de CMA pour les plantes est l’augmentation de leur croissance qui résulte de la complémentarité de trois composants : la plante, le champignon et le sol. La stimulation de croissance des plantes mycorhizées varie en fonction des espèces (GERDEMAN, 1968) et des cultivars (AZCON & OCAMPO, 1981), de l’espèce de champignons symbiotiques (PLENCHETTE et al., 1982) et de la fertilité du sol (MOSSE 1973).
Les plantes n’ont pas toutes la même DM (GERDEMANN 1975) et celle-ci est assujettie aux conditions édaphiques (fertilité et champignon indigène présent). Pour les plantes agricoles telles les familles des CRUCIFERES (choux, colza, moutarde, radis, navet) et des CHENOPODIACEAE (betterave, épinard), la DM est nulle.
Pour les autres espèces, la DM est liée à la morphologie du système racinaire, les plantes à forte DM en ont mais peu ramifié (asperge, carotte, luzerne, poireau, soja), de type magnolioïde et les plantes à faible DM ontdes racines très ramifiées (blé, orge), de type graminoïde (BAYLIS, 1975).

PLANTES MEDICINALES ET AROMATIQUES A MADAGASCAR

La médecine traditionnelle Malagasy

Dans les endroits retirés du pays, à cause du manque d’équipement et de réserve en médicaments, les centres médicaux ne peuvent pas faire leur travail correctement. Ainsi, 80 % des 20 millions d’habitants de l’île vivant à la campagne consultent leurs « Mpitsabo », c’est- à- dire les guérisseurs traditionnels. Ces derniers tirent une partie de leur savoir de l’Indonésie, pays d’origine des premiers malgaches arrivés sur l’île voici 1.500 ans. Pendant 80 à 100générations, ce savoir s’est enrichi grâce à la médecine thérapeutique africaine et grâc e aux propres observations des tradipraticiens, depuis l’apparition de l’homme sur cette île de l’Océan Indien. Ces dernières années, la médecine traditionnelle malgache est très renommée dans le monde scientifique, notamment depuis que la pervenche de Madagascar (Catharanthus roseus L.) a été reconnue comme un médicament efficace contrela tuberculose. Cette plante est aujourd’hui utilisée mondialement pour ses vertus thérapeutiques. Depuis quelques années, il existe également des publications sur la vaste pharmacie naturelle de l’île (http1).

Importance socio-économique des PMA à Madagascar

L’utilisation des PMA représente une importante activité sociale et économique à Madagascar. L’exportation peut être évaluée actuellement autour de 4 millions dollars par an. Produites en majorité sous forme d’huiles essentielles, pour plus de valeurs ajoutées, d’autres plantes sont exportées à leur état brut. Madagascar exporte à plus de 70% des PMA vers l’Europe (Allemagne, France, Grande Bretagne…) ; mais une partie est aussi expor tée vers l’Asie et les Etats-Unis. 37 entreprises sont productrices et exportatrices de ces plantes et huiles essentielles, dont Homeopharma figure parmi les plus dynamiques au niveau international et national. (RAVELONARIVO T., 2003).

Phytothérapie

Toutefois, malgré les énormes progrès réalisés parla médecine moderne, la phytothérapie offre de multiples avantages. N’oublions pas que, de tout temps, les hommes n’ont eu que les plantes pour se soigner, qu’il s’agisse de maladies bénignes, telles du rhume ou de la toux, ou de plus sérieuses, telles que la tuberculose ou la malaria. La phytothérapie, qui propose des remèdes naturels et bien acceptés par l’organisme, est souvent associée aux traitements classiques. Elle connaît, de nos jours, un renouveau exceptionnel enOccident, spécialement dans le traitement des maladies chroniques, comme l’asthme ou l’arthrite. De plus, les effets secondaires induits par les médicaments inquiètent les utilisateurs, qui se tournent vers des soins moins agressifs pour l’organisme. Par ailleurs, 10 à 20% des hospitalisations sont dues aux effets secondaires des médicaments chimiques produits par l’industrie pharmaceutique. Il est difficile d’imaginer le monde sans la quinine (dérivée du genre Cinchona), qui est employée contre la malaria, sans la digoxine (du genre Digitalis), qui soigne le coeur, ou encore sans l’éphédrine (du genre Ephedra), que l’on retrouve dans de nombreuses prescriptions contre les rhumes (http2).

