Comparaison de la composition chimique des cires épicuticulaires

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Actes du Premier Congrès International de l’ Arganier, Agadir 15 - 17 Décembre 2011Actes du Premier Congrès International de l’ Arganier, Agadir 15 - 17 Décembre 2011
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Comparaison de la composition chimique
des cires épicuticulaires des feuilles
et des fruits de l’arganier et Impact
sur la conservation et la valorisation
de cette espèce
Bouzoubaâ Z.1, F. Domergue D.2, René L.2
1 - INRA/CRRA Agadir. Boîte Postale 124 Inezgane.
2 - Laboratoire de Biogénèse Membranaire, Bordeaux, France
Résumé
Les cires jouent un rôle important dans le maintien d’un statut hydrique fonctionnel chez la
plante. Ils ont un grand intérêt dans la conservation de la surface des organes en général et les
fruits en particulier, cet essai est conduit dans le but de caractériser et de comparer la composition
chimique des cires epicuticulaires des feuilles et des graines de l’arganier, un travail qui s’est fait pour
la première fois chez l’arganier.
L’analyse des constituants des cires epicuticulaires des feuilles et des fruits (épicarpe du fruit)
de 15 génotypes d’arganier collectés dans trois sites du sud ouest marocain, a été réalisée par
chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse CPG/MS. Les résultats ont
montré que les cires epicuticulaires avaient des compositions similaires sauf pour certains constituants.
Les alcanes, les acides gras, les aldéhydes, les alcools primaires, le squalène et les triterpènes sont
les principaux composés déterminés. Ces analyses ont également montré qu’il y a des constituants
qui sont présents dans les deux organes mais à des quantités variables. d’autres qui sont présents
chez l’un et non pas chez l’autre. Dans les feuilles, on n’a pas noté la présence d’alcane C21, d’acides
gras, d’aldéhyde C22 ni de squalène comme ce qui a été le cas pour les fruits. Chez ces dernières, on
n’a pas noté la présence d’alcanes C32 ni celle de C33 et ceci pour tous les génotypes étudiés, ce qui
est probablement du au milieu environnant. Les analyses statistiques concernant la composition et la
quantité relative des différents constituants, ont montré que les différences sont signicatives entre
les arbres, qu’elles sont peu signicatives entre les sites mais qu’elles sont hautement signicatives
entre les organes (feuilles et fruits).
La composition chimique des cires varie selon l’arbre est l’organe (feuilles ou fruit) mais elle conserve
toujours son rôle principal qui est l’imperméabilité. Cette variation suggère des fonctions secondaires
de la cuticule (matrice des cires), impliquant des interactions chimiques avec l’environnement immédiat
de la plante comme la défense ou le camouage contre les pathogènes ou les insectes phytophages.
Les cires epicuticulaires pourraient relâcher lentement des substances volatiles en favorisant la
saturation de la couche d’air limite qui se trouve à la surface des feuilles. L’intérêt de ce travail sur la
composition des cires qui sont des métabolites secondaires, pourrait amener à une sélection clonale
pour la tolérance à la sécheresse vue la relation étroite des cires avec la préservation de l’eau dans les
tissus. Il peut également servir à l’investigation dans une meilleure valorisation des sous produits de
l’arganier (épicarpe du fruit) vu les grandes teneurs de ces tissus en triterpènes et particulièrement en
squalène (produits largement utilisés en Industrie pharmaceutique).
Mots clès : Cires épicuticulaires ; Feuilles et fruits d’argan ; Composition Chimique ; CPG/MS ;
Valorisation.

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Summary
Waxes play an important role in maintaining a functional water status in the plant. in general
it’s have a great interest in the conservation of the surface of organs as leaves and fruits in particular,
this experiment was conducted in order to characterize and to compare the chemical composition of
epicuticular waxes of leaves and fruits of argan tree; a work that was done for the rst time for argan.
Analysis of constituents of epicuticular wax on leaves and fruits (epicarp of the fruit) of 15 genotypes
of argan tree collected at three sites in south west Morocco; Ademine, Argana and Taroudant. The
material was performed by gas chromatography coupled with mass spectrometry GC/MS for analyses.
The results showed that epicuticular waxes had similar compositions except for certain constituents.
Alkanes, fatty acids, aldehydes, primary alcohols, squalene and triterpenes were the main determined
compounds. The results also showed, that some constituents were present in both organs but in
varying amounts. others were present in one organ but not in the other. In leaves, we did not note
the presence of C21 alkane, fatty acid, aldehyde C22 or squalene as had been the case for fruits. In
the fruits, we didn’t note the presence of alkanes C32 and C33 for all studied genotypes, which is
probably due to the environment climate conditions. Statistical analyzes concerning the composition
and the relative amount of different constituents, showed that the differences are signicant between
the trees, they are not signicant between sites but they are highly signicant between the organs
(leaves and fruit).
