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Sphagnum Species Modulate their Phenolic Profiles and Mycorrhizal Colonization of Surrounding Andromeda polifolia along Peatland Microhabitats

Authors :
Leslie A. Weston
Gilles Comte
Marie Laure Toussaint
Philippe Binet
Floriant Bellvert
Geneviève Chiapusio
Alexandre Buttler
Frédéric Delarue
Vincent E. J. Jassey
Centre Alpin de Recherche sur les Réseaux Trophiques et Ecosystèmes Limniques (CARRTEL)
Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Laboratoire Chrono-environnement - UFC (UMR 6249) (LCE)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC)
Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)
Graham Centre for Agricultural Innovation
Charles Sturt University
Milieux Environnementaux, Transferts et Interactions dans les hydrosystèmes et les Sols (METIS)
École pratique des hautes études (EPHE)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Ecological Systems Laboratory ECOS
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)
Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Avalanche Research WSL
French National Agency [ANR-07-VUL-010]
Pays Montbeliard Agglomeration (France)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])
Laboratoire Chrono-environnement - CNRS - UBFC (UMR 6249) (LCE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)
École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL
ANR-07-VULN-0010,PEATWARM,Impact du réchauffement climatique sur la focntion de puits de carbone de l'ecosysteme tourbières à sphaignes.(2007)
Laboratoire Chrono-environnement (UMR 6249) (LCE)
Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (LEFE)
Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)
Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
MetaToul FluxoMet (TBI-MetaToul)
MetaboHUB-MetaToul
MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Toulouse Biotechnology Institute (TBI)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Toulouse Biotechnology Institute (TBI)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Charles Sturt University [Australia]
École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)
Source :
Journal of Chemical Ecology, Journal of Chemical Ecology, Springer Verlag, 2018, 44 (12), pp.1146-1157. ⟨10.1007/s10886-018-1023-4⟩, Journal of Chemical Ecology, 2018, 44 (12), pp.1146-1157. ⟨10.1007/s10886-018-1023-4⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

Sphagnum mosses mediate long-term carbon accumulation in peatlands. Given their functional role as keystone species, it is important to consider their responses to ecological gradients and environmental changes through the production of phenolics. We compared the extent to which Sphagnum phenolic production was dependent on species, microhabitats and season, and how surrounding dwarf shrubs responded to Sphagnum phenolics. We evaluated the phenolic profiles of aqueous extracts of Sphagnum fallax and Sphagnum magellanicum over a 6-month period in two microhabitats (wet lawns versus dry hummocks) in a French peatland. Phenolic profiles of water-soluble extracts were measured by UHPLC-QTOF-MS. Andromeda polifolia mycorrhizal colonization was quantified by assessing the intensity of global root cortex colonization. Phenolic profiles of both Sphagnum mosses were species-, season- and microhabitat- dependant. Sphagnum-derived acids were the phenolics mostly recovered; relative quantities were 2.5-fold higher in S. fallax than in S. magellanicum. Microtopography and vascular plant cover strongly influenced phenolic profiles, especially for minor metabolites present in low abundance. Higher mycorrhizal colonization of A. polifolia was found in lawns as compared to hummocks. Mycorrhizal abundance, in contrast to environmental parameters, was correlated with production of minor phenolics in S. fallax. Our results highlight the close interaction between mycorrhizae such as those colonizing A. polifolia and the release of Sphagnum phenolic metabolites and suggest that Sphagnum-derived acids and minor phenolics play different roles in this interaction. This work provides new insight into the ecological role of Sphagnum phenolics by proposing a strong association with mycorrhizal colonization of shrubs.

Details

Language :
English
ISSN :
00980331 and 15731561
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Chemical Ecology, Journal of Chemical Ecology, Springer Verlag, 2018, 44 (12), pp.1146-1157. ⟨10.1007/s10886-018-1023-4⟩, Journal of Chemical Ecology, 2018, 44 (12), pp.1146-1157. ⟨10.1007/s10886-018-1023-4⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....0c77ef670ccff7f685f4cd8dafefb014
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s10886-018-1023-4⟩