Specialized metabolism of mangrove trees, implication for biotic interactions in coastal environment

Abstract

Arbres inféodés aux mangroves, les palétuviers produisent de nombreux métabolites spécialisés pouvant jouer un rôle dans les interactions entre plantes (allélopathie), ou entre plantes et microorganismes (e.g. décomposition). Dans cette thèse, (i) l’impact de la distance à la mer sur la dynamique de décomposition des litières d’Avicennia germinans a été évalué in situ. Nos résultats montrent une perte de masse plus rapide en milieu estuarien quelle que soit l’origine des litières, bien que les fonctions et activités cataboliques microbiennes y soient réduites. (ii) Le potentiel allélopathique de plusieurs espèces de palétuviers sur des plantes cultivées et sur les palétuviers eux-mêmes a été évalué. L’effet d’extraits aqueux de feuilles de huit espèces a été testé sur la germination et la croissance du riz (Oryza sativa) et de son adventice (Echinochloa crus-galli). Aegiceras corniculatum et Sonneratia apetala ont montré des effets inhibiteurs pour E. crus-galli et stimulants ou neutres pour O. sativa. Leurs biomarqueurs ont été annotés. (ii) L’effet allélopathique des sols rhizosphériques (avec ou sans ajout de litière de feuilles) des espèces pionnières Avicennia marina et Sonneratia caseolaris a été évalué sur le succès d’installation de trois espèces de la succession Kandelia obovata, A. corniculatum et Rhizophora stylosa. Nos résultats montrent une inhibition de la survie de K. obovata ainsi qu’une stimulation de sa croissance en présence de sol issu du peuplement d’A. marina avec litière. Ces travaux évaluent l’implication du métabolisme spécialisé des palétuviers dans les interactions biotiques au sein du fonctionnement de l’écosystème mangroveMangrove trees produce many specialized metabolites that may play a role in plant-plant (allelopathy) or plant-microorganism (e.g. decomposition) interactions. In this work, (i) the impact of distance to the sea on the decomposition dynamics of Avicennia germinans litter was evaluated in situ. Our results show a more rapid mass loss in estuarine environment whatever the origin of the litter, although the microbial catabolic functions and activities were reduced. (ii) The allelopathic potential of several mangrove species on cultivated plants and on the mangroves themselves was evaluated. The effect of aqueous leaf extracts of eight species was tested on the germination and growth of rice (Oryza sativa) and its weed (Echinochloa crus-galli). Aegiceras corniculatum and Sonneratia apetala showed inhibitory effects for E. crus-galli and stimulating or neutral effects for O. sativa. Their biomarkers were annotated. (ii) The allelopathic effect of rhizospheric soils (with or without the addition of leaf litter) of the pioneer species Avicennia marina and Sonneratia caseolaris was evaluated on the establishment success of three successional species Kandelia obovata, A. corniculatum and Rhizophora stylosa. Our results show an inhibition of the survival of K. obovata as well as a stimulation of its growth in the presence of soil originating from A. marina soil with litter. This work assesses the involvement of mangrove specialized metabolism in biotic interactions within the functioning of the mangrove ecosyste