The chemical composition of waxes varied among trees and organes (leaf or fruit) but it still
retains its primary role that was waterproong. This variation suggests secondary functions of the
cuticle (wax matrix), involving chemical interactions with the immediate environment of the plant as
defense or camouage against pathogens or herbivores. Epicuticular waxes could slowly release volatile
substances promoting the saturation of the boundary layer of air which is at the leaf surface.
The interest of this work on the chemical composition of waxes which are secondary
metabolites, could result in a clonal selection for drought tolerance to the close relationship waxes
with the preservation of water in tissues. It can also be used for the investigation in a better an
efcient use of the argan tree products .The fruit epicarp showed large concentrations of triterpenes
and especially squalene (products widely used in industry).
Key words: Epicuticular waxes; Leaves and fruits of argan, Chemical Composition, GC / MS;
Valorization
Comparaison de la composition chimique des cires épicuticulaires des feuilles et des
fruits de l’arganier et Impact sur la conservation et la valorisation de cette espèce
Bouzoubaâ. Z1, F. Domergue D2, René L2.
1. INRA/CRRA/Agadir. Boîte Postale 124 Inezgane.
2. Laboratoire de Biogénèse Membranaire, Bordeaux, France
Les cires jouent un rôle important dans le maintien d’un statut hydrique fonctionnel chez la plante. Ils ont un
grand intérêt dans la conservation de la surface des organes en général et les fruits en particulier, cet essai est
conduit dans le but de caractériser et de comparer la composition chimique des cires epicuticulaires des feuilles
et des graines de l’arganier, un travail qui s’est fait pour la première fois chez l’arganier.
L’analyse des constituants des cires epicuticulaires des feuilles et des fruits (épicarpe du fruit) de 15 génotypes
d’arganier collectés dans trois sites du sud ouest marocain, a été réalisée par chromatographie en phase gazeuse
couplée à la spectrométrie de masse CPG/MS. Les résultats ont montré que les cires epicuticulaires avaient des
compositions similaires sauf pour certains constituants. Les alcanes, les acides gras, les aldéhydes, les alcools
primaires, le squalène et les triterpènes sont les principaux composés déterminés. Ces analyses ont également
montré qu’il y a des constituants qui sont présents dans les deux organes mais à des quantités variables. d’autres
qui sont présents chez l’un et non pas chez l’autre. Dans les feuilles, on n’a pas noté la présence d’alcane C21,
d’acides gras, d’aldéhyde C22 ni de squalène comme ce qui a été le cas pour les fruits. Chez ces dernières, on
n’a pas noté la présence d’alcanes C32 ni celle de C33 et ceci pour tous les génotypes étudiés, ce qui est
probablement du au milieu environnant. Les analyses statistiques concernant la composition et la quantité
relative des différents constituants, ont montré que les différences sont significatives entre les arbres, qu’elles
sont peu significatives entre les sites mais qu’elles sont hautement significatives entre les organes (feuilles et
fruits).
La composition chimique des cires varie selon l’arbre est l’organe (feuilles ou fruit) mais elle conserve toujours
son rôle principal qui est l’imperméabilité. Cette variation suggère des fonctions secondaires de la cuticule
(matrice des cires), impliquant des interactions chimiques avec l’environnement immédiat de la plante comme la
défense ou le camouflage contre les pathogènes ou les insectes phytophages. Les cires epicuticulaires pourraient
relâcher lentement des substances volatiles en favorisant la saturation de la couche d’air limite qui se trouve à la
surface des feuilles.
L’intérêt de ce travail sur la composition des cires qui sont des métabolites secondaires, pourrait amener à une
sélection clonale pour la tolérance à la sécheresse vue la relation étroite des cires avec la préservation de l’eau
dans les tissus. Il peut également servir à l’investigation dans une meilleure valorisation des sous produits de
l’arganier (épicarpe du fruit) vu les grandes teneurs de ces tissus en triterpènes et particulièrement en squalène
(produits largement utilisés en Industrie pharmaceutique).
Mots clès : Cires épicuticulaires ; Feuilles et fruits d’argan ; Composition Chimique ; CPG/MS ; Valorisation.
