Ativando a depuração com a variável de ambiente XDG_UTILS_DEBUG_LEVEL
ajudou:
$ XDG_UTILS_DEBUG_LEVEL=2 xdg-mime default ~/.gnome/apps/gthumb.desktop
image/png
make_default_kde: No kde runtime detected
make_default_generic /home/gauthier/.gnome/apps/gthumb.desktop image/png
Updating /home/gauthier/.local/share/applications/mimeapps.list
$ XDG_UTILS_DEBUG_LEVEL=2 xdg-mime query default image/png
Checking /home/gauthier/.config/mimeapps.list
eog.desktop
O mimeapps.list
usado para definir os padrões de leitura versus leitura não é o mesmo.
Solução (graças a um comentário aqui ):
rm ~/.config/mimeapps.list