REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE D’ORAN ES-SENIA FACULTE DES SCIENCES DEPARTEMENT DE BIOLOGIE LABORATOIRE DE PHYSIOLOGIE VEGETALE Mémoire présenté par Melle Boukraâ Djamila Pour l’obtention du DIPLOME DE MAGISTER Spécialité : Biologie végétale Option : Ecophysiologie végétale Intitulé Interaction acide sulfosalicylique et salinité sur la réponse de la proline et des variations minérales chez des plantes juvéniles d’Atriplex halimus L. Soutenu devant le jury M. AOUES AEK M. MEDERBAL Khaladi M. SLIMANI Miloud M. CHADLI Rabeh M. BELKHODJA Moulay Pr. Pr. Pr. M.C. Pr. Président Examinateur Examinateur Examinateur Encadreur 2007 - 2008 Université d’Oran Es-Senia C.U Mascara Université d’Oran Es-Senia Université de Mostaganem Université d’Oran Es-Senia Remerciements Avant d’exposer ce modeste travail, il m'est agréable de remercier vivement tous ceux qui ont permis la réalisation de ce travail grâce à leur aide précieuse. Je dois remercier particulièrement: Mr Belkhodja Moulay, Professeur à l'Universitéd’Es-Sénia. Oran, pour avoir accepter de diriger cette étude, pour sa patience, sa confiance, ses conseils et ses orientations tout au long de ce travail. Je lui adresse mes vifs remerciements et ma reconnaissance Mr Aoues AEK, Professeur à l'Universitéd’Es-Sénia. Oran, de l’honneur qu’il me fait en assurant la présidence du jury. Mr Mederbal Khaladi, Professeur au centre universitaire de Mascara qui me fait l’honneur de juger mon travail. Mr Slimani Miloud, Professeur à l'Universitéd’Es-Sénia. Oran, de l’honneur qu’il me fait de juger mon travail. Mr Chadli Rabah, Maître assistant à centre universitaire de Mostaganem, qui me fait aussi l'honneur de juger mon travail. Je dois également exprimer ma gratitude aux personnels techniques du laboratoire de spécialité de biologie qui m’a aidé sans commune mesure lors de la réalisation de mon travail. Je voudrais citer à ce titre Mr Benchohra Mokhtar, MmeBaatouche Amel, MmeZenaini Zhor, Ouis Dalila et Mr Benkadouri Abderrahim, pour leurs contributions scientifiques et leurs soutiens qui m’ont été d’une grande utilité. J’en suis reconnaissante. J’exprime mes remerciements à tous les enseignants du centre universitaire de Mascara pour les conseils scientifiques qu’ils m’ont apportés. L’occasion m’est offerte de témoigner chaleureusement, ma vive gratitude à tous les membres de ma famille, en particulier mon père et ma sœur Houria, pour leurs appuis et leurs encouragements. Je tiens à remercier tous les étudiants de Magister 2007-2008 sans oublier tous les étudiants de laboratoire d’écophysiologie pour leurs aides. Mes remerciements vont également à tous mes ami(e)s et tous les collègues de travail au laboratoire de tronc commun, laboratoire de LRSBG et tous le personnels de l’institut de Biologie SOMMAIRE SOMMAIRE INTRODUCTION.…………………………………………. .……………………. CHAPITRE I – DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES ………………………….. I- LE STRESS SALIN ET LA SALINITE ………………………………… 1 - Le stress ……………………………………………............................ 01 04 04 2 – Les stress abiotiques ……………….……..…………........................ 04 04 3 - Stress Salin .………………………………….………….………….. 05 a - L’eau et le sol ………………………….……………….................. 06 b - Origine et accumulation des sels dans les eaux et le sol………… 06 4 - L’impact de la salinité sur les plantes …………….............................. 08 • Sur la réduction générale de la croissance ………………………… 08 • Sur la germination.…………………………………….…………….. 08 • Sur les racines ………..……….……………………………………… 09 • Sur la sénescence des feuilles ………………….……….……………. 09 • Sur les chloroplastes ……………………………….............................. 09 • Sur la division cellulaire …………………………………………….. 09 • Sur la synthèse des protéines ……………………..………………….. 09 5 - Les Halophytes …..……………...…………………… ..……………. 10 II–LES MECANISMES D’ADAPTATION DES PLANTES AU SEL…………… 10 L’exclusion ……………………………………………………………... 11 L’inclusion ……………………………………………………………… 11 La réexcrétion ………………………………………………………….. 11 III – ACIDE SALICYLIQUE ……………………………………………….. 12 1 - Historique ……………………………………………………………… 12 2 - Biosynthèse de l’acide salicylique ……………………………………. 12 3 -Importance et rôle de l’Acide salicylique. ……………………………. 14 • Thermogenèse lors de la floraison ……………………………………. 14 . L’Acide salicylique et la résistance biotique (aux pathogènes)………. 14 • Importance de l’acide salicylique dans la voie de signalisation ……… 15 • L’acide salicylique et les protéines associés à la pathogenèse(PR)….................... •l’Acide salicylique et la résistance abiotique.. ...…………...………………. 15 16 SOMMAIRE IV – LA PLANTE: l’Atriplex halimus.L …………………………………….…. 17 1-Généralités sur l’Atriplex ……………………………………………… 17 2 -Caractères taxonomiques et morphologiques ………………………… 18 a - Caractères taxonomiques …………………………..………………. 18 b - Description Morphologique.…………………….………………… 18 ▪ Les racines ………………………………………………..…………. 18 ▪ Les feuilles …………………………………………...……………… 19 ▪ Les trichomes …………………………………………...………….. 19 ▪ Les fleurs ………………………………………………..…………… 19 ▪ Les fruits …………………………………………………………… 19 ▪ Les graines …………………………………………………............... 20 3 - Répartition géographique et écologique …………………………...……….. 21 4 - Importance économique de l’Atriplex ……………………….……………….. 21 • Applications agronomiques et fourragères ……………….……………….. 21 • Utilisation en phytoremédiation …………………………………................ 22 6 - Programme d’amélioration ……………………………………………………. 23 7 - L’Atriplex halimus. L. en Algérie ………………………………..……………. 24 8 - FONCTIONNEMENT PHYSIOLOGIQUE DE L’ATRIPLEX FACE AU STRESS SALIN…. 25 • Production des osmoprotecteurs …………………………………………….. 25 -La proline ………………………………………………………..…………….. 26 - Les sels minéraux dans la plante …………………………………………….. 29 - Le sodium …………………………………………………………………... 29 - Le potassium ……………………………………………………………….. 29 - Le calcium ………………………………………......................................... 30 - Intéraction de la salinité et la nutrition minérale ……………………….. 30 CHAPITRE II – MATERIELs ET METHODES ……………………... 32 1 – Matériel végétal ……………………………………………………… 32 2 - Condition de culture Plantules ……………………………................. 32 3 - Application du stress …………………………………...……………... 33 4 - Récolte du matériel végétal…………………………………………….. 34 SOMMAIRE 5 -Techniques d’analyse …………………...……………………............. 34 I - Extraction et dosage de la proline ………………………............... 34 II - Technique d’analyse des sels minéraux ……................................ 36 Protocole expérimental …………………………………………................ 37 CHAPITRE -III -RESULTATS OBTENUES ET DISCUSSION.……................. 38 I - TENEUR EN PROLINE ………………………………....................... 38 1 - Phase pré stress salin …………………………………………........ 2 - Phase post stress salin au NaCl ………………………..…….......... a – sous stress à 300meq de NaCl……………………………....... b - sous stress à 600meq NaCl ………………………………....... 3 - Phase post stress salin au NaCl + CaCl2 ………………………...... a – sous stress à 300meq de NaCl + CaCl2 …………………........ b - sous stress à 600meq de NaCl + CaCl2 …………………........ II - Les variations minérales ……………………………………….......... Taux du Na ………………………………………………….............. 38 39 39 40 41 41 42 43 43 1 - Phase pré stress salin ……………………………………….......... 2 - Phase post stress salin au NaCl …………………………….......... a – sous stress à 300meq de NaCl……………………………....... b - sous stress à 600meq NaCl ………………………………....... 3 - Phase post stress salin au NaCl + CaCl2……………………........ a – sous stress à 300meq de NaCl + CaCl2…………………......... b - sous stress à 600meq de NaCl + CaCl2 …………………........ 43 44 44 45 46 46 47 Taux du K ………………………………………............................... 48 1 - Phase pré stress salin ……………………………………….......... 2 - Phase post stress salin au NaCl ……………………………......... a – sous stress à 300meq de NaCl……………………………...... b - sous stress à 600meq NaCl ………………………………...... 3 - Phase post stress salin au NaCl + CaCl2……………………........ a – sous stress à 300meq de NaCl + CaCl2 …………………........ b - sous stress à 600meq de NaCl + CaCl2 …………………......... 48 48 49 50 51 51 52 Taux du Ca ……………………………………………….................. 1 - Phase pré stress salin ……………………………………….......... 2 - Phase post stress salin au NaCl ……………………………......... a – sous stress à 300meq de NaCl……………………………....... b - sous stress à 600meq NaCl ………………………………....... 3 - Phase post stress salin au NaCl + CaCl2……………………........ a – sous stress à 300meq de NaCl + CaCl2 …………………........ b - sous stress à 600meq de NaCl + CaCl2……………………...... 53 53 54 54 55 56 56 DISCUSSION ET CONCLUSION GENERALE ………….…........... 59 REFERENCES ……………………………………………..................... 65 ANNEXES ABREVIATION ABREVIATION AAS Acide Acetyl Salicylique AJ Acide jasmonique AS Acide Salicylique ASS Acide Sulfo Salicylique AOAC Association of Official Analytic Chemistry APG Angiosperm Phylogeny Group PAL Phenylalanile AminoLyase MAT Matière Azoté Total MS Matière Seche ML Matière Lyophilisé ATP Adenine Tri Phosphate PR Proteine de Resistance H2O2 Peroxyde d’hydrogéne µg microgramme DO Densité Optique Kg Kilogramme °C Degré Celcius NaCl Chlorure de Sodium KCl Chlorure de potassium CaCl2 Chlorure de Calcium Pro Proline GS Glutamate Synthétase V Volume INTRODUCTION INTRODUCTION L’amélioration des plantes, vis à vis de leur tolérance aux conditions environnementales, passe par une meilleure compréhension des réponses adaptatives des plantes résistantes aux stress. MARQUE et al,.2002) signale que l’étude des mécanismes allant de la perception du signal jusqu’à la mise en place des réponses adaptatives s’impose, ainsi que l’identification des molécules de signalisation impliquée dans ces mécanismes, afin d’être utilisées, ensuite pour l’amélioration de la tolérance des plantes dans leur écotype et sous diverses contraintes environnementales. Le fait que les végétaux ne puissent se soustraire à des contraintes de l’environnement, les a conduit à mettre en place des mécanismes leur permettant de percevoir et de discriminer des stimulus variés d’origine abiotique ou biotique et de développer un réseau de signalisation complexe, leur permettant de produire une réponse adaptative selon la nature et l’intensité du signal perçu (HELLER, 2004). Le fort ensoleillement et la faible pluviométrie ont conduit les agriculteurs à irriguer en quantité importante leurs cultures souvent avec une eau saumâtre (MOUHOUCHE, 1999 ; BELKHODJA et BIDAI,2004). Ainsi les sels s’accumulaient au cours des années à la surface des sols sans pouvoir être lessivés par les rares eaux de pluie, rendant ainsi peu à peu des milliers de surfaces de terres impropres à la culture (DJILI et al.,2003). L’eau qui constitue près de 70% de la composition des cellules des êtres vivants et dont sa présence est une condition incontournable pour que toute plante puisse se développer et assurer ses fonctions physiologiques vitales, n’est plus facile d’accès dans le sol (GUILLAUME,2006). Ainsi, ces plantes présentes sur des surfaces sèches ou salées et exposées à un stress hydrique ou salin important, contre lequel elles devront lutter pour survivre, vont développer des stratégies physiologiques diverses pour assurer leur approvisionnement en eau (KUMAR et al.,1994;FLOWERS et al.,1995;BAJII et al.,1998) par différentes réponses adaptatives morphologiques et cellulaires (HASEGAWA et al.,2000). Le ralentissement de la croissance est l’un des moyens d’adaptation de la plante pour survivre (YAN et al,2005), en maintenant et en utilisant des stratégies par exemple la fermeture des stomates (JOHN et al.,1984 ;ZHU,2001;MUNNS,2002), l’ajustement osmotique (MUNNS, 2000 ; BAJJI et al.,2002;BELKHODJA et al.,2004) et l’inhibition de la croissance ( HIGAZY et al.,1995;M’BAREK et al.,2001). 1 INTRODUCTION Les enjeux de ces études sont nombreux et une compréhension détaillée des mécanismes du stress osmotique pourrait ouvrir la voie à une meilleure maîtrise des pratiques agronomiques en milieu salin pour identifier et caractériser les sources de résistance, connaître les mécanismes des réactions de défense, comprendre les mécanismes du contournement des résistances, évaluer la durabilité des résistances, proposer des stratégies d’amélioration et d’utilisation des résistances(HASEGAWA et al.,2000;Zhu, 2001;MARQUE et al.,2002;YOKOI et al.,2002 ). Certaines substances végétales tels que l’acide abscissique (ABA), l’acide salicylique et l’acide jasmonique ont été utilisées comme médiateurs des sélections chez les plantes car elles sont capables de modifier l’expression des gènes des plantes soumises à des contraintes environnementales (RHODES et ORCZYK,2001). Ces molécules signal, non toxiques comme par exemple l’acide salicylique, provoquent, sous conditions, une ou plusieurs réactions biochimiques modifiant le métabolisme, les constituants et le comportement des plantes ou stimulent leur croissance (FARDEAU et JONIS,2003). Les premiers effets avérés sont ceux de la lutte contre les stress biotiques ; ce mécanisme s’apparente à celui connu sous le nom d’hypersensibilité,une forme de mort cellulaire génétiquement programmée, c’est-à-dire la capacité du végétal à sacrifier une partie de lui-même (FARDEAU et JONIS,2003). Selon ces auteurs, ces mêmes substances, ou d’autres substances synthétisées par les plantes sous condition de stress abiotique, pouvaient accroître également les défenses naturelles des plantes vis-à-vis des stress environnementaux, augmenter leur productivité et améliorer leur potentiel d’adaptation. D’un point de vue agronomique, la culture des plantes plus tolérantes aux stress permettrait également d’exploiter des zones rendues incultes en raison de la nature des sols tels que les sols salins (BELKHODJA et al.,2001;MARQUE et al.,2002; SOUALEM et al.,2005). Ces plantes tolérantes aux sels peuvent être une alternative pour beaucoup de pays en voie de développement où, les eaux trop salines tels que l’eau de mer, sont utilisées pour l’irrigation des cultures (LIETH et al.,1997; MEZNI et al.,2002) La salinité est parmi les facteurs abiotiques les plus importants qui affectent la productivité et le rendement des plantes dans le monde (BOUAOUINA et al.,2000 ; ZHU,2001 ;YOUNIS et al.,2002). L’Algérie connaît, actuellement une évolution écologique irréversible caractérisée par un passage du régime semi aride à aride couvrant de grandes surfaces (MEDERBAL,2000; BELKHODJA,2004). 