Caractérisation morpho- physiologique d’une halophyte atriplex, aux conditions arides

Caractérisation morpho- physiologique d’une halophyte atriplex, aux conditions arides

Stress salin chez les plantes

Chez la plante, la tolérance au sel est sa capacité à croître et à compléter son cycle de vie sur un substrat qui contient de fortes concentrations en sels solubles (Parida et Das, 2004). Les plantes qui peuvent survivre sur des concentrations élevées en sels dans la rhizosphère sont appelées les halophytes, tandis que les glycophytes sont les plantes que l’on ne rencontre pas naturellement sur un substrat salin, et ne pouvant tolérer qu’une faible quantité de sels dans le milieu de croissance. Les glycophytes sont très sensibles au sel : leur croissance est sévèrement inhibée, voire nulle par 100-200 mM NaCl. Les plantes Chapitre I Synthèse bibliographique 5 peuvent survivre sur des concentrations supérieures à 300 meq.l-1 de NaCl. Certaines halophytes peuvent tolérer des niveaux de sels extrêmement élevés, telles que Atriplex vesicaria qui peut produire des rendements élevés en présence de 700 mM NaCl, tandis que Salicornia europaea resterait en vie à 1020 mM NaCl (Zhu, 2007). En fonction de leur capacité à tolérer le sel, les halophytes sont caractérisées par une grande diversité morphologique et physiologique qui leur permet de faire face à des conditions salines. Le stress salin s’applique sur la plante sous deux types de contraintes. Le sel exerce d’abord un effet osmotique, dès que les racines sont en contact avec lui jusqu’à un niveau seuil de concentration en sel (Munns et Tester, 2008). Ensuite, il s’accumule à des concentrations toxiques dans les feuilles et entraîne un stress ionique. Le stress perçu par une plante, autrement dit, le niveau de tension interne, dépend de la résistance de l’organisme à un type de stress appliqué avec une certaine intensité. En plus du type de stress et de son intensité, il faut également considérer la durée d’exposition. En effet, si l’intensité d’un stress est trop faible pour provoquer des dommages irréversibles à court terme, à long terme, ce stress peut provoquer des changements plastiques, voir la mort de l’organisme (Munns, 2002). Le stress salin s’applique surtout à un excès d’ions en particulier, mais pas exclusivement aux ions Na+ et Cl- (Hopkins, 2003).  Stress osmotique+ Le stress osmotique est une circonstance défavorable, qui est susceptible de perturber le fonctionnement physiologique normal de la plante, en affectant la croissance immédiatement causée par le sel à l’extérieur des racines (Munns, 2005 ; Munns et Tester, 2008). L’eau circule dans la plante, du sol vers les feuilles où elle passe à l’état gazeux au niveau des parois cellulaires des cellules du mésophylle avant de s’échapper dans l’air ambiant, en traversant l’épiderme, principalement par les stomates.  Stress ionique+ Le stress ionique est due à une combinaison de l’accumulation d’ions dans la partie aérienne et une incapacité à tolérer les ions qui se sont accumulés dans les tissus végétaux (Munns et Tester, 2008). Le stress ionique est spécifique du stress salin. Il a moins d’effet par rapport au stress osmotique, en particulier à faible concentration en sels. Il accélère la sénescence et la maturité des feuilles. Pour la plupart des espèces, le Na+ atteint une concentration toxique avant le Cldurant le stress salin. La concentration du sodium dans les parties aériennes est supérieure à celle de la racine en raison du haut influx à partir de la racine et de la faible quantité en cet ion qui recircule à travers le phloème vers la racine (Tester et Davenport, 2003). Le sodium ion peut dérégler les processus métaboliques en entrant en compétition avec K+ pour sa fixation sur des enzymes et des protéines importantes. Plus de 50 enzymes sont activées par K+ mais le Na+ ne peut pas assurer la même fonction.

