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7 janvier 2020 - Un nouveau modèle pour calculer la répartition des enzymes microbiennes au cours de la décomposition

7 janvier 2020 - Un nouveau modèle pour calculer la répartition des enzymes microbiennes
Les litières végétales sont composées de différents composés chimiques, tels que la cellulose, les hémicelluloses et la lignine dont la décomposition est catalysée par des activités enzymatiques extracellulaires produites par les micro-organismes du sol. Cependant, des liens physiques et chimiques entre la cellulose, les hémicelluloses et la lignine compliquent les mécanismes de décomposition.

Le clivage de ces liens nécessite des enzymes différentes. Les enzymes hydrolytiques dépolymérisent la cellulose tandis que les enzymes oxydantes dépolymérisent la lignine. La cellulose et les hémicelluloses sont des polysaccharides riches en énergie alors que la lignine est un composé polyphénolique et probablement un puits d'énergie pour la catalyse. Cependant, les liens biochimiques entre les polysaccharides et la lignine peuvent également nécessiter la dégradation de la lignine pour augmenter l'accès à la cellulose et à l'hémicellulose. L'indice lignocellulosique (LCI = lignine/[lignine + cellulose + hémicelluloses] de la litière végétale est utilisé depuis longtemps comme un indicateur fiable de la vitesse de décomposition. Nous avons développé un modèle pour calculer l'allocation des enzymes hydrolytiques et oxydatives pour correspondre aux taux de décomposition observés de la cellulose + les hémicelluloses et de la lignine, respectivement, compte tenu de l'indice lignocellulosique de la litière. Les résultats étaient conformes aux observations expérimentales sur le long terme qui associent des mesures de la chimie de la litière et des activités enzymatiques microbiennes. Notre étude soulève d'autres questions sur les facteurs qui contrôlent les valeurs seuils de l’indice lignocellulosique auxquelles les enzymes oxydatives sont produites, car elles varient d'une étude à l'autre, comme avec la disponibilité de l'azote.

Lire : Margida, M.G., Lashermes, G., Moorhead, D.L. (2020) Estimating relative cellulolytic and ligninolytic enzyme activities as functions of lignin and cellulose content in decomposing plant litter. Soil Biology and Biochemistry 141, 107689. DOI

Contact : Dr Gwenaëlle Lashermes, gwenaelle.lashermes@inrae.fr, Pr Daryl Moorhead, daryl.moorhead@utoledo.edu