Soutenance mémoire
Caractéristiques botaniques du riz
Le riz est une plante herbacée annuelle avec une tige ronde recouverte de feuilles sessiles plates en forme de lame et une panicule terminale. Sous des conditions climatiques favorables et exceptionnelles, la plante peut pousser pendant plus d’une année. De même que les autres espèces du genre Oriza, le riz est adapté à un habitat aquatique (Lacharme 2001a). Le riz a des racines fasciculées, fibreuses et touffues. La tige est constituée par un chaume dressé qui talle à la base. Le limbe des feuilles est caractérisé par une forme linéaire, lancéolée, rubanée et comporte des nervures parallèles. L’inflorescence apparait au sommet d’une tige cylindrique sur laquelle se développent des feuilles allongées, plates et pointues. Les inflorescences sont des panicules de 10 à 40 cm de long comprenant un axe principal, des ramifications primaires et des ramifications secondaires qui portent des épillets. Chaque épillet porte trois fleurs dont une seule est fertile. La fleur est protégée par deux glumes et deux glumelles. Elle comprend six étamines, un ovaire à un ovule, un style très court se divisant en deux stigmates plumeux. La graine est de forme oblongue, long, demi-long ou court. La fleur de riz est autogame. Le riz contient 70 à 75% d’amidon, 8% de protéines, 2,9% de lipide et 3,5% de fibres (Saulnier 2012).
Ecologie
La riziculture a un calendrier qui dépend strictement des conditions climatiques. La température optimale pour tout le cycle se situe entre 15°C et 30°C. C’est ainsi que dans les hautes terres, les récoltes tardives sont faibles surtout si l’arrivée du froid de l’hiver est précoce. La riziculture a besoin d’eau pendant les périodes critiques : tallage, en début et fin de montaison et à l’épiaison. Une maitrise d’eau est souhaitable pour un développement normal des plants de riz. Une submersion prolongée atténue la croissance et diminue le rendement escompté. La riziculture a besoin de lumière qui ne doit pas être trop intense. Il y a des variétés de jour long et de jour court selon toujours la durée de la lumière .
Croissance et cycle de développement
Le cycle de développement du riz peut être divisé en trois phases (Figure 2) :
• Phase végétative
• Phase reproductive
• Phase de remplissage du grain et de maturation .
Phase végétative
La phase végétative comprend la germination, la levée et le tallage. Elle dure du semis jusqu’à la phase de différenciation paniculaire (initiation paniculaire). Selon la température, la phase de germination dure de 5 à 20 jours (5 jours en condition chaude et 20 jours sous de basses températures) (Lacharme 2001b). Selon Odoukpe et al. (2015), cette phase se singularise par la couverture de plantules de riz sur toute la surface cultivée. Elle s’étend de la levée jusqu’en fin de montaison sur 60 jours minimum. Le stade végétatif est caractérisé par un tallage actif, une augmentation progressive de la hauteur de la plante et levée des feuilles à intervalles réguliers (Brady 1981). Durant cette phase, la plante acquiert progressivement son indépendance vis à vis des réserves alimentaires de la graine. Elle est totalement indépendante au stade 3 feuilles (Lacharme 2001b).
Phase reproductive
La phase reproductive est caractérisée par l’allongement de la tige (ce qui augmente la hauteur de la plante), la diminution du nombre de talles, la levée de la feuille étendard (la dernière feuille), le démarrage et l’épi et la floraison (Brady 1981). Selon Lacharme (2001), cette phase va de l’initiation paniculaire à la fécondation. Elle dure de 19 à 25 jours. Elle comprend la montaison, l’épiaison et la fécondation. A partir de l’initiation paniculaire, le tallage s’arrête. Durant la phase reproductive, le plant de riz est particulièrement sensible à des conditions défavorables (sècheresse, basses températures …).
➤ La montaison
L’initiation des ébauches de la panicule se produit pendant un certain temps après la germination (40 jours à 80 jours). Elle consiste en un gonflement de la tige et à la formation des organes de réserve.
➤ L’épiaison
Elle est caractérisée par le renflement de la tige à la partie supérieure. La panicule sort de la gaine paniculaire. Durant ce stade, il faut une bonne alimentation en eau pour assurer la circulation des réserves vers les graines.
➤ La fécondation
Elle commence avec l’apparition des étamines. L’anthère se manifeste par l’écartement des glumelles permettant aux étamines de sortir. L’auto pollinisation est de règle. Après, les glumelles se referment et laissent les anthères à l’extérieur. La fécondation dure 6 à 10 jours par panicule.
Phase de remplissage du grain et de maturation
La phase de remplissage et de maturation va de la fécondation des grains jusqu’à la maturité. Durant cette phase, on observe un remplissage des grains par un mouvement des éléments nutritifs de la plante vers les grains. Ces derniers passent par une phase de grain laiteux, puis pâteux et enfin de mature. Cette phase dure de 30 à 42 jours, selon les conditions de température et d’humidité du milieu (Lacharme 2001, Odoukpe et al. 2015).
