Fate of lignin altered by Brown Rot And White rOt fungi

Responsable scientifique : Delphine Derrien (UMR 1443 Bureau d’Economie Théorique Appliquée – BETA)

Partenaires Labex : Eric Gelhaye (UMR 1136 Interactions Arbres/Micro-organismes – IAM)

Collaborations : Matthieu Barrandon (IECL- Institut Elie Cartan de Lorraine, Université de Lorraine, Nancy), Barry Goodell (Department of Microbiology, University
 of Massachusetts, USA), Gry Alfredsen (NIBIO – Norwegian Institute of Bioeconomy Research, Norway)

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Contexte — Dans les écosystèmes forestiers, les pourritures blanches et brunes jouent un rôle capital dans la dégradation de la lignocellulose car ils sont les seuls capables d’éliminer ou d’altérer la barrière de lignine qui entrave l’accès aux polysaccharides végétaux. Les pourritures blanches dégradent les polysaccharides et la lignine en utilisant des systèmes enzymatiques. Les pourritures brunes utilisent une stratégie différente basée sur la production de radicaux hydroxyl par réaction de Fenton. Ils décomposent les polysaccharides et génèrent une lignine modifiée, considérée comme résistante à la dégradation.
Les pourritures brunes ont évolué à partir de pourritures blanches ancestrales en perdant certaines cellulases et toutes les enzymes modifiant la lignine. Cette évolution leur pourrait leur avoir conféré un avantage énergétique sur les pourritures blanches.

Objectifs — Nous souhaitons explorer les relations entre les stratégies des pourritures brunes et blanches et les propriétés chimiques des résidus altérés, afin de mieux comprendre comment la biochimie des substrats altérés contrôle leur persistance dans le sol.

Démarche — Des blocs de bois seront incubés avec des pourritures brunes ou blanches.  Leur biochimie et la production d’enzymes seront suivies au cours du temps afin d’estimer le coût énergétique et les gains associés à chaque voie de désintégration.

Le devenir des substrats altérés générés par les pourritures brunes et blanches sera ensuite étudié après l’enfouissement dans le sol. Les données expérimentales seront utilisées pour calibrer un nouveau modèle de dynamique du carbone, basé sur les traits microbiens et des enzymatiques.

Résultats et impacts attendus — Le projet renforcera nos connaissances fondamentales sur les mécanismes impliqués dans la dégradation des substrats ligno-cellulosiques. Il contribuera également à évaluer le potentiel de la lignine modifiée pour augmenter la séquestration du carbone et à développer un modèle microbien innovant de la dynamique du carbone dans les sols.