2 INTRODUCTION Ce phénomène est le résultat d’insuffisantes et irrégulières précipitations associées à une évaporation estivale intense des sols favorisant la remontée des sels en surface (LAPEYRONIE,1982; DAOUD et HALITIM.,1994; SNOUSSI et HALITIM,1998; BELKHODJA et BIDAI,2004), cette salinisation est plus aggravée par la non maîtrise de l’irrigation des cultures agricoles, souvent avec des eaux saumâtres, l’Algérie possède de vastes sols salés s’étalant autour de 3.2 millions (HAMDY,1999). L’acide salicylique, molécule synthétisée par la plante, semble être impliquée dans la signalisation et l'établissement des mécanismes de résistance à plusieurs contraintes environnementales (YALPANI et al.,1994;SENARATNA et al.,2000;KORKMAZ et al., 2007). Son application exogène à des plantes sous différents stress a été étudiée par plusieurs chercheurs et son rôle dans l’activation de la germination, de la croissance sous stress salin a été signalé chez le blé (HAMADA.2001;ARFAN et al.,2006), l’orge (EL TAYEB,2005)et le maïs (GUNES et al .,2005). Afin de mieux comprendre les stratégies des plantes mises en jeu lors du stress salin, notre étude repose sur l’influence de l’interaction de l’acide salicylique et de la salinité sur la réponse biochimique et minérale de jeunes plantes d’Atriplex halimus L. La première partie de notre travail aborde une revue bibliographique sur le sujet. Dan la seconde partie, nous décrirons la méthodologie adoptée dans notre expérimentation. Dans une troisième partie, sur la base des résultats obtenus sur la réponse des plantes à travers l’accumulation de la proline et les variations minérales sous stress salin, en présence de différents traitements d’acide sulfo salicylique, nous essayons d’expliquer l’interactions de ces deux facteurs sur les mécanismes physiologiques, par rapport à la teneur en proline et aux variations de quelques minéraux dans les parties aériennes chez l’Atriplex. 3 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I CHAPITRE I – DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES I- LE STRESS SALIN ET LA SALINITE 1 - Le stress On appelle stress toute pression dominante exercée par un paramètre perturbant le fonctionnement habituel de la plante. Par ailleurs, la réponse du végétal dépend, entre autres, de ces paramètres environnementaux, (le type de contrainte, son intensité et sa durée) et génétiques (espèce et génotype) (HOPKINS,2003). 2 - Les stress abiotiques Les stress environnementaux (ou abiotiques), comme, la salinité des sols, la sécheresse, les températures extrêmes, le froid, le gel, les vents, l’excès d’eau, les radiations et les produits chimiques comme les pesticides ou les métaux lourds sont tous des conditions qui affectent la croissance et le rendement des plantes (HOPKINS,2003 ; RHODES ET ORCZYK,2001). Les plantes ont développé divers stratégies, souvent au détriment de leur croissance par des adaptations complexes soit par l’échappement (plantes éphémères), l’évitement ,la tolérance ou la résistance pour faire face aux changements environnementaux défavorables en contrôlant et en ajustant leurs systèmes métaboliques (LEVIT,1980; MUNNS,2002 ;HOPKINS,2003 ). En effet, les stress peuvent, directement ou indirectement, affecter la physiologie de l’organisme en altérant son métabolisme, sa croissance et son développement (MARQUE,2002). Les mécanismes par lesquels, les plantes perçoivent les signaux environnementaux et les transmettent à la machinerie cellulaire pour activer des mécanismes de réponses cellulaires et moléculaires d’adaptation, basées sur la transmission (la transduction) de signaux de stress, se reflètent par des changements morphologiques, biochimiques et physiologiques sont toujours en cours d’études. Stress abiotique de signalisation signal perception du signal expression de gènes seconds messagers voies réponses physiologiques. Lorsqu’une plante subit un stress, il y a une perte importante d’eau au niveau des cellules (FLOWERS,1972 ;LEXER et FAY,2005), provoquant une tension entre la membrane plasmique et la paroi végétale et un dysfonctionnement de la photosynthèse (GILBERT et al.,2004) et donc une baisse du rendement (THOMASHOW,1999; HASEGAWA et al.,2000;XIONG,2002) 4 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I La tolérance aux stress abiotiques est un caractère complexe influencé par l’expression coordonnée et différentielle d’un ensemble de gènes (ZHU et XIONG,2001) Il est maintenant possible, par l’utilisation des techniques de la transgénèse, d’améliorer la tolérance aux stress abiotiques des plantes cultivées dans leurs milieux (MARQUE,2002; RABBANI et al.,2003). Dés la première étape de la perception d’un stimulus abiotique, la plante active une alarme cellulaire qui se traduit par une variation de la concentration du calcium dans l’espèce, en intensité et en durée en fonction du stimulus perçu (SANDERS et al.,1999; KNIGHT,2000; MARQUE et al.,2002 ). 3 - Stress Salin Par sel, on sous-entend le chlorure de sodium (NaCl), sa toxicité à haute dose pour la majorité des plantes est liée à un effet caustique direct des ions chlore et sodium et surtout à son très fort pouvoir osmotique (EL-SWAIFY,1983;PARIDA et DAS,2005). La concentration en sel dans l’environnement d’une plante varie énormément, elle peut être insuffisante ou excessive, mais le stress salin s’applique surtout à un excès d’ions (HOPKINS,2003). La salinité affecte presque 1 millions d’hectares des la totalité de ces sols est localisés dans les régions arides et semi arides du monde (SZABOLCS,1992) dont 80 millions se situent dans le bassin méditerranéens, plus de 40 % (HAMDY,1999 ; DREVON et al.,2001). D’après les données de la FAO, la salinité a affectée 20 à 30 millions d’ha des 260 millions de terres irriguées en l’an 2000, dans les steppes d’Asie Centrale, le taux des surfaces irriguées affectées par la salinisation atteint 50%, dans les pays du Maghreb et du Proche et Moyen Orient, ces pourcentages atteignent 30 à 40% (GUILLAUME,2000). L’Algérie connaît actuellement une évolution écologique irréversible caractérisée par un passage du régime semi aride à aride qui a couvert de grandes surfaces, cette aridité découle du phénomène de la sécheresse, résultat d’insuffisantes et irrégulières précipitations associées à d’importantes évaporation de l’eau des sols. (DAOUD et HALITIM,1994; SNOUSSI et HALITIM,1998; BELKHODJA et BIDAI,2004). 5 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I a - L’eau et le sol L’eau est indispensable à la vie de la plante, la plus grande quantité d’eau absorbée par les plantes provient du sol, une petite quantité d’eau est absorbée au niveau des feuilles (HELLER,1998). La salinité des eaux peut varier au cours de l’année jusqu’à atteindre des concentrations importantes ; l’eau est plutôt douce à la saison des pluies, et se salera au cours de l’été, par la remontée de la nappe phréatique à cause du phénomène d’évaporation, le milieu deviendra, de plus en plus salin au fur et à mesure que l’on s’éloignera de la saison des pluies (automne, hiver, printemps). La physionomie de ces milieux entraîne un paysage alliant une végétation diverse et un sol nu. (GENOUX et al., 199l). Le sol est un mélange de terre minérale et de matières organiques incluant les êtres vivants. Les particules solides qui le composent déterminent sa texture, sa nature (compacte ou non, poreuse ou non) et sa structure (VILAIN,1987), selon ces particules du sol, l’eau ne sera pas disponible de la même façon et va donc influer directement sur l’absorption racinaires: • Les forces de capillarités retiennent l’eau, ainsi si les particules du sol ne sont entourées que par une faible pellicule d’eau malgré une forte porosité, ou si les particules de sols sont trop resserrées (argiles) ou si la quantité d’eau retenue par capillarité est forte, les forces de capillarité peuvent empêcher l’absorption (GUILLAUME,2004). • Les forces osmotiques et les forces d’imbibition qui existent entre les particules en solution et l’eau peuvent également gêner l’absorption, car plus l’eau est riche en soluté, plus son potentiel hydrique sera négatif (GUILLAUME,2004). Le lessivage du sol par les eaux de pluies va entraîner la formation de couches de nature différente dans les horizons ; l’horizon le plus superficiel, ou horizon A, reçoit les eaux qui vont entraîner les particules en profondeur (il s’appauvrit donc avec le temps). Ces particules s’accumulent dans l’horizon B (il tend donc à s’enrichir) ; les labours permettent de faire remonter le sol de l’horizon B en surface. Un horizon plus profond ; l’horizon C, correspond à la partie dégradée de la roche mère (VILAIN,1987). b - Origine et accumulation des sels dans les eaux et le sol Normalement, les sols salins existent dans des zones qui reçoivent des sels à partir d’autres lieux ; proximité de la mer ; lieu de dépôts salins actuels ou géologiques (ANTIPOLIS,2003). 6 DONNEESBIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I L‘origine des sels solubles dans les sols est très variée : - L’altération des roches contenant des minéraux sodiques, potassiques, magnésiens, donne des sels souvent solubles, en particulier carbonates et bicarbonates, parfois silicates (ELSWAIFY,1983; AYERS et WESTCOT,1994 ); En région aride, ces sels se concentrent sur place ou dans des dépressions et des zones basses du paysage; ils peuvent être apportés par les rivières qui viennent s’y jeter, provenant des régions bien plus humides (ANTIPOLIS,2003). - Le vent peut causer l’apparition de phénomènes de salure sur des sols qui en étaient indemnes, en y déposant les éléments de pseudo sable et les cristaux de sels qui y sont mêlés et forme à la surface, des sols très salés et des sols alcalins (BOULAINE et BELKHODJA,1975). - Les changements climatiques contribuent à une baisse des réserves en eau du sol à cause de la diminution des précipitations et de la sécheresse (ASHRAF,1994), ce qui a conduit à une salinisation des sols par l’accumulation et l’augmentation des concentrations en sel, en particulier dans le profil, ces variations de la salinité aboutissent à des modifications des qualités physico chimiques initiales des sols par l’augmentation de l’évaporation au niveau du végétal et du sol, dues à l’élévation de la température (AYERS et WESTCOT,1994). - La quantité d’eau d’irrigation en excès ne doit pas dépasser la capacité de drainage du sol qui constitue souvent le facteur limitant pour le problème de disponibilité d’eau à apporter en excès, causant ainsi une salinisation secondaire et selon la durée, une accumulation de sels dans les sols indemnes et agricoles (VILLIERS et al.,1995; MOUHOUCHE et al.,1999; ANTIPOLIS,2003). Cependant, dans la plupart des pays en voie de développement où les terres agricoles fertiles et les ressources en eaux de bonne qualité deviennent de plus en plus rares, les populations utilisent des pratiques inappropriées d’irrigation mal conduite dans certaines zones agricoles par des eaux contenant du sel (ASHRAF,1994; CHOUK-ELLAH,1997).. Les éléments chimiques importants à considérer dans l’étude de la salinité sont: • Cations: Na+, Ca2+, Mg2+, K+, Li+. • Anions: Cl-, SO42-, HCO3-, CO32-, NO3-. La concentration des sels solubles dans la solution du sol est influencée par la teneur en eau ; la détermination de la teneur du sol en sels nécessite une humidité standard. En général, l’extrait de la pâte saturée et des fois des rapports sol:solution de 1:1 à 1:5, sont utilisés pour analyser les sels d’un sol (EL-SWAIFY,1983; VILAIN,1987). 7 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I 4 - L’impact de la salinité sur les plantes Les fortes concentrations en sel altèrent la structure des sols; comme la diminution de la porosité, l’aération et la conductance hydrique des sols peuvent être affectées; des concentrations salines élevées génèrent de bas potentiel hydrique du sol, une forme de sécheresse physiologique créant une acquisition d’eau et de nutriments par les plantes, très difficile (SINGH et CHATRATH,2001; HOPKINS,2003). § Sur la réduction générale de la croissance La tolérance d’une culture à la salinité est une valeur relative basée sur les conditions de croissance de cette culture, la résistance au sel dépend de la complexité anatomique et physiologique de la plante (ZHU,2001). Le NaCl peut augmenter la croissance et le développement des plantes, mais à un certain taux, le sel peut nuire et endommager la croissance et le développement des plantes à cause du changement du potentiel osmotique, du déséquilibre ionique et de la toxicité ionique dans les cellules (GUERRIER,1983) En présence des conditions salines, une diminution dans la croissance de l’appareil végétatif aérien et une stimulation du développement racinaire ont été observées. Des irrigations avec une eau contenant 8 g/l de sel provoque une réduction de la biomasse aérienne (hauteur et surface foliaire) de certaines variétés de blé (M’BAREK et al.,2001). L’accumulation de sel dans les tissus de plantes au-dessus de la normale va causer une certaine inhibition du rendement (LAUCHLI et EPTEIN,1990; HIGAZY et al.,1995). § Sur la germination La présence excessive des sels solubles peut causer une forte pression osmotique chez les plantes et l’inhibition de la germination des graines ainsi que le développement de la plante entière en réduisant sa capacité à retenir l’eau entraînant des conséquences sur le niveau de croissance et sur l’activité métabolique (MUNNS,2002 ; BELKHODJA et BIDAI,2001). Plusieurs études ont montré que le sel a un effet dépressif sur le taux de germination, sur la croissance biologique et sur la production des grains (M’BAREK et al.,2001). Cependant, cet effet varie en fonction de l’intensité du stress et de la variété des plantes et cela; soit en en diminuant la quantité d’eau et la vitesse de son absorption par la graine, soit par l’accroissement de la pression osmotique de l’eau d’imbibition qui est trop élevé pour permettre la germination (KATEMBE et al.,1998), ou en augmentant la pénétration d’ions qui peuvent s’accumuler dans la graine à des doses qui deviennent toxiques (DEBEZ et al.,2001). 8 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I § Sur les racines Les racines sont les premiers organes confrontés à l’augmentation du sel, il a été observé que des concentrations importantes de polypeptides appelés osmotine, s’accumulent dans les plantes au niveau des vacuoles de cellules de tabac soumises à des doses élevées de sel (SINGH et al.,1987). § Sur la sénescence des feuilles L’excès de sel devient toxique à un certain degré et accélère la sénescence naturelle des feuilles, en réduisant la capacité photosynthétique causé par la fermeture des stomates qui limite l’entrée du CO2 (ZHU,2001; MUNNS,2002). • Sur les chloroplastes La salinité affecte l’ultrastructure des chloroplastes (ACKERSON,1981 ; SALAMA,1994) et plus particulièrement celle des granas (BAKER,2002; RAHMAN , 2002). L’accumulation de grains d’amidon a été également souvent rapportée (SALAMA, 1994;KEIPER,1998). Chez le petit pois, le stress salin provoque la perte de l’enveloppe chloroplastique, l’apparition de gouttelettes lipidiques et la dégradation des membranes thylakoïdiennes (OLMOS,1996). Aussi la perméabilité membranaire augmente sous l’effet de sel (LUTTS et al.,2004). § Sur la division cellulaire L’inhibition de la division et de l’expression cellulaire compte parmi les effets néfastes de l’excès de sel ainsi qu’une perte significative de la productivité de la plante (ZHU,2001). § Sur la synthèse des protéines La production des protéines de stress chez les plantes fait partie de la stratégie moléculaire de la tolérance au stress salin, pouvant avoir un rôle de protection et de nettoyage, tels que les protéines LEA qui assurent la protection de l’ensemble vitales des protéines cellulaires dans le stress hydrique (ALEM ET AMRI,2005) en réponse à la production des molécules qui peuvent détruire les cellules durant le stress comme le peroxyde déshydrogénase (H2O2) (ZHU,2001). Aussi, il été suggéré que de nouveaux gènes qui modifient le profil de la synthèse protéique, puissent être transcrits en augmentant certains ou en diminuant d’autres (SINGH et al.,1987). 