Mécanismes physiologiques

La tolérance à la contrainte saline est associée à des caractéristiques physiologiques essentielles. En effet, elle est basée sur une utilisation efficace des ions Na+ et Cl – dans l’ajustement osmotique et le maintien de la turgescence, une bonne compartimentation vacuolaire de Na+ et Clau niveau des feuilles, une sélectivité d’absorption et de transport en faveur de K+ malgré l’excès de Na+ dans le milieu de culture.  Répartition et accumulation des ions dans la planteØ Les halophytes sont adaptées pour vivre dans des milieux salins en développant un système de transport entre les cellules parenchymateuses et les vaisseaux du xylème ; cette adaptation se caractérise par une forte capacité d’absorption et une accumulation préférentielle du chlore et du sodium dans les feuilles. Ainsi, plus de 90% de Na+ sont accumulés au niveau des organes aériens dont au moins 80% dans les feuilles (Flowers et al., 1977; Tester et Bacic, 2005). Chapitre I Synthèse bibliographique 10 L’ajustement ionique est un autre moyen développé par les plantes, afin de réduire et d’équilibrer la concentration d’ions, et par conséquent d’ajuster la pression osmotique au niveau du cytoplasme (Sairam et Tyagi, 2004). Selon Munns et Tester (2008), cet ajustement peut être assuré par une augmentation des concentrations de potassium, outre celle des composés osmotiques compatibles. Par ailleurs, le potassium joue également un rôle dans le contrôle de la turgescence cellulaire (Sairam et Tyagi, 2004).  Compartimentation vacuolaireØ La compartimentation vacuolaire des ions toxiques est un déterminant majeur de la tolérance au sel. En effet, la compartimentation de Na+ et Clà l’intérieur des vacuoles est un moyen de prévenir de la toxicité dans le cytosol et contribue à l’ajustement osmotique nécessaire à la tolérance à la salinité (Zhu, 2001). Ce mécanisme est assuré par le système antiport sodium/proton (Na+ /H+ ) dont l’activité dépend de l’établissement d’un gradient électrochimique à travers le tonoplaste (Yamaguchi et Blumwald 2005). Ainsi, grâce à ce processus, la cellule parvient à maintenir une faible concentration de sodium dans le cytoplasme, minimisant ainsi son effet toxique; d’autre part, l’augmentation concomitante de la concentration de sodium dans la vacuole va engendrer une forte pression osmotique, favorisant l’absorption d’eau et donc améliorer la turgescence des cellules (Glenn et Brown, 1999; Apse et Blumwald, 2007) ou initialement stocké dans les racines. Chez les halophytes, la compartimentation du NaCl dans les vacuoles représente le principal mécanisme de détoxication du sel, de sorte que leurs concentrations dans le cytoplasme sont maintenues dans les limites tolérables (Subudhi et Baisakh 2011)

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I – SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I- LA SALINITE
1 – Salinité et le sol
2- Stress salin chez les plantes
2.1- Effets de la salinité sur la germination
2.2 – Effets de la salinité sur la croissance et le développement
2.3- Effets de la salinité sur la photosynthèse
2.4 – Effets de la salinité sur les paramètres hydriques
3- Mécanismes de résistance à la salinité chez les végétaux
3.1- Exclusion et inclusion : stratégies d’adaptation au Na
3.2 – Mécanismes morphologiques
3.3- Mécanismes anatomiques
3.4- Mécanismes physiologiques
3.5 – Adaptations métaboliques et accumulation des solutés organiques
4- Rôles des cations alcalins sodium et potassium dans la plante
4.1- Rôle du sodium
4.2- Rôle du potassium
II – LA PLANTE
1- Espèces Atriplex halimus L. et Atriplex canescens (Pursh) Nutt.
taxonomie et caractères botaniques
2- Importance économique et écologique
III- FACTEUR HORMONALE : Acide salicylique et les réponses des plantes
1- Généralités
2- Biosynthèse de l’acide salicylique
3- Mode d’action et rôle de l’acide salicylique
4- Acide salicylique et le stress salin
CHAPITRE II – MATERIEL ET METHODES
I – Matériel végétal
II- Méthodes
1 – Essai de germination
a- En présence d’acide salicyliqueC
b- Application du stress salin
3- Effet du NaCl et de l’AS sur la teneur en proline des feuilles et des racines
3.1- Chez Atriplex halimus L.
3.2- Chez Atriplex canescens (Pursh) Nutt.
4- Effet du NaCl et de l’AS sur la teneur en Na+
et K+ des feuilles et des racines
4.1- Variation de la teneur en Na
v Chez Atriplex halimus L. .
v Chez Atriplex canescens (Pursh) Nutt.
4.2- Variation de la teneur en K+
v Chez Atriplex halimus L.
v Chez Atriplex canescens (Pursh) Nutt.
4.3-Variation du ratio Na+
v Chez Atriplex halimus L.
v Chez Atriplex canescens (Pursh) Nutt.
DISCUSSION ET CONCLUSION GENERALES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

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