bac Spécialité SVT 7 juin 2021 Métropole

Exercice 2, deuxième proposition : (8 points) De la plante sauvage à la plante domestiquée - les mycorhizes : une association symbiotique

«90 % des espèces de plantes actuelles sont en interaction avec des champignons au niveau de leurs racines. L'ensemble forme une structure mixte que l'on nomme la mycorhize, du grec ancien myco, pour champignon, et rhize pour racine».



Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données issues des documents et les connaissances utiles.

document 1 : observation microscopique de mycorhizes

document 2 : comparaison de paramètres morphologiques racinaires et foliaires de plants de Rhododendron mycorhizés ou non

On cherche à comparer les paramètres morphologiques racinaires et foliaires entre des plants de Rhododendron non mycorhizés (lot 1) et des plants de Rhododendron associés à un champignon mycorhizien (lot 2). Les mesures de la longueur des racines (figure 1) et du nombre de feuilles (figure 2) et de racines (figure 3) ont été réalisées après 20, 40, 60 et 120 jours.

Le début de l'expérience correspond au jour où les plants du lot 2 ont été mis en contact avec le champignon mycorhizien.

Les incertitudes sont dues à la variabilité des mesures effectuées sur les plants de Rhododendron.

document 3 : des échanges de matières entre le champignon et le végétal

document 3a : influence de la mycorhization sur l'absorption de l'ion ammonium par une espèce d'Eucalyptus

L'ion ammonium, de formule NH₄⁺, contient de l'azote qui est l'un des principaux éléments nutritifs dont la plante a besoin. Pour tester l'influence de la mycorhization sur l'absorption de l'ion ammonium, de jeunes plantules d'Eucalyptus non mycorhizées ou mycorhizées par différents champignons (Pisolithe, Scléroderme, Hydnangium), ont été alimentées pendant une semaine par une solution nutritive enrichie en ¹⁵NH₄⁺. L'azote 15 (¹⁵N) est un isotope lourd de l'élément azote qui peut être quantifié après son incorporation dans les plantules par spectroscopie de masse. Les résultats de l'expérience sont présentés sur le graphique.

document 3b : distribution du carbone atmosphérique au sein d'un Pin mycorhizé

Pour pouvoir suivre la distribution du carbone atmosphérique au sein d'un végétal, les parties aériennes d'un Pin mycorhizé ont été alimentées avec du CO₂ atmosphérique marqué radioactivement au ¹⁴C. 48 heures après, une autoradiographie a été réalisée pour suivre la localisation du ¹⁴C dans le végétal. Les zones sont d'autant plus sombres sur le résultat de l'autoradiographie que la quantité de carbone radioactif est importante.

La photo de gauche correspond au végétal mycorhizé et la photo de droite au résultat de l'autoradiographie.

document 4 : la sensibilité des végétaux mycorhizés ou non face à des agents pathogènes

document 4a : comparaison du pourcentage de mortalité d'une espèce de Pin contaminée par Phytophtora cinnamomi

Le microorganisme Phytophtora cinnamomi compte parmi les agents pathogènes les plus redoutés à travers le monde. Il est à l'origine de maladies racinaires conduisant au dépérissement de nombreuses espèces végétales. Des chercheurs ont étudié l'influence de la présence de mycorhizes sur la sensibilité d'une espèce de Pin.

document 4b : impact du manteau mycélien dans la défense des végétaux

Le manteau mycélien peut envelopper les racines des végétaux de façon partielle ou totale. Pour déterminer l'impact de ce manteau dans la défense des végétaux, on met en contact Phytophtora cinnamomi avec des racines d'une espèce de Pin dont le manteau mycélien est plus ou moins développé et on suit le pourcentage d'infection des végétaux.

	Pourcentage d'infection 3 jours après la mise en contact avec Phytophtora cinnamomi	Pourcentage d'infection 10 jours après la mise en contact avec Phytophtora cinnamomi
Racine mycorhizée avec un manteau mycélien complet	0 %	6 %
Racine mycorhizée avec un manteau mycélien partiel	25 %	43 %
Racine non mycorhizée	100 %	100 %