9 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I 5 - Les Halophytes Les végétaux ont dû développer des stratégies leur permettant de gérer au mieux leur stock d’eau, celle-ci n’étant plus disponible facilement. Leur première préoccupation était de maintenir leur équilibre hydrique interne (PUTZOLA,1991; HOPKINS,2003). Les halophytes sont des plantes capables de réaliser leur cycle entier en survivant dans des conditions salines, ils s’opposent aux glycophytes, plantes des milieux non salés par leur morphologie (feuilles, tiges) et par leurs caractères physiologiques (pression osmotique, résistance à la nature et à la concentration des sels) (GENOUX et al.,199l ; BINET,2005). Bien que certaines halophytes puissent résister à d’importantes accumulations de sel ; d’autres ne peuvent se développer complètement qu’en présence de fortes concentrations salines, ce sont des halophytes obligatoires considérées comme étant «halophiles» qui signifie plantes aimant le sel (GENOUX et al.,199l). Les halophytes sont divisées généralement en deux groupes; dans le premier groupe, sont des végétaux à feuilles étroites, linéaires, entières, sessiles; les plus longues ont au moins 3mm dans leur plus grande largeur, souvent piquantes, ou réduites, ou inexistantes. Dans le second groupe, le limbe est élargi (plus de 3mm), plat, pétiolé ; et ne possédant jamais de pointe piquante ; les fleurs mâles et femelles sont dissemblables (PUTZOLA,1991). Plusieurs pays comme l’Australie, l’Inde et le Pakistan, qui souffrent de la salinité, s’intéressent actuellement à planter de grandes surfaces par des halophytes, dans le cadre de la production pas seulement du bois et le fourrage mais aussi des produits d’intérêts industriels, comme les huiles essentielles, la résine, la colle, le papier et les fibres (ZAHRAN et al.,1984; AHMED,1987; CHOUK-ELLAH,1997). II – LES MECANISMES D’ADAPTATION DES PLANTES AU SEL Les halophytes répondent à l’effet de sel à trois niveaux différents; cellulaire, tissulaire et morphologique. La capacité des cellules à maintenir de basses concentrations cytosoliques en sel est un processus essentiel pour les halophytes (BORSANI et al.,2003). L’adaptation aux environnements salins par des halophytes peut prendre la forme de tolérance de sel (halotolérance) ou d’éviter le sel. Parmi les stratégies utilisées par les halophytes, pour faire face aux stress salin, c’est minimiser l’entrée du sel et réduire sa concentration dans le cytoplasme et la paroi cellulaire, en réduisant le taux du Na et du Cldans les feuilles ; en les incluant dans la vacuole, afin d’éviter la toxicité cellulaire (MUNNS,2002). 10 Fig.1. Mécanisme moléculaire de tolérance à la salinité. Le Na+ et le Cl- sont séquestrés dans la vacuole, et les composés solubles sont concentrés dans le cytoplasme (Bohnert et al.,1999) Ces dernières ont donc développé soit des résistances à la présence des sels dans leurs tissus, soit la faculté de s’en débarrasser par les processus suivants : • L’exclusion La plante empêche le sel de remonter dans la sève jusqu’aux feuilles, la présence de l’endoderme dans les racines ainsi que le transport sélectif leur permet d’absorber les ions nutritifs utiles et de ré excréter les ions Na+ (GENOUX et al.,1991). • L’inclusion Un second mécanisme de tolérance au sel, c’est la captation de sel, qui parvient aux feuilles, au même titre que l’eau ; le sel est alors stocké dans les vacuoles grâce à des systèmes de « pompes » moléculaires. Elles utilisent, en effet, le sel pour ajuster la pression osmotique de leurs cellules est, ainsi, l’isoler des constituants cellulaires vitaux (LEVIT,1980 ; GENOUX et al.,1991). • La réexcrétion La plante a la capacité de réexpédier aussitôt l’excès de sel parvenu jusqu’aux feuilles vers ses racines, par l’intermédiaire de sa sève descendante par le phloème. Les racines peuvent ensuite réexcréter le sel à l’extérieur et l’éliminer dans le sol (BERTHOMIEU et SENTENAC,2003). Selon ces même auteurs, les feuilles activent un gène dénommé AtHKT1 identifié chez Arabidopsis thaliana, qui code pour une protéine de transport membranaire assurant le transport des ions sodium dans la sève du phloème. Comme ce gène présente des similitudes avec un gène du blé, codant pour le transport du sodium et du potassium, les chercheurs essaient de l’introduire, par les techniques de génie génétique, dans les plantes cultivées. Ainsi elles pourraient être semées sur des terres moins propices à leur culture. 11 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I III – ACIDE SALICYLIQUE L’acide salicylique est un constituant de l’aspirine (acide acétylsalicylique), en moindres quantités. Il est utilisé comme conservateur alimentaire et comme un antiseptique, s’il est ingéré en grandes quantités, il peut être toxique pour les êtres vivants (RASKIN et al.,1987). Cette aspirine biologique interne à la plante déclencherait la production de protéines de défense capable de détruire les agresseurs. Il s’agirait d’une sorte de réaction de défense « immunitaire » végétale. Des entreprises de l’agro-alimentaire cherchent à exploiter cette propriété en développant des produits à base d’acide salicylique capables de stimuler les défenses naturelles des plantes utilisées dans les exploitations agricoles (HOPKINS,2003). L’acide salicylique est présent chez tous les végétaux mais ses plus fortes teneurs se rencontrent dans les tissus producteurs de chaleur et ceux qui sont l’objet d’attaques parasitaires. Il parait impliqué dans plusieurs processus physiologiques (HOPKINS,2003) 1 - Historique Il a été isolé en 1838, à partir de l’écorce de saule blanc par Pierre Joseph Leroux ; il baptisa ce composé Salicine, en 1874, il a été synthétisé au laboratoire. Des récentes découvertes scientifiques suggèrent que l’acide salicylique jouerait un rôle essentiel dans les mécanismes de défense des plantes contre les infections et les agressions extérieures. Les fleuristes le savaient déjà, mais sans en connaître les bases (RASKIN et al.,1987). En effet, ajouter un comprimé d’aspirine à l’eau d’un vase contenant des fleurs permet de les conserver plus longtemps et en meilleur état, action attribuée à une inhibition de la biosynthèse de l’éthylène (HELLER,1998). L’acide salicylique était utilisé par les indiens d’Amérique, depuis longtemps, pour traiter les migraines. Ils plaçaient pour cela des écorces de saule autour de leur tête (HOPKINS,2003). 2 - Biosynthèse de l’acide salicylique L’acide salicylique (acide o- hydroxybenzoique (C7H4O3), Mr = 138,12 g/mol ), point de fusion 195°C, point d’ébullition 211 °C à 2666 Pa, est un métabolite secondaire, produit phénolique naturellement synthétisé par certains végétaux. Cet acide est présent en abondance dans l’écorce et les feuilles de saules Salix alba, notamment, dans les fruits, sous forme estérifiée de salicylate de méthyle (HELLER,1998). 12 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I Lors de plusieurs études, des précurseurs de l’acide salicylique marqués avec un isotope radioactif l’acide benzoïque et de l’acide cinnamique, ont été mis en contact avec des plantes de tabacs saines et infectées (CLERIVET et al.,1996).Les résultats de ces recherches démontrent que la synthèse de l’acide salicylique, débute avec la phénylaIanine. Cette dernière est transformée en acide cinnamique par la phénylalanine aminolyase (PAL). L’acide cinnamique est ensuite transformé en acide benzoïque, qui est finalement, hydroxylé par I’acide benzoïque -2- hydroxylase en acide salicylique (DEMPSEY et al.,1994). Plusieurs études ont été effectuées afin de montrer la voie de biosynthèse de l’acide salicylique chez la plante. L’acide salicylique peut s’accumuler dans la cellule à la suite d’une nouvelle synthèse via I’acide cinnamique (CHADHA et al.,1974) d’une hydrolyse de la forme glycosylée entreposée dans les parois cellulaires (ENYEDI et al.,1992; HENNIG et al.,1993) ou d’une dégradation des flavones (CLERIVET et al.,1996). Dans la plante, I’acide salicylique se retrouve principalement dans les espaces intercellulaires sous une forme libre ou liée à un sucre hydrolysable (HENNIG et al.,1993). Fig.2.Voie de biosynthèse proposée de l’acide salicylique chez la plante (DEMPSEY et al.,1994). 13 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I Deux formes glycosylées ont été identifiées, la forme acide salicylique glycosylée (ASG) et la forme salicylate glycosylées (SG) (LEE et al., 1998). Fig.3 - Structure moléculaire de l’acide salicylique et de ses analogues utilisés pour les études fonctionnelles. 3 -Importance et rôle de l’acide salicylique • Thermogenèse lors de la floraison Chez certaines familles de plantes, dont les Aracées, des phénomènes de thermogenèse se manifestent lors de la floraison en raison de l’exaltation d’une respiration résistante au cyanure (voie non phosphorylante), qui libère sous forme de chaleur l’énergie qui n’est pas utilisée pour la synthèse d’ATP (RASKIN et al.1987). Pendant longtemps, ces auteurs ont expliqué la thermogenèse des Aracées par la migration d’une substance mystérieuse, le calorigène, produit dans des fleurs mâles situées à la base de l’inflorescence et qui migre vers l’extrémité supérieure (la massue), très riche en amidon et où se déroule, de façon spectaculaire la production de chaleur. Il a été montré que le calorigène était, en effet, l’acide salicylique, dont la teneur interne augmente lors de la thermogenèse et qui active la synthèse de l’oxydase (RASKIN et al.,1992), cette oxydase dite alterne court-circuite la chaîne respiratoire et entraîne une dispersion sous forme de chaleur (HELLER,1998). § L’acide salicylique et la résistance biotique (aux pathogènes) L’acide salicylique est connu principalement pour ces fonctions analgésiques. Cette molécule agirait comme un signal chimique permettant à la plante de résister aux bactéries, virus ou champignons microscopiques qui l'attaquent ; cette fonction de l’acide salicylique a été mise en évidence chez la plante Voodoo (Arum lilies) (RASKIN et al.,1987). 14 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I Ces travaux sont à l’origine de l’importance physiologique de l’acide salicylique chez les plantes. Depuis, plusieurs recherches démontrent l’importance de cette molécule à différents niveaux physiologiques notamment pendant les réactions de défense de la plante (RASKIN et al.,1992). L’application de l’acide salicylique active des gènes codant pour des protéines spécialisées, les PR (protéines de résistances) et restaure la résistance lors de la première infection de la plante, réaction hypersensible qui permet à la plante d’acquérir une résistance systémique acquise (SAR) (NICOLE et al.,1998). • Importance de l’acide salicylique dans la voie de signalisation Il a démontré que l’acide salicylique déclenche les mécanismes de résistance au virus de la mosaïque du tabac (VMT) (WHITE.,1979). Les observations de White ont rapidement été confirmées pour une gamme étendue de pathosystèmes (KESSMANN et al.,1994; SCHNEIDER et al.,1996). Puis, l’hypothèse de l’implication de l’acide salicylique dans les mécanismes de la résistance systémique acquise a été établie (MALAMY et al.,1990; METRAUX et al .,1990). L’augmentation d’acide salicylique dans la sève élaborée du phloème 10 à 100 fois sa concentration retrouvée normalement dans le phloème d’une plante appuie l’hypothèse de l’implication de l’acide salicylique dans les mécanismes de défense (METRAUX et al.,1990). En plus, la corrélation entre la concentration d’acide salicylique dans les feuilles, l’accumulation de protéines du stress et la taille des lésions associées à une infection par le virus de la mosaïque chez le tabac a été démontrée (YALPANI et al.,1993). La corrélation observée entre la concentration d’acide salicylique et la résistance de la plante laisse supposer aux auteurs que l’acide salicylique joue un rôle de molécule de signalisation pour les réactions défensives de la plante. L’acide salicylique est une molécule de signal commune à la plante, et responsable d’inciter sa tolérance à un certain nombre de stress biotique et abiotique (NICOLE et al.,1998). • L’acide salicylique et les protéines associés à la pathogenèse (PR) Plusieurs auteurs ont démontré l’expression des gènes de défense à la suite d’une application exogène d’acide salicylique. 15 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I En effet, les travaux de KLESSIG (1993) et son équipe ont mené à la découverte d’une protéine liée à l’acide salicylique, cette protéine soluble, constituée d’une sous unité de 57 Kda, a une constante de dissociation (Kd ) de 14 pM pour l’acide salicylique. Cette protéine a été identifiée comme étant la catalase (CHEN et al.,1993). KLESSIG (1993) avait proposé que l’acide salicylique est impliqué dans l’inhibition de l’activité catalasique car une augmentation du peroxyde d’hydrogène (H202) dans les cellules était observée. Le peroxyde d’hydrogène pourrait activer les gènes de défense (CHEN et al.,1993). D’autres travaux ont démontré que l’apport exogène de benzothiazole (BTH), un analogue fonctionnel de l’acide salicylique, inhibe l’activité de la catalase et de I’ascorbate peroxydase chez la plante de tabac et induit l’expression de transcrit codant pour des protéines associées à la pathogenèse comme les PR-1, PR-2, PR-3 (WENDEHENNE et al.,1998). De plus, l’acide salicylique interagit avec la catalase pour stimuler la péroxydation des lipides qui conduirait à la production d’un messager de certains mécanismes de défense induite par 1’intermédiaire de l’acide salicylique (ANDERSON et al.,1998). Il semble que la voie de signalisation fasse intervenir deux phosphoprotéines pour induire l’expression de PR-1 et PR-2 (CONRATH et al.,1997). Une MAP kinase de 48 Kda semble impliquée dans ce mécanisme (ZHANG et al.,1997). § L’acide salicylique et la résistance abiotique L’application exogènes de l’acide salicylique a un effet sur une large gamme de processus physiologique en condition défavorable externe, il a été prouvé dans plusieurs recherches que l’acide salicylique ou bien certains de ces dérivés tels que l’acide sulfosalicylique (ASS) ou l’acétyle acide salicylique (AAS) participent à la régulation de plusieurs voies métaboliques et physiologiques, mais son mécanisme d’action n’est pas encore bien clair et est toujours en cours d’études (SHAKIROVA et al.,2003). En l’additionnant aux milieux d’irrigation ou par pulvérisation foliaire, l’acide salicylique joue chez certaines plantes, et sous différentes conditions climatiques, un rôle de molécule signal pour induire la résistance ou la tolérance chez ces plantes aux différents stress abiotique (KORKMAZ et al.,2007). Il a été prouvé par plusieurs travaux que l’acide salicylique élève la tolérance au froid chez le blé et le maïs (NEMETH,2002) et le poivron (KORKMAZ,2007), 16 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I la tolérance au gel chez le maïs (JANDA et al.,2005). La tolérance à la salinité chez Arabidopsis thaliana (BORSANI,2001), l’orge (EL-TAYEB,2005) et le blé (ARFAN, 2006), et la tolérance à la sécheresse chez la tomate et la fève (SENARATNA et al.,2000) et le melon (KORKMAZ et al.,2007). Il a aussi été montré que le NaCl à grandes concentrations peut avoir un effet indirect sur le taux de l’acide salicylique en augmentant le taux de l’un de ses précurseurs qui est l’acide –ohydroxy-cinnamic (OHCA) chez le maïs (SZALAI et al.,2005). IV – LA PLANTE: l’Atriplex halimus L. 1-Généralités sur l’Atriplex Les Atriplex.sp se repartissent d’une façon très large dans la plupart des régions du globe, c’est un arbuste halophile des steppes arides (POURRAT et DUTUIT,1994). Les chénopodiacées comprennent 1400 espèces largement réparties en une centaine de genres, ce sont essentiellement des plantes herbacées comme, Chenopodium mais peuvent également être des plantes ligneuses sous forme d’arbustes, d’arbres et des lianes tels que les Atriplex, Salicornia ; parfois, ils ont un aspect succulent (WATSON et DALLWITZ,1992). Ces espèces sont adaptées à la sécheresse comme les xérophytes (GUIGNARD,1983), mais peuvent aussi survivre sur des terrains riches en sel (MARTINEZ et al.,2003). Les Chénopodiacées ont des feuilles possédant des poils qui se terminent par une grosse cellule (les trichomes), qui retiennent l’eau ; sur leur face inférieure. Les fleurs sont hermaphrodites ou unisexuées, petites et verdâtres, serrées les unes contre les autres. Le fruit est un akène qui a la particularité d’être entouré par les sépales (WATSON et DALLWITZ,1992). Parmi les Chenopodiaceae le genre Atriplex compte environs 420 espèces distinctes par différents cycles morphologiques et biologiques et des adaptations écologiques, réparties dans les zones tempérées, méditerranéennes et subtropicales, entre 20 et 50° de latitude Nord et Sud (LE HOUEROU,1992). La plupart de ces espèces se développent dans des régions arides et salines, bien que certaines soient implantées dans des marais salés ou des marais d’eau douce (KELLEY et al.,1982). 