Expression des propriétés biologiques des substances humiques de lixiviats sur le développement racinaire de ligneux

Les substances humiques (SH) sont des composés organiques réfractaires, hétérogènes et de couleur foncée provenant de la décomposition microbienne et de la dégradation chimique de la matière organique. La composition et la structure exacte de ces macromolécules ne sont pas totalement élucidées en raison de leurs complexités et leurs hétérogénéités structurales. Elles ont longtemps été reconnues comme substances favorisant la croissance des plantes, en particulier en ce qui concerne l’amélioration de l'absorption des nutriments, de la croissance des racines et de la structure du sol. Cependant, les mécanismes moléculaires par lesquels les SH influencent la physiologie des plantes ne sont pas bien compris et doivent être approfondis. L'objectif de cette thèse de doctorat était de mieux comprendre l'activité biologique qu’exercent les SH de lixiviats de décharge en comparaison à une formulation commerciale extraite de léonardite sur le développement du système racinaire de ligneux ; en relation avec leurs caractéristiques chimiques et leurs mécanismes d'actions.
Trois approches expérimentales ont été développées pour répondre à cet objectif. La première concerne la caractérisation chimique comparative des SH et de leurs fractions, séparées en fonction de leur solubilité et de leur poids moléculaire, en utilisant une analyse élémentaire, la spectroscopie UV-vis, FT-IR et RMN et la spectrométrie de masse MALDI-TOF. Les résultats obtenus indiquent que les SH des deux origines présentent une similarité quant à leur composition et leurs structures chimiques mais, se distinguent principalement par l’abondance relative des groupements fonctionnels.
La deuxième concerne la mise au point d’un modèle de culture in vitro destiné à étudier l'activité biologique des SH au niveau du développement du système racinaire de deux ligneux choisis comme espèces pionnières. Les données obtenues montrent que l'effet des SH dépend des espèces végétales traitées, de la concentration utilisée, du mode d'application et de l’origine des SH. Si la fraction de haut poids moléculaire (HA) est efficace pour promouvoir le développement des racines, les fractions de faibles poids moléculaires (FA et OM) inhibent celui-ci en fonction de la concentration utilisée.
Enfin, une approche moléculaire a été mise en œuvre pour étudier certains mécanismes moléculaires d’action des SH sur les plantes en comparant l'expression de quatre gènes (ABCB1, ABCB19, GS et ADH) impliqués respectivement dans les métabolismes d’auxine, de l’azote et du carbone. Les données obtenues montrent que les SH ainsi que leur fraction AH influencent la croissance et le développement des racines apparemment par l’interaction avec les mécanismes de régulation du transport polaire d’auxine et de l'incorporation de l'azote inorganique sous forme organique, de métabolisme du carbone et de réponse aux stress abiotiques.
Les résultats présentés dans cette thèse ont montré que les SH extraites de lixiviats de décharge et en particulier leur fraction HA peuvent être valorisées comme bio-stimulant de la croissance des plantes.