Aromathérapie

C’est une thérapeutique par les huiles essentielles végétales, sans doute mise au point par les Egyptiens à l’époque où les chinois développaient l’acupuncture. Elle consiste en l’absorption orale, en des inhalations ou des applications cutanées de ces huiles essentielles. L’aromathérapie est une thérapie qui utilise les essences aromatiques des plantes (huiles essentielles) pour soigner divers maux (problèmes digestifs, insomnie, fatigue, toux, maux de tête, s inusite, asthme, blessures sportives etc.). Les huiles essentielles sont des substances très puissantes comme antiseptiques pour combattre les virus, les bactéries, les champignons, les parasites ; elles sont aussi utilisées à titre de prévention dans la lutte contre les maladies infectieuses, la détente, les soins esthétiques et l’action sur la sphère psychologique pour contrer l’anxiété (PENOEL et al., 2001).

Travaux effectués sur terrain

Enquêtes ethnobotaniques

Des enquêtes ethnobotaniques ont été menées dans les 5 régions de Madagascar, auprès des villageois et des tradipraticiens. Elles étaient basées sur des interrogations directes portant sur les usages des plantes citées dans la pharmacopée traditionnelle. Les descriptions botaniques et les différents usages des plantes médicinales rencontrées étaient enrichis par les informations recueillies auprès des tradipraticiens et des villageois. L’approche bibliographique a permis de compléter ces informations. Les données recueillies pour chaque plante comprennent le nom vernaculaire, les usages, la partie utilisée, le mode de préparation, la période de collecte, le type de plante et le prix, les aires de répartition, le mode de culture, l’importance socio- économique, les aspects liés à l’exploitation, la commercialisation, la transformation et la conservation des ressources. Des questionnaires relatifs aux renseignements personnels de chaque individu enquêté, concernent son âge, son niveau d’études, sa situati on familiale, son revenu et son lieu de résidence par rapport à la forêt.

L’identification taxonomique des espèces a été réalisée en collaboration avec un taxonomiste dans l’Herbarium du Département de Biologie et Ecologie Végétales (DBEV) à la Faculté des Sciences Antananarivo et au Parc Botanique et Zoologique de Tsimbazaza (PBZT).

Récolte des plantes et mise en herbier

Après les enquêtes ethnobotaniques, les plantes médicinales et aromatiques ont été récoltées sur les jachères et sur des terrains abandonnés. La plante a été coupée en deux (2) parties à l’aide d’un sécateur :la partie souterraine a été mise dans une enveloppe portant le nom de la plante, tandis que la partie aérienne sert d’échantillon pour la mise en herbier.

Prélèvement des sols

Les sols destinés à l’expérimentation en serre de chaque plante récoltée ont été prélevés à l’aide d’un cylindre creux de 10 cmde diamètre et de 20 cm de hauteur. Le cylindre a été enfoncé jusqu’au ras dusol pour être complètement rempli dans le but d’obtenir un prélèvement homogène à 20 cm de profondeur. Les différents prélèvements ont été bien mélangés, avant d’être mis dans un sac étiqueté (Figure 7). Les sols ont été, ensuite, utilisés comme supportpour le piégeage des inoculums en serre, et n’ont subi aucun traitement pour qu’ils préservent les mêmes caractéristiques qu’à leur état naturel.

Travaux effectués au laboratoire et en serre

Après avoir effectué les travaux sur terrain, les matériels récoltés ont été emmenés au laboratoire pour la mise en évidence des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) dans les racines, puis en serre pour le piégeage, la production des inoculums des CMA et pour la détermination de la matière sèche de la biomasse aérienne de la plante-hôte.

Après la récolte, les racines de chaque plante médicinale et aromatique sont subdivisées en trois (3) aliquotes :

la première sert à l’éclaircissement des racines et à la coloration de mycorhize ;

la seconde pour stocker l’inoculum ;

la troisième pour démarrer le piégeage de l’inoculum en serre.

Mise en évidence des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) dans les racines.

Pour mettre en évidence la présence des CMA, les racines sont coupées en morceaux d’environ 1 centimètre (cm) de longueur ensuite rincées plusieurs fois avec de l’eau du robinet puis placées dans un bain de KOH (10%) et incubées dans l’étuve à 90°C pendant 45 mn pour leur éclaircissement. Les racines ont été ensuite rincées à nouveau à l’eau du robinet, puis plongées dans une solution de l’eau oxygénée à 10% pendant 5 mn. Après rinçage à l’eau,elles ont été acidifiées à l’acide lactique pendant 5 mn. Les racines acidifiées, rincées à l’eau et séchées à l’aide des papiers buvards, ont été plongées dans al fuchsine acide à 0,05% avant d’être autoclavées à 90°C pendant 15 mn (KORMANIK e t MAC GRAW, 1982) pour la coloration des mycorhizes. Pour une raison économique, la Fuchsine acide peut être récupérée en la filtrant pour une utilisation ultérieure. Après, les racines de chaque échantillon sont montées entre lame et lamele pour pouvoir en observer les vésicules, les hyphes mycéliens, les spores avec le microscope optique.