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Introduction
La cuticule des plantes supérieure est écologiquement très importante, elle constitue une
interface entre la plante et son environnement. Son rôle est de prévenir la dessiccation des plantes
dans les environnement à ressources en eau limitées (Chatterton et al., Schonher, 1976 ; Rîeder et
Markstadter, 1996 ; Rieder et Schreiber, 2001 ; Feakins & Sessions 2010). La cuticule joue un rôle
essentiel dans le contrôle des échanges hydriques entre la plante et son milieu extérieur autre que
celui régulé par l’intermédiaire des stomates (Schreiber et al., 1996). Elle agit comme une barrière
contre les pertes d’eau à travers la plante (Kerstiens, 1996a). Elle peut aussi protèger les tissus des
dommages mécaniques qui peuvent être causés par chocs divers (Baker & Hunt 1986), ou bien des
insectes (Eigenbrode, 1996).la cuticule peut aussi protéger les tissus photosynthétiques contre le trop
de lumière.
La fonction hydrophobe de la cuticule est essentiellement assurée par les cires qui rentrent
dans la composition chimique de la cuticule. Les cires sont de longues chaînes aliphatiques qui
jouent un grand rôle dans la préservation de l’eau de la plante. Elles sont impliquées dans plusieurs
paramètres adaptatifs de la plante à son environnement et sont considérées par plusieurs auteurs
dont (Bouzoubaâ et al., 2006 ;) comme un critère de sélection des plantes tolérantes à la sécheresse.
Leur quantité et leur composition sont très inuencées par l’environnement.
Vue l’intérêt des cires dans le maintien d’un statut hydrique fonctionnel chez la plante et vu
l’intérêt que revêt les cires dans la conservation de la surface des organes en général et les fruits en
particulier, cet expérimentation a été conduite dans le but de visualiser et d’étudier la morphologie des
feuilles de l’arganier, de caractériser et de comparer la composition chimique des cires epicuticulaires
des feuilles et des fruits, un travail qui n’a jamais été réalisé auparavant sur l’arganier.
Nos objectifs sont donc :
Déterminer, caractériser, et comparer la composition chimique des cires epicuticulaires -
des feuilles et des fruits de l’arganier.
Injecter quelques réexions pour la valorisation de l’espèce via la détermination de la
-
composition chimique de ces organes
Matériel et méthodes :
Morphologie et répartition des cires épicuticulaires des feuilles de l’arganier-
Matériel végétal : surface de la face supérieure et inférieure de feuilles d’arganier
Méthode : Observation au microscope électronique à balayage
Six feuilles d’un arganier d’Ademine, ont été délicatement essuyées, déshydratées puis leurs
surfaces (abaxiale et adaxiale) ont été métallisées avec une couche très ne de poudre d’or pour
l’observation des cires epicuticulaires au microscope électronique à balayage.
Extraction et Analyses des cires épicuticulaires des feuilles et des fruits
-
Matériel végétal- : Feuilles et graines de l’arganier prises séparément sur 5 arbres par
site
Sites de prélèvement
- : Ademine ; Argana ; Taroudant
Extraction et détermination de la quantité des cires- : extraction au chloroforme et
détermination de la quantité par la méthode gravimétrique

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Analyses statistiques :- les différents effets testés avec des analyses hiérarchisés.
Comparaison des moyennes par le test de Newman et Keuls à 5%
Identication des composés
- par Chromatographie en Couche Minces (CCM),
révélation au réactif de Macala et détermination à 366nm (Figure 1.).
Analyses des constituants :- par Chromatographie en Phase Gazeuse couplée à la
Spectrométrie de Masse CPG/MS
Figure 1. Séparation et identication des constituants des cires de l’arganier par Chromatographie
en couche mince. AG : Acides gras ; Alc1 : Alcool primaires ; Alc : Alcanes . 1, 2, 3,
……,13, : constituants de cires.
Principaux Résultats et discussions :
Morphologie et répartition des cires épicuticulaires des feuilles de l’arganier-
Les observations réalisées au microscope électronique à balayage, ont permis de visualiser
la morphologie des cires, ainsi que la constitution de la surface foliaire aussi bien face
supérieur que inférieur, elle a également donné une idée sur la forme et la fréquence
des stomates ; éléments stratégiques de la relation de la plante avec son environnement
(gures.2 et 3).
Extraction et Analyses de la composition chimique des cires épicuticulaires des
-
feuilles et des fruits de l’arganier
L’analyse des cires epicuticulaires des feuilles et des graines (épicarpe de la graine) (gure 4), a
montré que les cires épicuticulaires des 15 génotypes avaient des compositions similaires sauf pour
certains constituants (gure 5 et 6). Les alcanes, les acides gras, les aldéhydes, les alcools primaires,
le squalène et les triterpènes sont les principaux composés déterminés. Ils sont à des teneurs et à des
pourcentages variables aussi bien dans la feuille que dans le fruit.
Six feuilles d’un arganier d’Ademine, ont été délicatement essuyées, déshydratées puis leurs
surfaces (abaxiale et adaxiale) ont été métallisées avec une couche très fine de poudre d’or
pour l’observation des cires epicuticulaires au microscope électronique à balayage.