17 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I 2 -Caractères taxonomiques et morphologiques a - Caractères taxonomiques L’Atriplex halimus se divise en deux sous espèces : Atriplex halimus L. sub sp. halimus et Atriplex halimus L. schweinfurthii. La première sous espèce est plus feuillée et se rencontre sur les zones du littorale semi- aride à humide, la seconde se caractérise par des rameaux florifères dépourvus de feuilles, c’est une sous espèce de la zone aride. (FRANCLET et LE HOUEROU,1971). Classification APG (GUIGNARD et DUPONT,2003) Règne : Végétal Groupe : Chlorobiontes (Plante verte) Groupe : Embryophyte (Plante terrestres) Groupe Trachéophyte (Plante vasculaire) Embranchement : Spermaphytes (Plante à graines) Sous Embranchement : Angiospermes (Plante à ovaires) Classe : Eudicotylédones Sous classe : Préeudicot Ordre : Caryophyllales Famille : Chénopodiacées (Amarantacées) Genre : Atriplex Espèce : halimus L. Nom latin : Atriplex halimus. L Nom commun : Arroche maritime, arroche halime, ou pourpier de mer, nommé localement dans le sud de la France « Blanquette » Nom arabe: Guettaf ()اﻟﻘﻄﻒ b - Description morphologique Ce sont essentiellement des plantes herbacées (quelques arbustes, arbres et lianes) parfois à l’aspect succulent (WATSON et DALLWITZ,1992), présentant une photosynthèse en C4 (MARTINEZ et al.,2003). A.halimus est un arbuste avec port buissonnant. 40 cm, pouvant atteindre un à deux mètres de longueur, l’écorce est grise blanchâtre et les tiges sont ligneuses (BONNIER et DOUIN,1996). ▪ Les racines Les racines de cette plante sont grosses, étalées obliques, s’enfonçant verticalement jusqu à une profondeur variable qui dépend du sol et de l’âge de la plante (ABBAD et al.,2004 a). 18 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I ▪ Les feuilles Se présentent sous forme de tiges vigoureuse, blanchâtres très ramifiés aux rameaux ligneux étalés ( BOSSARD et CUISANCE,1986;OSMAN et GHASSALI,1997) où se localisent des feuilles persistantes à semi –persistantes ( suivant le climat ). Sont petites de 2 à 6 cm de long, simples, ovales ou arrondies chez les plantes jeunes, au cour du développement la plante elles deviennent triangulaires à très court pétiole, entières, plus ou moins charnues, vert cendré, gris blanc à gris argenté, du fait de la présence de plusieurs couches de poils écailleux et vésiculeux (les trichomes) à la surface de la feuille (MOZAFART et al.,1970; BOSSARD et CUISANCE,1986). Il existe au sein de l’espèce A. halimus, un polymorphisme (phénotypique et génétique) hautement significative au niveau des feuilles selon l’état physiologiques de la plante (ABBAD et al.,2004 b) et qui est selon ce même hauteur, plus importante quand les populations sont éloignées géographiquement et situées dans des climats différents. ▪ Les trichomes Ces formations jouent un rôle dans l’évitement de l’effet toxique des hautes concentrations du sel au niveau intracellulaire (GIGI et KINET,1997). L’initiation des trichomes s’effectue durant toute la vie de la feuille, la cellule initiale du trichome, issue de l’épiderme, se divise pour donner deux cellules filles : une cellule apicale et une cellule basale, cette dernière peut continuer à se diviser pour aboutir à un pédicelle uni-, bi- ou tri cellulaire (SMAOUI,1971). Les trichomes sont constitués de deux cellules : une cellule de pédicelle petite et dense qui contient des chloroplastes et une cellule large vésiculeuse de 80 à 200 µm de diamètre, où s’accumulent les sels (KELLEY et al., 1982, fortement vacuolisé, cette grosse vacuole repousse le cytoplasme vers la paroi (BUVAT,1989). ▪ Les fleurs Sont jaunâtres très petites et insignifiantes réunies en grappe, cachées entre les bractées, la période de floraison est en été entre juillet et septembre, les inflorescences sont de type épi de cymes triflores (JULVE,1998). Cette espèce a été considérée comme monoïque ou dioïque, une étude ontogénique a permis de mettre en évidence des types floraux hermaphrodites ; ces inflorescences portent souvent des fleurs mâles à cinq pétales et cinq étamines au sommet, et des fleurs femelles à la base, dépourvue de périanthe (TALAMALI,2001,2003). Selon ce même auteur, chez cette espèce, un seul plant peut porter à la fois des fleurs unisexuées mâles, unisexuées femelles, et bisexuées; A.halimus se révèle donc polygame, plus particulièrement trimonoïque. 19 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I Le nombre de fleurs mâles / le nombre de fleurs femelles semblent croître dans les climats sévèrement arides (ABBAD et al.,2004 b). Le type de pollinisation est autogame, entomogame, le gynécée est constitué d’un ovaire surmonté de deux styles et enveloppé de deux bractées (JULVE,1998), ce dernier est supère, avec deux stigmates filiformes, les bractées qui l’entourent sont sub-orbiculaires, entières ou dentées, et ont une surface dorsale lisse (KINET et al.,1998). ▪ Les fruits Sont composés de deux bractéoles, arrondies en rein, dentées ou entières, lisses ou tuberculeuses, droites ou recurvées (JULVE,1998). ▪ Les graines Sont petites, verticales et lenticulaires, de couleur brune foncée à rougeâtres et d’un diamètre de 0,9 à 1,1 mm (CASTROVIEJO et al.,1990). La graine est terne entourée de péricarpe membraneux ; se sont des et akènes (NEGRE,1961). Leur mode de dissémination est anémochore (JULVE,1998). Le taux maximal de germination pouvait s’observer en l’absence de sel en conditions contrôlées (BAJJI et al.,2002), sous stress salin, ce taux de germination varie avec la concentration en sel et la provenance géographique des graines (DEBEZ,2001; BELKHODJA et BIDAI,2004), ainsi que l’intervention hormonale (KABAR,1986; BEHL et JESCHKE,1998). Aussi, cette plante dispose d’une grande capacité de germination dans les milieux contaminé par les métaux (FATARNA et al.,2007). Elle est extrêmement hétérogène et polymorphe au niveau de la taille, la forme des feuilles, des valves fructifères des graines et au niveau de la production de biomasse (BEN AHMED et al.,1996). La dormance apparente des graines est liée à la présence des deux bractées entourant l’ovaire qui accumulent des substances inhibitrices de la germination (KHADRE,1994). La multiplication des Atriplex se fait par semis entre 20°C à25°C sur sable ou par bouturage, au printemps; de mars à mai, c’est une plante qui préfère les sols frais, riches en humus, leur plantation est préférable en automne. Leur croissance est rapide, elle se multiplie par la division des rejets dans des sol bien drainé, même sableux ou salin, elle supporte parfaitement les embruns et la sécheresse (DUTUIT et al.,1999 ; N. SOUAYAH et al.,2000). 20 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I 3 - Répartition géographique et écologique L’Atriplex halimus se caractérise par leur grande diversité écologique, son origine exact n’est pas bien connu, certains auteurs présument qu’elle est native d’Afrique du Nord où elle est très abondante,c’est la plante indigène la plus représentée sur le pourtour méditerranéen de l’Europe et aux terres intérieures gypso-saline de l’Espagne (KINET et al.,1998 ;DUTUIT et al.,1999), selon ces même auteurs, il parait qu’elle tolère bien les conditions climatiques et pédologiques des régions arides et semi-arides comme la sécheresse et la salinité. LE HOUEROU,1992 note qu’elle est également caractéristique des régions arides où le phénomène de désertification prend des dimensions alarmantes. D’autres estime qu’elle est d’origine de l’Australie, et elle s’étend aux parties arides et semi arides du monde (OSMAN et GHASSALI,1997). Il est cités qu’elle est native du Sud Africain (ANONYME,2000) et des régions méditerranéenne, ou elle est très répartie, couvrant pas moins de 80 000 ha en Syrie, Jordanie, Egypte, Arabie Saoudite, Libye et Tunisie (MARTINEZ et al.,2003), elle se retrouve aussi en France, en Espagne, au Portugal, en Italie, en Grèce, en Albanie, à Malte, à Chypre, en Algérie, au Maroc, et en Afrique du Sud à des altitudes comprises entre 0 et 1000 mètres (CASTROVIEJO et al.,1990 ; LE HOUEROU,1992). Mais leur aire de répartition se réduit de plus en plus, suite au surpâturage ainsi que le manque des stratégies de gestion de ces parcours (BENCHAABANE,1997). Les Atriplex sont plus adaptées aux différentes contraintes climatiques de la zone steppique; gelées du printemps et sécheresse et salinité en été (RAHMOUNE et al.,2000), elle supporte des températures minimales de 5 à 10°C (FROMENT,1972), la plupart de ces espèces se situent dans les régions où les précipitations varient entre 200 et 400 mm/an (FRANCLET et LE HOUEROU,1971). Ces plantes se comportent mieux dans un sol argileux que dans un sol sableux, néanmoins, l’addition de terreau au sable améliore nettement leur croissance (HAMDY et al.,1999). 4 - Importance économique de l’Atriplex • Applications agronomiques et fourragères Les nappes d’Atriplex peuvent être utilisées dans l’amélioration des productions végétales et animales dans plusieurs régions constituant un fourrage nutritif apprécié des camélidés et particulièrement des ovins et des caprins (CASTROVIEJO et al.,1990;LE HOUEROU,1992). 21 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I La valeur fourragère d’Atriplex halimus est estimée de 0.25 à 0.3 UF/Kg de MS, les Atriplex sont riches en teneur en protéines qui varie de 12 à 18 % par Kg de matière sèche ; un mouton peut consommer jusqu’à 2 Kg de MS/jour, en plus ces rameaux feuillés constituent une réserve fourragère de bonne qualité pour le cheptel ovin vivant en steppe (LE HOUEROU et al.,1988). Certains agronomes vont même jusqu’à recommander l’addition de fourrage d’Atriplex dans la ration du bétail pour combler les carences en Se, en particulier, chez les brebis en phase de lactation (VICKERMAN et al.,2002), aussi grâce à sa richesse en minéraux, vitamines. Grâce à sa grande résistance à la sécheresse et à la salinité, A. halimus compte, avec A. mummularia et A. canescens, parmi les espèces les plus intéressantes, produisant de 2000 à 4000 kg de matière sèche par an, par ha de fourrage, sous des précipitations annuelles de 200 à 400 mm (LE HOUEROU,1992; BEN AHMED et al.,1996). La production fourragère d’ A. halimus est stable par rapport à d’autres espèces en teneur en matière sèche et en rendement en matière azotée totale (MAT), le long des deux saisons ; en printemps et été (RAHMOUNE et al.,2000), sa digestibilité est élevée de 70% à 85% pour les prélèvements effectués entre Novembre et Mars (NEFZAOUI et CHERMITI,1991). Néanmoins, dans les régions où l’accès à l’eau est difficile, la teneur importante du fourrage en NaCl augmente la consommation d’eau chez les animaux et diminue leur appétence, pouvant à terme limiter l’exploitation d’A. halimus en tant que plante fourragère (CORREAL,1991). Aussi, de fortes teneurs en oxalate qui sont toxique pour les animaux, sont également de nature à limiter l’utilisation intensive de cette plante dans la ration fourragère (LUTTS et al.,2004). • Utilisation en phytoremédiation La réhabilitation des sols peut répondre à un certain nombre d’objectifs, tels que la réduction de l’érosion, de la dégradation des sols et l’installation d’un couvert végétal sur des sites salins par ailleurs nus (LE HOUERROU,1992; DUTUIT et al.,1999; MEDERBAL, 2000). Plusieurs Atriplex spp ont des caractéristiques excellentes qui contribuent beaucoup à la réduction de l’érosion éolienne et hydrique du sol par la structure de son système racinaire (GRANTZ et al.,1998) et par leur port rampant et marcottant naturellement (DUTUIT et al.,1999). 