Evaluation du taux de mycorhization

Le taux de mycorhization a été évalué par la méthode « gridline-intersect » (GIOVANNETTI et MOSSE., 1980). Etymologiquement, le mot « grid » signifie grille, « line » signifie ligne et « intersect » : intersec tion. Cette méthode consiste à dénombrer, à l’aide d’un compteur à main, la totalité des racines mycorhizées et des racines non mycorhizées de l’échantillon au niveau de leurs intersections.

Les racines des plantes médicinales et aromatiques colorées ont été disposées, au hasard, dans une boite de Pétri quadrillée (figure 8) de ½ pouce (des carrés de 1,27 cm de coté).Le nombre de répétitionspour chaque échantillon est de quatre (4). Le point d’intersection entre la racine et la ligne de quadrillage de boite de Pétri a été observé au microscope, pour détecterla présence d’une infection mycorhizienne ou non dans la racine. Les mycorhizes se présentent sous forme de mycélium, de vésicules ou de points d’infection colorés en rouge sous l’action de la fuchsine acide. Le taux de mycorhization est calculé par échantillon, en divisant le nombre de racines infectées par le nombre total de racines comptées et en multipliant par 100 (MARX et al., 1977), le résultat obtenu est exprimé en pourcentage.

D’après la formule suivante : TM M 100 MMN (Marx et al., 1977)

Avec : TM : taux de mycorhization (%),

M : nombre de racines mycorhizées,

MN : nombre de racines.

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Table des matières

INTRODUCTION
GENERALITES
I. RELATION ENTRE LES RACINES DES PLANTES ET LES CHAMPIGNONS SYMBIOTIQUES DANS LA RHIZOSPHERE
I.1. Définition de la rhizosphère
I.2. Mycorhize
I.3. Différents types de mycorhizes
I.4. Champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA)
I.5. Classification des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA)
I.6.Avantages apportés par les champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA)
I.6.1. Amélioration de la croissance et de la nutrition des plantes
I.6.2. Effet sur la structure du sol
I.6.3. Protection contre les stress abiotiques et biotiques
I.6.4. Effet sur l’équilibre hormonal de la plante
I.7. Avantages apportés par la plante-hôte au symbiote
I.8. Cycle de développement des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA)
I.9. Dépendance mycorhizienne (DM) des plantes
II. PLANTES MEDICINALES ET AROMATIQUES A MADAGASCAR
II.1. Médecine traditionnelle Malagasy
II.2. Importance socio-économique des PMA à Madagascar
II.3. Phytothérapie
II.4. Aromathérapie
MATERIELS ET METHODES
I. MATERIELS VEGETAUX
II. SITE DE COLLECTE DES PLANTES AROMATIQUES ET MEDICINALES
III. METHODES D’ETUDES
III.1.Travaux effectués sur terrain
III.1.1. Enquêtes ethnobotaniques
III.1.2. Récolte des plantes et mise en herbier
III.1.3. Prélèvement des sols
III.2.Travaux effectués au laboratoire et en serre
III.2.1. Mise en évidence des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) dans les racines.
III.2.2. Evaluation du taux de mycorhization
III.2.3. Choix et notation d’inoculum des champignons mycorhiziens à arbuscules
III.2.3.1. Choix
III.2.3.2.Notation
III.2.4. Piégeage en serre
III.2.5. Détermination du poids de la matière sèche
III.2.6. Production d’inoculums
IV. ANALYSE DE DONNEES
RESULTATS ET INTERPRETATIONS
I. ENQUETES ETHNOBOTANIQUES SUR LES PLANTES MEDICINALES ET AROMATIQUES
II.TAUX DE MYCORHIZATION DES 46 PLANTES MEDICINALES ET AROMATIQUES
III. MOYENNES DES TAUX DE MYCORHIZATION PENDANT LE PIEGEAGE ET LA PRODUCTION D’INOCULUM EN SERRE
IV. POIDS MOYENS DE BIOMASSE SECHE AERIENNE PENDANT LE PIEGEAGE ET LA PRODUCTION DE L’INOCULUM
DISCUSSIONS
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
REFERENCES WEBOGRAPHIQUES