- Extraction et Analyses des cires épicuticulaires des feuilles et des fruits
- Matériel végétal : Feuilles et graines de l’arganier prises séparément sur 5 arbres par
site
- Sites de prélèvement : Ademine ; Argana ; Taroudant
- Extraction et détermination de la quantité des cires : extraction au chloroforme et
détermination de la quantité par la méthode gravimétrique
- Analyses statistiques : les différents effets testés avec des analyses hiérarchisés.
Comparaison des moyennes par le test de Newman et Keuls à 5%
- Identification des composés par Chromatographie en Couche Minces (CCM),
révélation au réactif de Macala et détermination à 366nm (Figure 1.).
- Analyses des constituants : par Chromatographie en Phase Gazeuse couplée à la
Spectrométrie de Masse CPG/MS
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Principaux Résultats et discussions :
- Morphologie et répartition des cires épicuticulaires des feuilles de l’arganier!
Les observations réalisées au microscope électronique à balayage, ont permis de visualiser la
morphologie des cires, ainsi que la constitution de la surface foliaire aussi bien face supérieur
que inférieur, elle a également donné une idée sur la forme et la fréquence des stomates ;
éléments stratégiques de la relation de la plante avec son environnement (figures.2 et 3).
Figure 1. Séparation et
identification des constituants
des cires de l’arganier par
Chromatographie en couche
mince. AG : Acides gras ;
Alc1 : Alcool primaires ; Alc :
Alcanes . 1, 2, 3, ……,13, :
constituants de cires.
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Ces analyses ont également montré qu’il y a des constituants qui sont présents dans les deux
organes mais à des quantités variables (Figure 7 A, C et D). d’autres qui sont présents chez l’un et
non pas chez l’autre (gure 7 B). Dans les feuilles, on n’a pas noté la présence d’alcane C21, d’acides
gras, d’aldéhyde C22 et de squalène (gure 7 C) ; comme ce qui a été le cas pour les graines. Chez ces
dernières, on n’a pas noté la présence d’alcanes C32 ni C33 et ceci pour tous les génotypes étudiés, ce
qui est probablement du au milieu environnant. Les analyses statistiques concernant la composition et
la quantité relative des différents constituants, ont montré que les différences sont signicatives entre
les arbres, qu’elles sont peu signicatives entre les sites mais qu’elles sont hautement signicatives
entre les organes (feuilles et fruits).
Figure 4.Chromatogrammes des principaux constituants des cires épicuticulaires des feuilles et
des graines de l’arganier
Figure 2. Observation au microscope électro-
nique à balayage de la surface adaxiale d’une
feuille âgée à différents grossissements. Les
èches indiquent les amas de cires.
Figure3. Observation au microscope électro-
nique à balayage de la surface abaxiale d’une
feuille âgée à différents grossissements. Les
èches indiquent les stomates.
- Extraction et Analyses de la composition chimique des cires épicuticulaires des
feuilles et des fruits de l’arganier
L’analyse des cires epicuticulaires des feuilles et des graines (épicarpe de la graine) (figure 4),
a montré que les cires épicuticulaires des 15 génotypes avaient des compositions similaires
sauf pour certains constituants (figure 5 et 6). Les alcanes, les acides gras, les aldéhydes, les
alcools primaires, le squalène et les triterpènes sont les principaux composés déterminés. Ils
sont à des teneurs et à des pourcentages variables aussi bien dans la feuille que dans le fruit.
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Ces analyses ont également montré qu’il y a des constituants qui sont présents dans les deux
organes mais à des quantités variables (Figure 7 A, C et D). d’autres qui sont présents chez
l’un et non pas chez l’autre (figure 7 B). Dans les feuilles, on n’a pas noté la présence
d’alcane C21, d’acides gras, d’aldéhyde C22 et de squalène (figure 7 C) ; comme ce qui a été
le cas pour les graines. Chez ces dernières, on n’a pas noté la présence d’alcanes C32 ni C33
et ceci pour tous les génotypes étudiés, ce qui est probablement du au milieu environnant. Les
analyses statistiques concernant la composition et la quantité relative des différents
constituants, ont montré que les différences sont significatives entre les arbres, qu’elles sont
peu significatives entre les sites mais qu’elles sont hautement significatives entre les organes
(feuilles et fruits).
Figure 2. Observation au microscope
électronique à balayage de la surface
adaxiale d'une feuille âgée à différents
grossissements. Les flèches indiquent
les amas de cires.!
Figure3. Observation au microscope
électronique à balayage de la
surface abaxiale d'une feuille âgée à
différents grossissements. Les
flèches indiquent les stomates.
500!
m!
50!m!
10!m!
500!m!
200!m!
20!m!
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