22 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I Cette espèce est aussi utilisée dans le peuplement et la mise en valeur des sols pauvres et peut contribuer à la valorisation des sols marginaux et dégradés affectées par la salinité ou par la désertification en zone sahélienne, elle permet de constituer un tapis végétal herbacé (SARSON,1970; WILLS et al.,1990; LE HOUERROU, 1992). Certains estiment qu’elle pourrait contribuer à la désalinisation des sols, dans les régions arides (MCKELL,1995; DAS SARMA et ARORA,2001). Il est possible d’extraire d’un hectare 1100 Kg de Na Cl en une année de cultures (LE HOUEROU,1971). De même, les espèces d’Atriplex annuelles sont connues pour contenir de fortes teneurs en fer (Fe), en manganèse (Mn), en aluminium (Al) et en molybdène (Mo) (VOORHEES et al.,1991) , ainsi que le sélénium (Se) en grandes quantités, dans ce dernier cas la plante pourrait être capable d’en assurer la volatilisation (VICKERMAN et al., 2002) et le plomb ( Pb) (KADUKOVA et al.,2004). Des études récentes ont permis de souligner le caractère prometteur de l’espèce qui, soumise à une importante dose de cadmium (Cd) ou de zinc (Zn), est capable d’accumuler des quantités importantes de ces éléments sans présenter d’inhibition de croissance ou d’augmentation de la mortalité (LUTTS et al.,2004) ; d’autres espèces testées dans cette optique sont Atriplex nummularia (BAÑUELOS et al.,1996; JORDAN et al.,2002) et Atriple amnicola (RAZA et al.,2000). • Les arbustes d’Atriplex, qui atteint environ 50 cm de haut et 6 mètres de diamètre, constituent un moyen possible d’éviter la poussière et d’améliorer à la fois les conditions d’existence et l’esthétique des lieux (DUTUIT et al.,1991). • Les arbustes des zones salines naturelles sont coupés et utilisés pour la production importante de combustible par les habitants de ces lieus (LAILHACAR et al.,1996) • Dans les pays arides où existe de vastes superficies où l’on trouve une eau souterraine saline peu profonde ; on peut y planter des espèces tolérantes au sel pour pomper cette eau profonde grâce à leur système racinaire très développé (ELMZOURI et al.,2000) 5 - Programme d’amélioration Cela nécessite une optimisation des aménagements des atriplexaies en vue de leurs importances écologiques, économiques et biologiques pour garantir un meilleur équilibre entre le cheptel et le pâturage, afin d’augmenter le rendement et de restaurer les parcours dégradés (BENCHAABANE,1998) 23 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I L’étude de la phytomasse et la composition floristique dont la biomasse représente 24% à 30% dans différentes conditions écologiques (salinité et humidité des sols) permettant d’apprécier le potentiel fourrager et de mieux organiser son utilisation (BENCHAABANE et al.,1998 ; ABBAD et al.,2004 c). La propagation d’Atriplex halimus par la voie sexuée donne une descendance très hétérogène. La maîtrise de différentes techniques de multiplication végétative s’impose pour pallier ces difficultés. La micropropagation « in vitro » est une voie de multiplication qui permet d’obtenir rapidement et en grande quantité des clones homogènes et performants. (DUTUIT,1999; SOUAYAH et al.,2000; FERCHICHI,2005) Une étude préliminaire de la diversité et la variabilité génétique de l’espèce semble indispensable. La sélection d’individus adaptés à certaines régions suivie d’essai aux laboratoires et au champ permettra d’assurer le repeuplement des régions ou l’Atriplex peut se développer (ABBAD et al.,2004 b). 6 - L’Atriplex halimus. L. en Algérie L’Algérie fait partie des pays où règne des surcharges pastorales , la déforestation, l’extension des sols salins, la désertification plus les contraintes climatiques, sont parmi les grands problèmes à résoudre, surtout dans les zones steppiques (LE HOUEROU,1995,2000; MEDERBAL,2000). Cela contribue aussi à une forte dégradation des peuplements locales dans ces sols; certaines espèces sont menacées de disparaître (CHAMARD,1993), d’autres manifestent des mécanismes d’adaptation (BATANOUNY,1993). C’est le cas des Atriplex dans ces régions (BENABADJI et GHAZLAOUI,2007), ce qui a causé un déséquilibre de la production fourragère, et une absence de gestion rationnelle des pâturages, diminuant de façon continue le taux de satisfaction des besoins alimentaires du bétail par la production fourragère locale qui est passé de 70% en 1978 à 40% en 1986 (HOUMANI,1997). En Algérie, l’Atriplex est spontanée dans les étages bioclimatiques semi-arides et arides. Une dizaine d’espèces a été identifiée telles que Atriplex halimus, Atriplex portulacoides (MAIRE,1962) et Atriplex halimus subsp. Schweinfurthiit trés répandu dans les steppes salées en association avec Salsola vermiculata et Suaeda fruticosa (LE HOUEROU,2004). Des essais ont été réalisés sur le cordon dunaire dans la région de Djelfa et Boussaâda avec plusieurs d’Atriplex semblent donné des résultats (BENREBIHA,1987) ; ces espèces peuvent satisfaisants dans la fixation des espèces dunes aussi, être utilisées dans les sols alcalins pour la réhabilitation des sols où le taux du CaCl2 est très élevé (NEDJIMI et al.,2006). 24 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I 7 - FONCTIONNEMENT PHYSIOLOGIQUE DES HALOPHYTES FACE AU STRESS SALIN La première difficulté d’une plante en milieu salin est donc d’assurer son apport en eau, pour cela, il faut que la plante puisse ajuster la pression osmotique de ses tissus par rapport à la pression osmotique du sol ; ce phénomène, nommé l’épiclèse, permet donc à la plante d’assurer une hypertonie constante (HELLER et LANCE,2004). a - Production des osmoprotecteurs Les halophytes, mais aussi occasionnellement des glycophytes, sont capables de lutter contre le stress salin en produisant des composés qui servent d’osmoprotectants et dans certains cas, à stabiliser les biomolécules sous conditions de stress. (SAKEMOTO et MURATA,2002). L’augmentation de la pression osmotique vacuolaire risque d’entraîner une succion importante sur le cytosol dont la déshydratation nuirait au fonctionnement du métabolisme en désorganisant la structure tertiaire des protéines, leur faisant ainsi perdre leur activité. Ces solutés compatibles,par leur concentration, assurent l’ajustement osmotique entre le cytosol et la vacuole (ZHANG et al.,1999; GARG et al.,2002). Ces solutés peuvent être des acides aminés les plus connus sont la proline, l’alanine, la βalanine et la taurine qui permettent de maintenir l’équilibre en eau entre la cellule végétale et l’environnement extérieur (SAZZAD,2007). Des ammoniums quaternaires comme la glycine bétaïne, la β-alaninebétaïne, la choline-Osulfate et la glycerophosphorylcholine ainsi que des sulphoniums tertiaires comme le 3dimethylsulfoniopropionate ont également le même rôle (HASEGAWA et al.,2000). Les carbohydrates servent aussi d’ osmoprotectants, l’un de ces composants est le tréhalose jouant un rôle physiologique important dans la protection d’un certain nombre d’enzymes, de protéines spécifiques, des lipides et des acides gras afin de modifier la perméabilité de la membrane plasmique pendant la période de stress (LARCHER,1996). Selon cet auteur, le glycérol, le mannitol, le sorbitol ou le pinitol sont aussi fréquents (fig.4), non chargés à pH neutre, hydrophiles, ils sont qualifiés de compatibles, car ils ne perturbent pas les interactions entre les macro-molécules et le solvant. Les effets toxiques d’ions spécifiques et spécialement, Na+ et Cl- provoquent un dysfonctionnement métabolique général en réduisant l’assimilation du carbone, donc la réduction de la photosynthèse avec arrêt de croissance (LARCHER,1996). 25 Fig.4 - Exemples d’osmorégulateurs synthétisés par les végétaux (LARCHER,1996) Leurs structures chimiques présentent des affinités pour les groupements carbonés des protéines et protègent ainsi leur intégrité structurale. Les composés non-compatibles tendent à être exclus de la sphère d’hydratation des protéines, ce qui stabilise leur structure. L’accumulation de la proline ou de la glycine bétaïne dans le cytosol est accompagnée d’une baisse de la concentration de solutés moins compatibles (comme les sels) et d’une augmentation du volume d’eau du cytosol (LARCHER,1996). - la proline Parmi les stratégies adaptatives et les manifestations les plus remarquables que les plantes ont développé pour faire face à des contraintes défavorables stressantes biotiques (FABRO et al,2003) et abiotiques ; comme le stress hydrique (MEFTI et al.,2000; ZERRAD et al.,2006), les radiations UV (PARIDAH et al.,1995), et salines (TAHRI et al,.1998 ; GHOULAM et al.,2001 ; BELKHODJA et al .,2000,2005), l’accumulation d’un aminoacide; la proline dont le rôle dans la résistance au stress salin n’est pas encore élucidé (LARCHER,1996; ASHRAF et MCNEILLY,2004). Il peut s’agir d’un osmoticum, dont l’accumulation cytoplasmique permet de neutraliser les effets ioniques et osmotiques de l’accumulation du sel dans les vacuoles (STEWART et LEE,1974). Selon PEARCE,1981), l’accumulation de proline n’est pas une réaction d’adaptation au stress, mais le signe d’une perturbation métabolique. L’accumulation de cet acide aminé, en présence de sel est plus faible chez les espèces sauvages tolérantes que chez les espèces cultivées sensibles, ce qui laisse penser que la proline ne joue pas un rôle essentiel dans la résistance au sel chez toutes les plantes (ASHRAF,2005). 26 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I L’accumulation de cet acide aminé, en présence de sel est plus faible chez les espèces sauvages tolérantes que chez les espèces cultivées sensibles, ce qui laisse penser que la proline ne joue pas un rôle essentiel dans la résistance au sel chez toutes les plantes (ASHRAF,2005). Plusieurs études suggèrent que les plantes expriment une aptitude à synthétiser de la proline quel que soit le traitement à la salinité; l’accumulation de la proline augmente significativement avec l’augmentation de la concentration de la salinité (BELKHODJA et BIDAI,2005). Sa teneur varie d’un organe à l’autre chez la même plante, notamment, elle est plus élevé dans les feuilles, et aussi d’une provenance de plante à une autre et selon les concentrations en sel (BENNABI,2005). La turgescence s’élève, au fur et à mesure que la proline s’accumule (HANDA et al., 1986) ; la production de proline réduit l’effort de l’eau et est corrélée avec la tolérance photosynthétique (LADYMAN et al.,1983).La proline est considérée comme une source de carbone et de nitrogène dans le développement et la résistance de la plante à un stress, dans la stabilisation des membranes par interaction avec les phospholipides (M’RAH et al.,2005) et certaines macromolécules. Il a été remarqué que chez un grand nombre d’espèces, la proline était impliquée également dans la régulation du pH cytoplasmique et dans le catabolisme glucidique (JAIM et al.,2001). Le métabolisme de la proline a été relativement bien caractérisé ; chez Arabidopsis thaliana . La principale voie de synthèse de la proline en réponse à un stress hydrique a lieu dans le cytoplasme avec le glutamate comme précurseur (fig.5,6), lorsque les conditions sont à nouveau favorables, la proline est rapidement dégradée en glutamate dans la mitochondrie (ARNAULD, 2007). Fig .5 - Métabolisme de la proline chez les plantes. 27 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I L’application du stress est marquée chez des variétés de blé par une baisse de leur activité glutamine synthétase (GS) , enzyme impliquée dans la biosynthèse du glutamate, précurseur commun aux pigments chlorophylliens et à la proline (TAHRI et al.,1998). La biosynthèse des pigments chlorophylliens serait liée à l’activité glutamine synthétase, tandis que la biosynthèse de la proline, et par la suite son accumulation serait due à une voie différente,voie de l’ornithine. La diminution de l’activité glutamine synthétase, sous l’effet de la contrainte osmotique, paraît être due à une baisse du niveau des transcrits ARNm poly (A+) (TAHRI et al.,1998), Aussi, les plus grands niveaux de la proline libre sont un indicateur de dégradation de protéine chez les plantes grasses (YOSHIBA et al.,1997). Selon ARNAULD (2007), les voies de signalisation impliquées dans la régulation de ce métabolisme restent encore en grande partie inconnue, les recherches actuelles, visent à étudier et à identifier les éléments des voies de signalisation impliquées dans la régulation du métabolisme de la proline. Fig.6. Voies alternative de biosynthese de la proline chez les plantes supérieures lors d’un stress osmotique (GUILLAUME, 2005) 28 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I - les sels minéraux Les éléments minéraux du sol sont absorbés au niveau des racines sous forme d’ions en même temps que l’eau. Les macroéléments sont présents à des teneurs de 10-3 à 10-2 g /g de matière sèche, excepté l’oxygène, le carbone,l’hydrogène et l’azote qui existent en proportions plus élevés et les micro ou oligo-éléments à des teneurs 1000 à 10000 fois plus faibles (GUIGNARD,1998). Les halophytes sont capables de maintenir leur potentiel osmotique faible ce qui leur permet d’absorber l’eau d’un sol concentré en solutés (RAVEN et al.,1983), ces plantes accumulent le potassium et excluent le sodium grâce à un transport sélectif à travers les membranes (ZID ET BOUKHRIS,1977 ; WHITE,1997). Ø Le sodium Le sodium ou Na+ n’est pas très utilisé par toutes les plantes, à part les halophytes car cet élément se montre rapidement toxique chez les plantes en C4. Le Na+ active une enzyme la pyruvate phosphodikinase qui joue un rôle dans la fixation de l’azote (GUIGNARD,1998; HELLER et al., 2000) suppose que le pyruvate entrerait par co-transport avec le Na+ chez les Chénopodiacées, et avec le H+ chez les C4. Ø Le potassium Le potassium ou K+ est abondant dans les plantes (GUIGNARD,1998;MASER et al.,2002), très mobile et abondant dans le liquide intracellulaire ; il s’accumule dans les vacuoles jusqu'à cent fois la teneur du milieu extérieur pour maintenir la pression osmotique et l’équilibre acido–basique de la cellule. Il intervient entre autre dans le processus d’osmorégulation de la cellule et accompagne les anions organiques dans leur accumulation et leur migration (HELLER et al,1998). Le transfert du potassium est le principal facteur de mouvement des plantes ; comme les mouvements nyctipériodiques et les mouvements d’ouverture et fermeture des cellules de garde des stomates; l’ouverture des stomates foliaires s’accompagne d’une forte augmentation de la pression osmotique des cellules de garde par l’augmentation considérable de la teneur en K+ de ces cellules (HOPKINS, 2003). Lors d’un stress salin le potassium est mobilisé dans les parties aériennes foliaires (GUIGNARD,1998). Plusieurs enzymes sont activées par l’ion K+ tels que : amidonsynthétase, nitrate-réductase, fructose-1,6-diphosphate-aldolase, aldéhyde-désydrogénase, pyruvate kinase, etc… (LAVAL-MARTIN et MAZELIAK , 1995). Le potassium est abondant dans les tissus méristématiques, jouant un rôle indispensable dans les (MARTIN-PREVEL et al .,1983). 29 divisions cellulaires et la croissance DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I Ø Le calcium Le calcium ou Ca++ chez les végétaux est sous forme minérale, peu mobile, ses deux charges positives en font un élément aisément adsorbable par les membranes biologiques, généralement négativement chargées, il neutralise les acides pectiques de la lamelle moyenne (HELLER et al.,1998). Selon cet auteur, cet élément freine la pénétration de l’eau et de la plupart des ions. Dans les tissus âgés, le calcium neutralise les acides organiques en excès, notamment les acides oxalique, tartrique et citrique, particulièrement abondants dans les tissus âgés. Il a donc un rôle antitoxique en soustrayant l’acide oxalique du cytoplasme (RICHTER, 1993). Le calcium exerce diverses fonctions en intervenant comme macroélément dans la stabilisation des pectines et comme microéléments 0.1 à 1 mm en tant que second messager dans l’activation de certaines hormones, transmettant le signal hormonal de son lieu de réception (en général le plasmalemme) aux enzymes concernées. La nécessité du calcium est reconnue pour le fonctionnement d’un nombre d’enzymes, dont certaines ATPases, c’est sans doute à ce titre qu’il intervient sur l’intensité (MARTIN-PREVEL et al ., 1984) et aussi dans la signalisation du stress (KNIGHT,2001). Le calcium joue un rôle important dans les cellules en division pour deux raisons. Il joue un rôle dans le fuseau mitotique lors de la division cellulaire et il forme des pectates de calcium dans la lamelle moyenne qui est formée au niveau de la plaque cellulaire qui apparaît entre les deux cellules filles (HOPKINS, 2003). Il est également nécessaire à l’élasticité des jeunes cellules lors de leur allongement (MARTIN-PREVEL et al., 1984). Inter action de la salinité et la nutrition minérale Le contrôle de l’exportation et de la répartition des ions dans les organes de la plante représente un paramètre déterminant important de la tolérance au stress salin (ZID ET BOUKHRIS,1977 ; ALEM et AMRI,2005). La tolérance à la salinité exige une bonne stabilité des divers membranes cellulaires outre, les premiers sites touchés par l’excès de sel, sont les membranes cellulaires. C’est une cause primordiale de l’endommagement des surfaces membranaires (CRAMER et al.,1985) et de l’apparition des nécroses foliaires (ZID,1983). Pour continuer sa croissance et son développement au cours d’un stress salin, la plante doit maintenir une teneur basse en Na+ et élevée en K+ dans le cytosol (GUILLERMO et al,2001). 