Soutenance de thèse de Dounia DHAOU

Localisées dans les régions tropicales et subtropicales de la planète, les mangroves sont les seules forêts situées à l’interface terre-mer. Les palétuviers y constituent des communautés végétales uniques capables de produire une large diversité de métabolites spécialisés qui, libérés dans l’environnement, peuvent avoir un effet direct ou indirect sur les interactions plante-plante via des processus d’allélopathie, ou sur les interactions plante-microorganismes lors du processus de décomposition. Ces phénomènes ont été démontrés dans des écosystèmes forestiers mais ils sont encore peu étudiés dans les mangroves alors qu’ils pourraient jouer un rôle important dans leur structure et leur dynamique. Ces métabolites peuvent également servir de marqueurs chimiotaxonomiques permettant d’établir des rapports entre la composition chimique des organismes et leur appartenance à des taxons. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à plusieurs aspects du fonctionnement de ces forêts. Dans un contexte de changement climatique, le premier objectif a été d’évaluer l’impact de la distance à la mer (i.e. mangrove estuarienne ou fluviale) sur la dynamique de décomposition des litières d’Avicennia germinans, espèce pionnière en Guyane Française. Une expérimentation de transplantation de litière directe et réciproque par litterbag a été mise en place pour évaluer leur perte de masse après 30 et 45 jours ainsi que l’abondance, la diversité et l’activité catabolique des communautés microbiennes associées aux litières. Nos résultats ont montré une perte de masse plus rapide en milieu estuarien quelle que soit l’origine des litières, bien que la diversité et les fonctions cataboliques y soient réduites. Ainsi, le site de décomposition influencerait la vitesse de dégradation de ces litières d’avantage que la fitness et l’abondance des décomposeurs microbiens. Le deuxième objectif de cette étude a été d’évaluer le potentiel allélopathique de plusieurs espèces de palétuviers du Nord du Vietnam sur des plantes d’intérêt agronomique et sur les palétuviers eux-mêmes. Pour proposer une alternative aux herbicides de synthèse actuellement utilisés pour lutter contre le panic pied-de-coq (Echinochloa crus-galli), la plus importante plante adventice du riz (Oryza sativa), l’effet d’extraits aqueux de feuilles de huit espèces de palétuviers a été testé sur la germination et la croissance du riz et de son adventice in vitro. Plusieurs groupes ont été identifiés, ceux présentant i) peu d’effets, ii) des effets inhibiteurs pour les deux espèces cibles et iii) des effets inhibiteurs pour E. crus-galli et stimulants ou neutres pour O. sativa. La différence de contenu métabolique significative des feuilles des espèces testées a permis de rechercher des biomarqueurs spécifiques aux espèces du groupe iii. Dans le cadre de la succession des mangroves de cette même zone géographique, l’effet allélopathique de deux espèces pionnières (Avicennia marina et Sonneratia caseolaris) a été évalué sur le succès d’installation de trois espèces de la succession (Kandelia obovata, Aegiceras corniculatum et Rhizophora stylosa) en mésocosmes in situ. La croissance et la survie des plantules cibles dans quatre types de substrats (issus de peuplements monospécifiques d’A. marina ou S. caseolaris avec et sans ajout de litière de feuilles) ont été suivies pendant 6 mois. Nos résultats montrent un effet significatif des traitements sur la croissance et la survie de K. obovata seulement, avec une inhibition importante de sa survie lorsqu’il est planté dans le substrat issu du peuplement d’A. marina en présence de litière. Enfin, par une approche métabolomique non ciblée, la variabilité du contenu métabolique de feuilles de quatres espèces au sein du genre Avicennia a été étudiée. Ces travaux montrent que le métabolisme spécialisé des palétuviers est impliqué dans différentes interactions biotiques au sein du fonctionnement de l’écosystème mangrove.

Located in tropical and subtropical regions of the world, mangroves are the only forests found at the land-sea interface. Mangrove trees constitute unique plant communities capable of producing a wide variety of specialized metabolites which, when released into the environment, can have a direct or indirect effect on plant-plant interactions via allelopathy processes, or on plant-microorganism interactions during decomposition process. These phenomena have been demonstrated in forest ecosystems but are still little studied in mangroves although they could play an important role in their structure and dynamics. These metabolites can also be used as chemotaxonomic markers to establish relationships between the chemical composition of organisms and their taxon membership. In this thesis, we focused on several aspects of the functioning of these forests. In a context of climate change, the first aim was to evaluate the impact of distance from the sea (i.e. estuarine or riverine mangrove) on the decomposition dynamics of Avicennia germinans litter, a pioneer species in French Guiana. A direct and reciprocal litterbag transplantation experiment was set up to evaluate their mass loss after 30 and 45 days as well as the abundance, diversity and catabolic activity of microbial communities associated with the litter. Our results showed a more rapid mass loss in estuarine environments regardless of litter origin, although diversity and catabolic functions were reduced. Thus, the site of decomposition rather than fitness and abundance of microbial decomposers influenced the speed of decay for these litters. The second aim of this study was to evaluate the allelopathic potential of several mangrove species from North Vietnam on plants of agronomic interest and on the mangroves themselves. To provide an alternative to synthetic herbicides currently used to control barnyard grass (Echinochloa crus-galli), the most important weed of rice (Oryza sativa), the effect of aqueous extracts from leaves of eight mangrove species was tested on the germination and growth of rice and its weed in vitro. Several groups were identified, those showing i) little effect, ii) inhibitory effects for both target species and iii) inhibitory effects for E. crus-galli with stimulatory or neutral effects for O. sativa. The significant difference in metabolic content of tested species leaves allowed to search for species-specific biomarkers in group iii. In the context of mangrove succession in the same geographical area, the allelopathic effect of two pioneer species (Avicennia marina and Sonneratia caseolaris) was evaluated on the establishment success of three successional species (Kandelia obovata, Aegiceras corniculatum and Rhizophora stylosa) in mesocosms in situ. Growth and survival of target seedlings in four types of substrates (from monospecific stands of A. marina or S. caseolaris with and without the addition of leaf litter) were monitored for 6 months. Our results show a significant effect of the treatments on the growth and survival of K. obovata only, with a strong inhibition of its survival when planted in the substrate from A. marina stands in the presence of litter. Finally, using a non-targeted metabolomics approach, the variability in metabolic content of leaves of four species within the genus Avicennia was studied. This work shows that the specialized metabolism of mangroves is involved in different biotic interactions within the functioning of the mangrove ecosystem.