Importance du riz
Le riz (Oryza sativa L.) est la principale céréale alimentaire consommée par près de la moitié de la population mondiale, ce qui en fait la culture alimentaire la plus importante actuellement produite (Cottyn et al. 2000). Si la tendance de la consommation se poursuit, 4,6 milliards de personnes consommeront du riz d’ici 2025 et la production devra être augmentée de 20% pour répondre à cette demande croissante.
Classification
Le riz cultivé (Oryza sativa L.) appartient au genre Oryza et à la famille des Poaceae (Tableau 1) (Lacharme 2001b).
Tableau 1 : Classification taxonomique du riz
Domaine Biota
Règne Plantae
Sous-Règne Viridaeplantae
Infra-Règne Streptophyta
Classe Equisetopsida
Cladus Tracheophyta
Cladus Spermatophyta
Sous-Classe Magnoliidae
Super-Ordre Lilianae
Cladus Commelinidae
Ordre Poales
Famille Poaceae
Genre Oryza L.,
Espèce Oryza sativa L.,
Généralités sur les bactéries à effet PGP
La symbiose plantes-microorganismes est une association à bénéfices réciproques entre les deux partenaires. L’exemple le mieux connu est celui des bactéries rhizosphériques stimulatrices de la croissance des plantes (Richardson et al. 2009, Samuel et Muthukkaruppan 2011, Vacheron et al. 2013). Lorsque des rhizobactéries contribuent à la croissance des plantes, elles sont appelées : PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) (Kloepper et al. 2004). Les PGPR ont été décrits pour la première fois dans les cultures de racines par Kloepper et Schroth (1978), lorsque l’utilisation de la résistance aux antibiotiques a rendu possible la surveillance des bactéries introduites dans le sol. Seulement 1 à 2% des bactéries favorisent la croissance des plantes dans la rhizosphère (Beneduzi et al. 2012). Les travaux de Dar et al. (2014) ont montré que les rhizobactéries favorisant la croissance des plantes (PGPR) jouent un rôle important dans l’absorption des nutriments, la solubilisation du phosphore et le rendement des cultures. Des résultats similaires ont été obtenus par Pradhan et Misra (2015). Ces rhizobactéries colonisent la rhizosphère en utilisant les exsudats racinaires comme substrats nutritifs. Les bactéries endophytes peuvent être définies comme des communautés microbiennes qui se trouvent à l’intérieur des tissus végétaux sans causer de dommages apparents à la plante hôte (Hardoim et al. 2012) .
L’utilisation des PGPR est une approche relativement plus sure, respectueuse de l’environnement et rentable pour réduire les intrants chimiques. La sélection de souches bactériennes avec de multiples caractéristiques bénéfiques sont importants pour maximiser l’efficacité de la plante hôte (Tan 2014).
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
II. Généralités sur le riz
Origine et répartition géographique du riz
Caractéristiques botaniques du riz
Ecologie
Croissance et cycle de développement
a) Phase végétative
b) Phase reproductive
c) Phase de remplissage du grain et de maturation
d) Importance du riz
e) Classification
II. Généralités sur les bactéries à effet PGP
Potentiel biotechnologique
Biofertilisation
Phytostimulation
Phytoprotection
II. Etude des PGPR associées au riz
CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODE
Site d’expérimentation
Matériel biologique
a) Matériel végétal
b) Matériel bactérien
Substrat de culture
Repiquage des souches
Caractérisation phénotypique des souches
a) Test de catalase
b) Test de production de l’auxine
c) Test de production de sidérophores
d) Test de solubilisation du phosphore
Choix des souches pour l’inoculation
Préparation de l’inoculum bactérien
Pré-germination des graines
Dispositif expérimental
Inoculation des variétés de riz avec les PGPR en serre
Paramètres mesurés
Analyses statistiques
CHAPITRE 3 : RESULTATS ET DISCUSSION
I. RESULTATS
A. Identification et caractérisation des isolats les plus performants
Test de catalase
Production de sidérophores
Solubilisation du phosphore
4. Estimation de la production d’auxine
Relation phénotypique entre souches
Caractérisation des traits PGP des souches
B. Suivi des paramètres agromorphologiques
Réponses des variétés à l’inoculation avec des PGPR en termes de croissance
Réponses des variétés à l’inoculation avec des PGPR en termes de rendement et ses composantes
Effets des différentes souches sur la croissance du riz
Effets des différentes souches sur le rendement et ses composantes
Effets des différentes souches sur les dates clé du développement de la plante
II. DISCUSSION
Activité de solubilisation du phosphate
Estimation de la production d’acide indole acétique (IAA)
Estimation de la production de sidérophores
Effets des variétés sur la croissance de la plante
Effet des variétés sur le rendement et ses composantes
Effet de l’inoculation sur la croissance des plants
Effet de l’inoculation sur le rendement et ses composantes à la récolte
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
ANNEXE A : Tableau de caractérisation génotypique et les Traits PGP des 72 souches
ANNEXE B : Classification hiérarchique ascendante
ANNEXE C : Compositions des milieux de culture