30 DONNEES BIBLIOGRAPHIQUES CHAPITRE I Le moyen le plus essentiel pour maintenir l’homéostasie cellulaire est le maintien de la concentration du taux du Na+ cytosolique à un niveau bas en minimisant son entrée et maximisant sa sortie. L’accumulation du sel cause des lésions des structures lipidiques, ainsi que la modification des acides gras et de la nature des phospholipides, aussi induit une altération des protéines membranaires, ce qui se traduit par l’augmentation de la perméabilité des membranes (MANSOUR,1995), donc une désorganisation des transporteurs membranaires ioniques qui sont capables d’assurer l’expulsion ou la compartimentation vacuolaire des ions (HAMADA et al.,2001). Des concentrations salines trop fortes dans le milieu provoquent une altération de la nutrition minérale des plantes (LEVIGNERON et al.,1995; CRAMER,1997). L’accumulation des ions Na+ dans la plante limite l’absorption des cations indispensables tels que K+ et Ca2+ (MARSHNER,1995; BELKHODJA,1996; HAESEGAYA et al.,2000 ; MUNNS et al.,2005); en se concentrant chez certaines plantes dans la paroi cellulaire, ou en remplaçant le Ca++ ou le K+ ( ERIK et al.,2005). La présence de Na+ en faible concentration peut augmenter l’absorption du K+, tandis que sa présence en fortes concentrations diminue l’absorption de K+ (MEZNI et al.,2002) ; chez le riz (LEVITT, 1980), chez l’Atriplex halimus L. (ACHOUR,2005; BENALDJ,2006) et la canne à sucre (NIMBALKAR,1975). Cette absorption peut même s’arrêter complètement chez le haricot (HAMZA,1977) et le laurier rose (HADJI,1980) cultivés en présence de chlorure de sodium à 12 g.l1 . Le calcium diminue avec l’augmentation des doses de sel (ELMEKKAOUI, 1987; IDIHIA,1995; CRAMER,1997), son addition au milieu de culture des plantes sous stress salin augmente le taux du (Ca++) et du (K+) au niveau foliaire par contre diminue l’accumulation du (Na+) (GRANT et al.,1991; ERIK et al.,2005). 31 MATERIELS ET METHODES CHAPITRE CHAPITRE II – MATERIELS ET METHODES 1 – Matériel végétal Des graines appartenant à l’espèce Atriplex halimus sont récoltées de l’atriplexaie du campus de l’Université d’Es-senia Oran en décembre 2007. Après récolte, les graines sont déposées dans un réfrigérateur pour la levée de la dormance. 2 - Conditions de culture L’étude a été conduite dans une serre. Les graines sont dépoussiérées, désinfectées et stérilisées pendant quelques minutes dans une solution à 0,5 % d’hypochlorite de sodium et enfin rincées à l’eau distillée stérile abondamment avant d’être semeés. Les graines sont ensuite semées dans des alvéoles pour la production de plantules. Le substrat contenu dans les alvéoles est constitué de tourbe déjà stérilisé à 105° C pendant 20 minutes, en arrosant avec de l’eau distillé stérile, un jour sur deux, pendant au moins deux mois et demi, jusqu'au développement des plantules. • Phase de repiquage en pots et entretien des plantes Les jeunes plantes d’Atriplex halimus, âgées de 75 jours sont transplantées dans des pots contenant un mélange de sable et de terreau industriel (2V/V). • Traitements du substrat de culture Avant de l’utiliser, le sable a subi plusieurs opérations de préparation ; en premier lieu, il a été tamisé afin d’éliminer les débris végétaux et animaux et toutes les pierres pour l’obtention du sable fine uniquement, puis, lavé à l'esprit de sel pour éliminer les sels. Tableau 1 - Solution nutritive de HOAGLAND (1938) Solution mere Poids g.l-1 Mole.l-1 Macro-éléments KNO3 191.90 1.90 (NO3)Ca, 4H2O 129.80 0.55 NO3 NH4 SO4 Mg, 7H2O PO4 H2K PO4K2H, 3H2O 210.00 61.50 54.40 34.23 0.26 0.25 0.40 0.15 Oligo-éléments Cl2Mn, 4H2O 1.80 CuSO4, 5H2O 0.176 ZnSO4, 7H2O 0.219 BO3 H3 MO7O24(NH4), 7H2O EDTA ferrique (C10H12FeNaO8) 2.861 0.285 0.05 32 MATERIELS ET METHODES CHAPITRE II Plusieurs rinçages ont été effectués à l'eau distillée, dans le but de supprimer toutes traces d'acidité, le sable est ensuite répandu à l’air libre sur du papier journal pour subir un séchage naturel. Les plantes sont arrosées à raison d'une fois par semaine par une solution nutritive de HOAGLAND en alternance avec l’eau potable tous les trois jours. La culture de ces plantes se poursuit dans la serre et le stress salin est appliqué aux plantes âgées de mois pendant une semaine. 3 - Application du stress (Fig.7) Les plantules de quatre mois sont reparties sur quinze échantillons stressés à différentes concentrations de sel et d’acide sulfo-salicylique, selon le dispositif suivant : Lot N° 1 Lot N° 2 SOLUTION NUTRITIVE NaCl 300 meq S N + 0.5 Mm ASS NaCl 300 meq + 0.5 Mm ASS S N + 1 MmASS NaCl 300 meq + 1 MmASS Lot N° 3 Lot N°4 Lot N° 5 NaCl + CaCl2 300 meq NaCl + CaCl2 600 NaCl 600 meq + 0.5 mM ASS NaCl + CaCl2 300 meq + 0.5 mM ASS NaCl + CaCl2 600 meq + 0.5 mM ASS NaCl 600 meq + 1 mM ASS NaCl + CaCl2 300 meq + 1 mM NaCl + CaCl2 600 meq + 1 mM ASS NaCl 600 meq Fig.7 - Dispositif expérimental 33 meq MATERIELS ET METHODES CHAPITRE II 4 - Récolte du matériel végétal Les plantes âgées de quatre mois sont récoltées et contrôlées si leurs feuilles présentent des signes de nécrose (jaunissement et dessèchement). Ces plantes sont séparées en tiges et feuilles et broyées directement dans l’azote liquide, puis mises au congélateur avant d’êtres lyophilisées pendant 24 heure (BOYER,1986 ; WILSON et WALKER,1994). 5– Techniques d’analyse « Préparation des solutions (ANNEXE 40) » I - Extraction et dosage de la proline L’extraction est réalisée au Méthanol, Chloroforme et Eau (M.C.E) (protocole de GORHAM,1984). Cette méthode a été décrite par l’A.O.A.C .1955 (Association of Official Analytical Chemist) et adoptée par GORHAM (1984). Cette technique permet d’obtenir une extraction de 99% de proline de la matière végétale lyophilisée (TIMOTEYet al.,2000). La méthode consiste à : • broyer 100 mg de matériel végétal dans 5 ml de solution M.C.E refroidi à 0°C (12V/ 5V/V) dans un mortier. • maintenir le tout sur la glace. conduire cette opération, en broyant délicatement, de façon à obtenir une solution homogène. • verser la solution dans un tube de centrifugation de 10 ml, préalablement maintenu dans la glace pilée, puis centrifuger le tout pendant 10 mn à 3000 tour. • récupérer le surnageant obtenu dans un tube à essai, reprendre le culot avec 5ml de M.C.E • récupérer le surnageant après centrifugation, répéter l’opération trois fois avec 5ml de M.C.E. 34 MATERIELS ET METHODES • CHAPITRE II récupérer le surnageant à partir de trois suspensions dans un tube à essai auquel sont rajoutés 1ml de chloroforme et 3 ml d’eau distillée. • agiter et laissé reposer pendant 24 heures à 0°c ; on obtient une meilleure séparation des deux phases : - Une phase supérieure contenant des acides aminés, sucres, acides organiques et d’autres composés solubles - Une phase inférieure contenant surtout les lipides, la chlorophylle et autres pigments. Le dosage de la proline µg.100 mg-1 a fait appel au protocole de BERGMAN et LOXLEY (1978) : • recueillir dans un tube à essai, 1 ml de la partie de la phase supérieure du milieu d’extraction. • ajouter 2 ml NaCl 5M et 5 ml H2O distillé puis agiter. • récupérer 2 ml de la solution dans un autre tube à essai auquel sont ajoutés 2 ml de la solution tampon (pH 3.Na2HPO4 3,88 M et H3PO4 53,2 M et 4 ml de ninhydrine ( 0.125 g de ninhydrine dans 2 ml H3PO4 6 M et 3 ml acide acétique glacial). • Agitation et chauffage au bain marie à 100°C durant 60mn. Grâce à son pouvoir oxydant, la ninhydrine peut désaminer et décarboxyler l’acide aminé. Le composé formé présente une coloration rose dont le spectre d’absorption possède un maximum à 570 nm • laisser refroidir durant 30 mn à température ambiante • lecture à 515 nm au spectrophotomètre. La coloration est proportionnelle à la quantité d’acide aminé. On établit à partir d’une gamme étalon une courbe d’étalonnage qui permet de traduire la relation entre la D.O et la concentration. 35 MATERIEL ET METHODES CHAPITRE II II - Technique d’analyse des sels minéraux L’analyse des sels minéraux a été réalisée selon le protocole de LAFON et al,1996) : • 100mg de la poudre végétale finement broyée est déposée dans un creuset en porcelaine, mise dans un four à moufle à 450° jusqu’à l’obtention de cendres blanches (au moins pendant 2 heures). • humecter les cendres par 1ml de HNO3 après refroidissement des capsules. Mettre sur plaque chauffante pour évaporer l’acide puis remettre au four pendant 1 heure pour être sûr que toute la poudre est déminéralisée, puis peser la poudre afin de déterminer le taux de cendre. • Ajouter 1 ml de HCl 6 N au contenu de la capsule après refroidissement. • Filtrer le mélange sur papier filtre sans cendre (wattman) dans une fiole jaugée de 50 ml. Rincer la capsule et le filtre à l’eau tiède, filtrer et ajuster à 50 ml dans une fiole jaugée avec de l’eau bi distillé après refroidissement. • Lire au spectrophotomètre à flamme, après avoir établit à partir d’une gamme étalon une courbe d’étalonnage qui permet de traduire la relation entre la D.O et la concentration pour chaque élément : Na+, K+ et Ca++. (ANNEXE 40) 36 MATERIEL ET METHODES CHAPITRE II Protocole expérimental 1 – Matériel végétal 2 – Culture des plantes en serre 3– Application du stress (Dispositif experimental ) 4 - Récolte du matériel végétal lyophilisation 5 – Techniques d’analyse a - Extraction et dosage de la proline (protocole de GORHAM,1984) b -Technique d’analyse des sels minéraux (protocole de Lafon et al,1996) : - Broyage de 100 mg de matériel végétal dans 5 ml de la solution de M.C.E - Déminéralisation de 100 mg de poudre de la matiére végétale Ajouter 1 ml de chloroform et 3 ml d’eau au four à mouffle à 450° pendant 2h distillé au surnageant récupéré -Humecter les cendres par 1ml de - Le dosage de la proline µg.100 mg-1 HNO3 sur plaque chauffante,puis (protocole de Bergman et Loxley (1978). mettre au four à mouffle pdt 1 h - Recueillir 1 ml de la partie de la p - supérieure du milieu d’extraction Ajouter 1 ml de HCL 6 N, filtrer le mélange sur papier (wattman) Ajouter à 2 ml, 2 ml solution tampon ajuster à 50ml avec l’eau bi distillé tiède (3.4) et 4 ml ninhydrine -Lecture à 515 nm au spectrophotomètre -Lire au spectrophotomètre à flamme visible à partir d’une gamme étalon pour chaque élément ; Na+, K+ et Ca++. 37 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III CHAPITRE III - RESULTATS OBTENUS I - TENEUR EN PROLINE 1 - Phase pré stress salin Les résultats de la figure 1 montrent que la proline s’accumule plus dans les feuilles des plantes nourries à la solution nutritive enrichie ou non à l’acide salicylique. Néanmoins, il faut remarquer que la teneur de cet acide aminé diminue faiblement lorsque la concentration de l’acide salicylique augmente. Cette teneur passe de 5.04 µg.100 mg de PS, enregistrée dans les feuilles des plantes recevant seulement la solution nutritive, à respectivement 4.73 et 4.35 µg.100 mg de PS dans les feuilles des plantes traitées à l’acide sulfosalicylique aux deux concentrations. La proline évolue faiblement dans les tiges aussi bien pour les plantes arrosées à la solution saline ou enrichie à 0.5 mM d’acide sulfosalicylique. Lorsque la concentration en ASS augmente dans le milieu, cet acide aminé diminue faiblement jusqu’à 2.51 µg.100 mg de PS à 1 mM d’ASS. FEUILLE µg Proline.100 mgPS 8 TIGE 7 6 5 4 3 2 1 0 SN SN + 0,5mM SN + 1mM SN + mM ASS Fig.1. Teneurs en proline libre (μg.100 mg-1 PS) des feuilles et des tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours arrosé par la solution nutritive et enrichie à 0.5 mM et 1mM d'acide sulfosalicylique. L’analyse statistique (tableau 1) révèle un résultat non significatif de l’effet du traitement par différente doses d’acide sulfosalicylique (0,5mM et 1mM ) sur la teneur en proline dans les conditions normales soit au niveau de chaque organes, ou au niveau d’organes différents (feuilles et tiges). Par contre, les résultats obtenues montrent que l’accumulation de la proline au niveau des feuilles est très significatif en comparaison avec les tiges. 38 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III Tableau 1 - Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) des teneurs en proline libre (μg.100 mg-1 PS) des feuilles et des tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours arrosées à la solution nutritive enrichie à 0.5 mM et 1mM d'acide sulfosalicylique (ASS). SN SN + 0,5mM ASS SN + 1mM ASS m±σ 5,04±0,49 NS 4,73±0,73 NS 4,4± 0,89 NS 4,71± 0,7 FEUILLES S= 2,79 ± 0,49 NS 3,36 ± 0,86 NS 2,51 ± 0,47 S 2,88± 0,6 effet TIGES s S s significatif 3,91 ±0,49 4,04± 0,79 3,43± 0,68 m±σ du traitement solution enrichie en ASS (acide sulfo salicylique) sur la teneur en proline dans chaque organe s = effet organe sur la teneur en proline sous chaque traitement NS = effet non significatif sur la teneur en proline 2 - Phase post stress salin au NaCl a – sous stress à 300meq de NaCl Les résultats de la figure 2 montrent que la proline s’accumule plus dans les feuilles des plantes stressées par 300 meq de NaCl atteignant 6,54 µg.100 mg de PS. Néanmoins, il faut remarquer que cet acide aminé diminue de teneur dans les feuilles lorsque la solution d’arrosage est enrichie à 0,5 mM d’ASS pour atteindre 3,15 puis, augmente à 4,14 lorsque la concentration de l’ASS augmente à 1 mM. Dans les tiges, la teneur en proline atteint 3,53 µg.100 mg de PS chez les plantes stressées à 300 meq NaCl se réduit à 1,97 en présence de 0.5 mM ASS et évolue à 2,7 lorsque la dose de l’ASS augmente à 1 mM d’ASS. FEUILLES TIGES µg Proline. 100mgPS 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Témoin 300meq 300meq+0,5mM 300meq+1mM meq NaCl + mM ASS Fig.2 -Teneurs en proline libre (μg.100 mg-1PS) des feuilles et des tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300meq NaCl enrichi à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. (Témoin = Solution nutritive) 39 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III L’analyse statistique (tableau 2) indique qu’il y a un effet significatif des traitements appliqués aux plantes au niveau de chaque organes 4,53μ g.100 mg-1 PS dans les feuilles contre 2,62 au niveau des tiges. Cet effet est hautement significatif lorsque on enrichie le milieu avec des concentrations différentes d’acide sulfosalicylique dans les différents organes pour chaque traitement pour 4,9 μ g.100 mg-1 PS à 300 meq NaCl contre 3,25 avec 1 mM et 2,52 avec 0.5 mM. Tableau 2- Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) des teneurs en proline libre (μg.100 mg-1 PS) des feuilles et des tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours stressées à 300meq de NaCl enrichie à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique Témoin FEUILLES TIGES m±σ 300meqNaCl 300meqNaCl +0,5mM 5,04±0,49 S 6,54±0,86 S 3,15±0,4 S 3,43 ±0,49 S 3,53±0,99 S 1,9 ±0,77 S s s s 4,23± 1,14 4,9±1,92 2,52±0,83 300meqNaCl m±σ +1mM 4,14±0,68 S 4,53±0,53 2,37±0,8 S 2,62±0,76 s 3,25±1,25 b - sous stress à 600meq NaCl La figure 3 montrent que la proline s’accumule plus dans les feuilles des plantes stressées par 600 meq de NaCl atteignant 6,54 μg.100 mg-1 PS. Par contre, il faut distinguer que cet acide aminé diminue de teneur dans les feuilles lorsque la solution d’arrosage saline est enrichie d’acide salicylique passant respectivement à 5,58 avec 0,5 mM d’ASS et à 3,57 avec 1 mM d’ASS. Mais il faut noter que cette teneur est très basse au niveau des tiges des plantes arrosées par 600 meq de NaCl pour atteindre 1,83 µg.100 mg de PS et passe à 1,23 en présence de 0,5mM ASS mais augmente faiblement à 1,92 en présence de 1mM ASS. FEUILLES TIGES 8 µg Proline. 100mgPS 7 6 5 4 3 2 1 0 Témoin 600meq 600meq+0,5mM 600meq+1mM meq NaCl + mM ASS -1 Fig.3 -Teneurs en proline libre (μM.100 mg PS) des feuilles et des tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 600 meq NaCl enrichie à 0.5mM et 1mM d'acide sulfosalicylique.(Témoin =Solution nutritive) 40 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III Le test statistique révèle que l’application des traitements 600 meq NaCl enrichie ou non d’ASS, présente des différences significatives sur la teneur de la proline au niveau de chaque organe et au niveau d’organes différents. Il semble que les doses de l’ASS réagissent significativement sur la régression des taux de la proline en fonction des concentrations du NaCl. Tableau 3-- Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) des teneurs en proline libre (μM.100 mg-1 PS) des feuilles et des tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours stressées à 600 meq NaCl enrichie à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique . FEUILLES TIGES m±σ Témoin 600meqNaCl 5,04±0,49 S 3,43±0,49 S s 4,23± 1,14 6,54±0,86 S 1,82±0,41 S s 4,2±1,92 600meqNaCl +0,5mM 5,58±0,85 S 1,23±0,16 S s 3,4±0,83 600meqNaCl m±σ +1mM 3,57±0,79 S 5,18±0,75 1,92±0,75 S 2,04±0,45 S 2,64±1,25 3 - Phase post stress salin au NaCl + CaCl2 a – sous stress à 300meq de NaCl + CaCl2 La figure 4 illustre que la proline s’accumule plus dans les feuilles que les tiges des plantes stressées par 300 meq NaCl + CaCl2. Il faut noter que la teneur en proline dans les feuilles apparaît presque identique à celle enregistrée soit chez les plantes témoins, soit chez les plantes traitées à 300 meq NaCl + CaCl2 seulement ou enrichie à 1 mM d’ASS, représentant 5,04 µg.100 mg de PS, 5,21 et 5,16. Par contre, il faut distinguer que les valeurs de la proline ont faiblement diminuées à environ 4,9 µg.100 mg de PS chez les plantes arrosées par la solution saline 300 meq additionnées de 0.5 mM. Cet acide aminé semble moins élevé de teneur dans les tiges lorsque les plantes sont arrosées à la solution saline seulement ou additionnées des doses concentrées d’ASS. FEUILLES TIGES 8 µg Proline. 100mg PS 7 6 5 4 3 2 1 0 Témo in 300meq 300meq +0,5mM 300meq +1mM meq NaCl+CaCl2 + mM ASS Fig.4 - Teneurs en proline libre (µg.100 mg1 PS) des feuilles et des tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl +CaCl2 enrichie à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. (T = Solution nutritive) 41 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III L’analyse statistique du tableau 4 sur les variations de la teneur en proline montre que l’effet du traitement 300 meq NaCl+CaCl2, enrichie à l’acide sulfo salicylique n’est pas significatif au niveau des feuilles. Par contre il est significatif au niveau des tiges. Mais la concentration de la proline est très significative dans les feuilles pour 5,08 μg.100 mg-1 PS contre 3,2 au niveau les tiges. Tableau 4- Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) des teneurs en proline libre (μg.100 mg1 PS) des feuilles et des tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl +CaCl2 enrichie à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. 300meqNaCl 300meqNaCl + CaCl2 m±σ Témoin 300meqNaCl + CaCl2 +1mM ASS +0,5mM ASS + CaCl2 5,04±0,49 NS 5,21±0,59NS 4,91±0,75NS 5,16±0,81NS 5,08±0,66 FEUILLES TIGES m±σ 3,43±0,49 S s 4,23± 1,14 3,52±0,64 NS s 4,36±1,19 3,32±0,69 NS S 4,12±1,12 2,4±0,44 S s 3,78±1,95 3,2±0,55 b - sous stress à 600meq de NaCl + CaCl2 La figure 5 indique que les teneurs de la proline sont supérieures dans les feuilles plus que les tiges chez les plantes stressées par 600 meq NaCl + CaCl2. Il faut remarquer que le taux de proline dans les feuilles chez les plantes stressées sont presque identique à ceux enregistrés chez les plantes témoins ( de 5,04 µg.100 mg de PS et 5,02). Néanmoins, il faut signaler que la proline diminue respectivement dans les feuilles lorsque la solution saline est enrichie avec les deux doses d’ASS à environ 4,19 et 2,92 µg.100 mg de PS. Au niveau des tiges, la teneur de cet acide aminé semble sensiblement élevé (3,43 µg.100 mg de PS et 3,46) chez les plantes témoins ou celles arrosées à 600 meq NaCl + CaCl2. Mais ces valeurs ont considérablement diminuées lorsque le milieu est enrichi par 0,5mM d’ASS jusqu'à 1,63 µg.100 mg de PS et 2,22 avec 1mM ASS. FEUILLES TIGES 8 µgProline. 100mgPS 7 6 5 4 3 2 1 0 Témoin 600meq 600meq+0,5mM 600meq+1mM meq NaCl+CaCl2 + mM ASS Fig.5 - Teneurs en proline libre (µg.100 mg1 PS) des feuilles et des tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées au NaCl +CaCl2 (600meq) enrichie à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. (T = Solution nutritive) 42 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III Lorsque nous tenons compte de l’effet du stress salin 600 meq NaCl+CaCl2 sur les concentrations de la proline, l’analyse statistique indique un effet non significatif dans les feuilles par apport aux témoins, contre une diminution significative suite à l’enrichissement de la solution saline par des doses croissante de l’ASS. L’effet de ces traitements est très considérable sur chaque organe 4,3 dans les feuilles contre 2,68 dans les tiges. Aussi l’addition de l’ASS est très significative dans les différents organes. Tableau 5 - Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) des teneurs en proline libre (μg.100 mg1 PS) des feuilles et des tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 600 meq NaCl +CaCl2 enrichie à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. Témoin FEUILLES TIGES m±σ 5,04±0,49 S 3,43±0,49 S s 4,23± 1,14 600meqNaCl+ 600meqNaCl + CaCl2 CaCl2 +0,5mM ASS 5,02±0,48 NS 4,19±0,65 S 3,46±0,63 S 1,63±0,32 S s S 4,24±1,10 2,91±1,81 600meqNaCl + CaCl2 +1mM ASS 2,92±0,64 S 2,22±0,24 S s 2,57±0,49 m±σ 4,3±0,57 2,68±0,42 II – Taux de sodium Na+ 1- Phase pré stress salin Les résultats de la figure 6 illustre l’effet de l’addition de doses croissantes d’acide sulfosalicylique sur les variations des taux du Na+ chez les plantes arrosées par la solution nutritive et qui semble identique au niveau des feuilles 12% mais diminue respectivement dans les Na % tiges de 5,4% à 4,8% et 4,7%. FEUILLE 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 SN SN+0,5mM TIGE SN + 1mM SN + mM ASS Fig.6 - Taux de Na+ (% ) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours arrosé par la solution nutritive et enrichie à 0.5 mM et 1mM d'acide sulfosalicylique. 43 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III Le test statistique du tableau 6 montre que les teneurs du Na+ sont significatives seulement dans les différents organes sous des traitements variés 12,05%contre 5,3%. Mais aucune différence n’est enregistre entre les feuilles avec en parallèle, une diminution moins remarquable dans les tiges. Tableau-6-Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) du taux de Na+ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours arrosé par la solution nutritive et enrichie à 0.5 mM et 1mM d'acide sulfosalicylique SN 12 ±1,04 NS 5,4± 0,7 S s 8,7 ± 0,87 2Phase FEUILLES post stress TIGES salin au NaCl m±σ SN + 0,5mM ASS 12,1±1,2 NS 4,8 ± 0,9 NS s 8,45 ± 1,05 SN + 1mM ASS 12 ± 1,1 NS 4,7± 0,5 NS s 8,35 ± 0,8 m±σ 12,05 ± 1,1 5,3 ± 2,1 a – sous stress à 300meq de NaCl La figure 7 montre que le Na+ migre remarquablement vers le système foliaire. Cet élément s’accumule davantage dans les feuilles lorsque les plantes sont arrosées avec 300 meq NaCl, il passe respectivement de 12% chez les plantes arrosées par la solution nutritive à 14 %. Par contre il faut distinguer une diminution notable de 12,7% à 10% dans les feuilles stressées au NaCl 300 en présence de 0,5 mM et 1 mM d’acide sulfosalicylique. Dans les tiges, il faut remarquer une faible diminution du taux de Na+ en chez les plantes témoins ou stressées avec 300 meq NaCl, passant de 5,4% à 5,7% en comparaison avec le taux enregistré dans les tiges en présence de l’acide sulfosalicylique ou le taux de Na+ baisse quand la concentration est 0,5 mM à 3,9% mais s’élève à 5,4% en présence de 1 mM. FEUILLES TIGES 20 18 16 Na % 14 12 10 8 6 4 2 0 Témoin 300meq 300meq+0,5mM 300meq+1mM meq NaCl + mM ASS Fig.7 -Taux de Na (%). 100mg PS dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl enrichi à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. 44 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III Selon l’analyse statistique du tableau 7 la charge cationique en Na+ est très significative au niveau des différents organes 12,3% contre 4,5%. Aussi chaque organe exprime une réaction significative lorsque les plantes sont stressées à la solution saline seulement ou celles traitées par l’addition des doses croissantes d’ASS 0,5mM et 1 mM. Tableau 7- Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) du taux de Na+ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl enrichi à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique FEUILLES TIGES m±σ Témoin 300meqNaCl 12 ± 1,04 NS 5,4 ± 0,7 NS s 8,7 ± 0,87 14 ± 0,9 S 5,7 ± 0,7 NS s 9,35 ± 0,8 300meqNaCl +0,5mM ASS 12,7 ± 2,4 S 3,9 ± 0,9 S s 8,05 ± 1,65 300meqNaCl +1mM ASS 10 ± 1,1 NS 5,4± 0,9 S s 7,25 ± 1 m±σ 12,3±1,36 4,5±0,8 b - sous stress à 600meq NaCl La figure 8 montre que dès que les plantes reçoivent une solution 600 meq NaCl, une surcharge en Na+ considérable est enregistrée dans les feuilles atteignant 15%, ce taux est toutefois supérieur à celui enregistré dans les feuilles stressées avec 300 meq 14 % ou arrosées par la solution nutritive 12%. Néanmoins cette teneur en Na+ dans les feuilles diminue en passant à 10,9% quand le milieu salin est enrichi par l’ASS 0,5 mM ou 1 mM. Dans les tiges, les variations de cet élément sont moins remarquables en présence ou non du sel, ainsi que lorsqu’on ajoute les différentes concentrations de l’ASS. FEUILLES TIGES 20 18 16 Na % 14 12 10 8 6 4 2 0 Témoin 600meq 600meq+0,5mM 600meq+1mM meq NaCl + mM ASS Fig.8 -Taux de Na (%). 100mg PS dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 600 meq NaCl enrichi à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. 45 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III L’effet du traitement sur les plantes illustre des valeurs significativement différentes dans les feuilles par apport aux tiges 12,25% contre 5,1%. Le traitement des plantes par différents doses d’ASS additionnées à 600 meq NaCl en comparaison avec la solution saline seulement, exprime des taux significativement réduits 10,9% contre 15% dans les feuilles. L’effet entre les concentrations du ASS est non significatif. Le test statistique ne présente pas des variations considérables dans les tiges. Tableau 8- Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) du taux de Na+ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 600 meq NaCl enrichie à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. FEUILLES TIGES m±σ Témoin 600meqNaCl 12±1,04 NS 5,4± 0,7 NS s 8,7± 0,87 15±3,7 S 5 ± 0,8 NS s 10,85 ± 2,25 600meqNaCl +0,5mM ASS 10,9±0,5 S 5 ± 0,5 NS s 7,2 ± 0,5 600meqNaCl +1mM ASS 10,9±1,2 NS 4,7±0,7 NS s 7,95± 0,95 m±σ 12,25±1,61 5,1± 0,68 3 - Phase post stress salin au NaCl + CaCl2 a – sous stress à 300meq de NaCl + CaCl2 Chez les plantes stressées à 300 meq NaCl + CaCl2, le sodium s’accumule dans les feuilles jusqu'à 13,4 % en comparaison au taux signalés chez les plantes témoins 12%. L’enrichissement de la solution saline avec les différentes doses d’acide sulfosalicylique entraîne une diminution de ce cation respectivement à 12, 3% et 10,4 %. Les variations du taux du sodium dans les tiges sont différentes des feuilles, car il faut noter une diminution des valeurs de ce cation lorsque les plantes sont stressées, puis une augmentation en présence de 0,5mm d’ASS à 5,3% et une réduction avec 1 mM d’ASS jusqu'à 3,6%. FEUILLES TIGES 20 18 16 Na % 14 12 10 8 6 4 2 0 T émoin 300meq 300+0,5mM ASS 300+1mM ASS meq (NaCl+CaCl2) + mM ASS Fig.9 - Taux de Na (%)/ 100mg PS dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl +CaCl2 enrichie à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. 46 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III Le tableau 9 permet de conclure que l’arrosage des plantes avec 300 meq NaCl+CaCl2 en présence de l’ASS provoque une différence significative entre les feuilles où le taux du Na+ est supérieur aux tiges (12% contre 4,75%). Toutefois, ces taux sont aussi significatifs dans les feuilles des plantes traitées avec différentes doses d’ASS, les deux doses d’ASS entraînent une diminution signifiante dans les feuilles et les tiges. Tableau 9- Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) du taux de Na+ dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300meq NaCl +CaCl2 enrichie à 0,5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. Témoin FEUILLES TIGES m±σ 12±1,04 NS 5,4± 0,7 NS s 8,7± 0,87 300meqNaCl+ 300meqNaCl + CaCl2 CaCl2 +0,5mM ASS 13,4±1,5 S 12,3 ± 1,7 NS 4,7 ± 0,8 NS 5,3 ± 1,3 S s s 9,05 ± 1,1 8,8 ± 1,5 300meqNaCl + CaCl2 +1mM ASS 10,4 ±1,7 S 3,6 ± 0,7 S s 7 ± 1,2 m±σ 12±1,5 4,75±0,9 b - sous stress à 600meq de NaCl + CaCl2 La figure 10 indique une augmentation nette du taux du Na+ dans les feuilles des plantes stressées à 600 meq NaCl + CaCl2 qui atteint 15,2% alors qu ‘elle etait de 13,4% en arrosant les plantes avec 300 meq NaCl+CaCl2. Il faut remarquer que l’addition de différentes concentrations d’acide sulfosalicylique au milieu d’arrosage n’a pas eu d’effet sur les variation du Na+ et qui est de 15,1% avec 0,5mM en comparaison avec celles signalées sous le stress salin. Mais ce taux s’élève à 16% avec 1 mM d’ASS . Pour les tiges il faut noter que le taux est plus élevé lorsque les plantes sont stressées puis une diminution est remarquée en présence des doses d’ASS à 4,4% et 4,6%. FEUILLES TIGES 20 18 16 Na % 14 12 10 8 6 4 2 0 T émo in 60 0meq 6 00 +0,5mM ASS 600 +1 mM ASS meq (NaCl+CaCl2) + mM ASS Fig.10 - Taux de Na (%)/ 100mg PS dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées au NaCl +CaCl2 (600meq) enrichie à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique 47 RESULTATS CHAPITRE III L’application du stress salin 600 meq agit significativement sur la OBTENUS charge cationique en Na+ dans les différents organes et dans chaque organe. Mais n’engendre aucune modification entre les taux du Na+ dans les plantes stressées par la solution saline uniquement et l’ajout de 0,5mM d’ASS. Par ailleurs des variations considérables dans les feuilles sont enregistrées entre les différentes doses d’ASS. Ce dernier traitement est significatif au niveau des tiges sous stress salin mais pas entre les différentes doses d’ASS. Tableau 10 - Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) du taux de Na+ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 600 meq NaCl +CaCl2 enrichie à0,5 mM et 1mM d'acide sulfosalicylique. FEUILLES TIGES m±σ Témoin 600meqNaCl + CaCl2 600meqNaCl + CaCl2 +0,5mM ASS 600meqNaCl + CaCl2 +1mM ASS 12 ± 1,04 NS 5,4 ± 0,7 NS s 8,7± 0,87 15,2 ± 2,8 S 6,1± 0,9 NS s 10,65± 1,9 15,1± 2 NS 4,4 ± 1,1 S s 9,75 ± 1,5 16 ± 0,5 S 4,6 ± 0,6 NS s 10,3 ± 0,55 m±σ 12 ± 1,5 4,75±0,9 III – Taux de potassium (k+) 1- Phase pré stress salin La figure 11 montre que dans le cas des plantes arrosées par la solution nutritive, il faut noter que l’enrichissement du milieu par les concentration de l’ASS diminuent respectivement le taux du potassium dans les feuilles de 27.5% à 25.2% en présence de 0.5mM ASS et à 23,97% avec 1 mM ASS. Pour les tiges les variations sont remarquables entre les plantes arrosées par la solution nutritive seulement qui est de 20% et qui baisse à environ 13.6% en présence de 0.5 mM ASS et à 12.7% avec 1 mM ASS . FEUILLES TIGES 40 35 k% 30 25 20 15 10 5 0 SN SN + 0,5mM SN + 1 mM SN + mM ASS Fig.11- Taux de k (% ) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours arrosé par la solution nutritive enrichie à 0.5 mM et 1mM d'acide sulfosalicylique. 48 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III L’arrosage des plantes par la solution nutritive illustre un effet significatif au niveau des différents organes selon le test statistique 25,57% dans les feuilles et 14,7% dans les tiges. Cependant des valeurs significativement différentes sont enregistrées dans les feuilles et les tiges quand on enrichie la solution par l’ASS ; 27% contre 25,2% et 23,97% pour les feuilles et 17,5% contre 13,6% et 12,7%. Tableau 11 - Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) du taux de k+ (% ) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours arrosé par la solution nutritive et enrichie à 0.5 mM et 1 mM ASS 2Phase post stress salin au NaCl FEUILLES TIGES m±σ SN 27,5± 2 S 17,5 ± 0,9 S s 23,9 ± 1,45 SN + 0,5mM ASS 25,2 ±1,8 S 13,6 ± 2,2 S s 19,4 ± 2 SN + 1mM ASS 23,97±0,5 S 12,7 ± 1,2 S s 18,3 ± 0,85 m±σ 25,57±1,43 14,7 ± 1,43 a – sous stress à 300meq de NaCl Chez les plantes témoins, le taux de K+ est 27,5% dans les feuilles, cette teneur passe à 25% quand les plantes sont stressées à 300 meq NaCl puis augmente considérablement jusqu'à atteindre 48% dans les feuilles en enrichissant le milieu d’arrosage par 0,5 mM d’ASS. Par ailleurs ce taux est réduit à 26% quand on augmente la concentration de l’ASS à 1 mM. Dans les tiges, le taux de cet élément baisse faiblement contrairement aux feuilles ; ce taux s’élève respectivement de 17,5% à 20,1% chez les plantes témoins ou stressées à 300 meq NaCl. Dès que les plantes sont cultivées sous traitement salin enrichi par l’ASS, les taux de K+ sont réduites dans les tiges, passant de 14,5 avec 0,5mM ASS et à 14% avec 1 mM ASS. Feuille 55 Tige 50 45 40 K% 35 30 25 20 15 10 5 0 Témoin 300meq 300meq+0,5 mM 300meq+1 mM meq Nacl + mM ASS Fig.12- Taux du k (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl enrichie à 0.5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. 49 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III L’application du stress salin à 300 meq NaCl enrichie ou non de l’ASS cause des différences significatives entre les feuilles 31,9% et les tiges 18,3%. Toutefois, l’addition de 0,5mM d’ASS à la solution du stress illustre une augmentation significative dans les feuilles en comparaison avec l’évolution enregistrée avec 1 mM. Les concentrations en ASS ne présentent pas d’effet significatif dans les tiges 14,5% et 14%. Tableau 12-Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) du taux de k+ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl enrichi à 0,5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique Témoin FEUILLES TIGES m±σ 300meqNaCl 27,5± 2 S 17,5 ± 0,9 S s 23,9 ± 1,45 25±2,6 S 20,1±1,7 S s 25,05± 2,1 300meqNaCl 300meqNaCl +0,5mM ASS +1mM ASS 48±4,3 S 14,5±2,2 S s 31,25± 3,2 26±2,9 S 14±1,6 NS s 20± 2,2 m±σ 31,9±3,1 18,3±1,6 b - sous stress à 600meq NaCl La figure 13 illustre une baisse dans les valeurs du K+ dans les feuilles chez les plantes stressées à 600 meq NaCl en comparaison à celles enregistrées chez les plantes témoins respectivement de 27,5% à 24,7%. Néanmoins, le traitement des plantes avec 0,5 mM d’acide sulfosalicylique se traduit par une évolution d’une manière considérable jusqu'à atteindre un taux très élevés dans les feuilles 50%, mais le traitement avec 1 mM ASS entraîne une + sensible augmentation du taux de K à 28,7%. Dans les tiges des plantes sous stress salin 600 meq, ce cation augmente par apport aux témoins respectivement de 20,4% à 23,7%. En additionnant l’ASS à ce milieu, il faut noter une augmentation à 26% avec 0,5mM. Aucune différence n’est enregistrée en présence de 1mM ASS en comparaison avec les tiges des plantes stressées avec 600 meq NaCl. FEUILLES TIGES 55 50 45 40 K% 35 30 25 20 15 10 5 0 Témoin 600meq 600meq+0,5 mM 600meq+1 mM meq Nacl + mM ASS Fig.13- Taux de k (%)/ 100 mg PS dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 600 meq NaCl enrichie à 0,5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. 50 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III Le test statistique de l’action du traitement est significatif entre les feuilles et les tiges 27,5% contre 23,5%. L’ effet de l’application des doses variables d’ASS est significativement net entre les taux du K+ dans chaque organe, indiquant une augmentation, lorsqu’on ajoute 0,5mM d’ASS, 50% contre 24,7% avec le stress salin dans les feuilles et de 28% en présence de 1 mM ASS. Cet effet est moins significatif dans les tiges 26% contre 23,7%. Tableau 13 - Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) du taux de k+ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriple halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 600 meq NaCl enrichie à 0,5mM et 1mM d'acide sulfosalicylique Témoin FEUILLES TIGES m±σ 27,5 ± 2 S 17,5 ± 0,9 S s 23,9 ± 1,45 600meqNaCl 24,7 ± 2,5 S 23,7 ± 2,7 S s 24,2± 2,2 600meqNaCl 600meqNaCl +0,5mM ASS +1mM ASS 50 ± 4,2 S 26 ± 0,5 S s 38,04± 2,3 28,7 ± 2,3 S 23,7 ± 2,1 S s 26± 2,2 m±σ 27,5±2,75 23,5±1,55 3 - Phase post stress salin au NaCl + CaCl2 a – sous stress à 300meq de NaCl + CaCl2 Lorsque les plantes sont stressées avec 300 meq NaCl+CaCl2, il faut distinguer que le taux du K+ est similaire dans les feuilles des plantes témoin et ceux sous stress salin atteignant 27,5% et 27,2%. L’addition de 0,5mM d’ASS entraîne une diminution de ce cation à 24,5%.Par contre, aucune modification n’est remarquée en présence de à 1mM ASS ( 27,7%), cette valeur est identique à celle enregistré dans les feuilles des plantes témoin ou stressées. Dans les tiges, il faut noter une augmentation du taux de cet élément sous stress salin, passant respectivement de 20,4% chez les plantes témoins à 25%. Mais une baisse de ce cation à 21,6% est signalée chez les plantes traites avec 0,5 mM d’ASS et s’élève légèrement jusqu’à 22,2% avec 1mM d’ASS. FEUILLES TIGES k% 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 T émoin 300meq 300+ 0,5mM 300+1mM meq (NaCl+CaCl2)+ mM ASS Fig.14 -Taux de K+ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl+CaCl2 enrichi à 0.5 Mm et 1 mM d'acide sulfosalicylique. 51 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III Selon l’analyse statistique du tableau 14, la charge cationique en K+ est très significative au niveau des différents organes 26,67% dans les feuilles contre 23,3% dans les tiges. L’addition des doses croissantes à 300 meq NaCl+CaCl2 exprime une réaction significative dans chaque organe entre 0.5mM ASS qui est de 24,5% et en présence de 1 mM 27,7% dans les feuilles en comparaison avec les taux enregistrées chez les plantes stressées. Une réduction significative est révélée dans les tiges en présence de l’acide, mais pas entre les différentes doses. Tableau 14-Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) du taux de k+ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl +CaCl2 enrichie à 0.5 Mm et 1mM d'acide sulfsalicylique Témoin FEUILLES TIGES m±σ 27,5 ± 2 S 20,4 ± 0,9 S s 23,9 ± 1,45 300meqNaCl 300meqNaCl 300meqNaCl + CaCl2 + CaCl2 + CaCl2 +0,5mM ASS +1mM ASS 24,5 ± 3,5 S 21,6 ± 3,4 S s 23,05 ±3,2 27,7 ± 4 S 22,2 ± 4 NS s 23,9 ±3 27,2 ± 1,7 NS 25 ± 4 S s 26 ±2,8 m±σ 26,67±2,8 23,3±3,1 b - sous stress à 600meq de NaCl + CaCl2 La figure 15 montre que le taux du K+ augmente considérablement dans les feuilles des plantes stressées à 600 meq NaCl+CaCl2 ou traitées par différentes doses d’acide sulfosalicylique en comparaison avec les plantes témoin passant respectivement de 27,5% à 47,8%. Ce cation diminue à 43,7% chez les plantes traitées avec 0,5mM ASS,p puis, une augmentation est enregistrée jusqu’à 53,2% avec 1mM d’ASS. Dans les tiges, il faut signaler une augmentation de cet élément chez les plantes stressées à 23,7%, alors qu’il etait de 20,4% chez les plantes témoins. Ce taux s’élève respectivement à 24,7% avec 0,5 mM ASS et atteint 25,8 % en présence de 1 mM ASS. K% FEUILLES TIGES 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 T 600meq 600+0,5mM 600+1 mM meq (NaCl+CaCl2) + mM ASS Fig.15 -Taux de k+ (%)dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl +CaCl2 enrichie à 0.5 Mm et 1 mM d'acide sulfosalicylique. 52 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III Lorsque nous tenons compte de l’effet du stress salin 600 meq NaCl+CaCl2 sur les concentrations du K+, l’analyse statistique nous conduit à révéler que cette action est significative dans les différents organes 43% pour les feuilles et 23,7% pour les tiges. L’enrichissement de la solution saline par les différentes concentrations d’ASS engendre un effet significatif entre 0,5mM par une diminution à43,7% et charge cationique nette en présence de 1 mM l’ASS atteignant 53,2%, contre celles une augmentation très significative de 47,8% signalée sous stress salin dans les feuilles. Dans les tiges, il faut noter qu’ une évolution considérable de cet élément est remarquée entre les doses croissantes d’ASS. Tableau 15- Test statistique de signification de Fisher (P =5%) du taux de k+ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl+CaCl2 enrichi à 0.5 Mm et 1mM d'acide sulfsalicylique Témoin FEUILLES TIGES m±σ 27,5 ± 2 S 20,4 ± 0,9 S s 23,9 ± 1,45 600meqNaCl 600meqNaCl 600meqNaCl + CaCl2 + CaCl2 + CaCl2 +0,5mM ASS +1mM ASS 43,7 ± 3,8 S 24,7 ± 3,8 S s 34,2± 3,8 53,2 ±3,2 S 25,8 ± 3,2 S s 39,7± 3,2 47,8 ± 4 S 23,7 ± 2,6 S s 35,75± 3,3 m±σ 43 ± 3,25 23,7± 2,6 IV – Taux de calcium Ca++ 1 - Phase pré stress salin La figure 16 illustre une accumulation nette du taux de Ca++ dans les feuilles plus que les tiges. L’enrichissement de la solution nutritive avec des concentrations croissantes d‘ASS exerce un effet dépressif sur le taux de cet élément, de 14% à 11,5% et 12% dans les feuilles. Mais aucun effet n’est enregistré pour les tiges. FEUILLES 18 TIGES 16 14 Ca % 12 10 8 6 4 2 0 SN SN + 0,5mM SN +1 m M SN + mM ASS ++ Fig.16 - Taux de Ca (% ) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours arrosé par la solution nutritive et enrichie à 0.5 mM et 1mM d'acide sulfosalicylique 53 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III Le test statistique de l’effet de 0,5mM et 1mM d’ASS, combinées à une solution nutritive avec la quelle des plantes sont arrosées, indique respectivement que la diminution de ce cation est significative soit dans les différents organes 12% dans les feuilles et 6% dans les tiges, soit dans chaque organe présentant des teneurs relativement basses dans les feuilles 14% contre 11% et 12%. Mais aucune modification significative n’a été observée dans les tiges. Tableau 16 -Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) du taux de Ca++ (% ) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. agées de 120 jours arrosées par la solution nutritive enrichie à 0.5mM et1mM d'acide sulfsalicylique. 2 - Phase post stress salin au NaCl – sous stress à 300meq de NaCl SN a FEUILLES 14 ± 3 TIGES m±σ S SN + 0,5mM ASS SN + 1mM ASS m±σ 11,5 ± 1 12 ± 0,25 NS 12,5 ±1,4 6 ± 0,25 S 6 ±0,25 NS 5,5 ± 0,25 NS 6,3 ± 0,25 NS s s s 10 ± 1,62 8, 5 ± 0,62 9 ± 0,25 Les résultats du tableau 17 montrent que la teneur en Ca++ diminue dans les feuilles des plantes stressées avec 300 meq NaCl en comparaison avec ceux arrosées seulement avec la solution nutritive passant de 14% à 11%. Ce taux augmente faiblement pour atteindre 12% lorsque le milieu salin est enrichi avec 0,5 mM et 1 mM d’ASS. Le comportement des tiges vis à vis des traitements utilisés est différents par apport aux feuilles; chez les tiges des plantes témoins, ce taux atteint 6% puis augmente à 7,66%, quand la solution est enrichie à 0,5 mM d’ASS ce cation diminue légèrement à 6%, puis augmente faiblement à 7% en présence de 1 mM d’ASS. FEUILLES 18 TIGES Ca % 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Témoin 300meq 300+ 0,5mM 300+1mM meq NaCl + mM ASS Fig.17- Taux de Ca++ (%)/ 100 mg PS dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl enrichi à 1 mM d'acide sulfosalicylique. 54 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III L’analyse statistique du tableau 17 indique qu’il y a un effet significatif des traitements appliqués aux plantes sur les teneurs en Ca++, au niveau des feuilles et des tiges 10,9% et 7,7%. Ce traitement exprime des réponses significatives dans chaque organes chez les plantes stressées à la solution saline 300 meq seulement 11%ou enrichie à l’ASS contre 12% dans les feuilles et de 7,66% contre 6% et 7% dans les tiges. Néanmoins, L’effet entre les deux concentrations est insignifiant. Tableau 17 - Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) du taux de Ca++ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl enrichie à 0,5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. Témoin FEUILLES TIGES m±σ 14 ± 3 S 6 ± 0,25 S s 10 ± 1,62 300meqNaCl 300meqNaCl 300meqNaCl +0,5mM ASS +1mM ASS 11,05 ± 0,25 S 12 ± 0,25 S 7,66 ± 0,25 S 6 ± 0,25 S s s 9 ± 0,25 9 ± 0,25 12 ± 0,25 NS 7 ± 0,8 NS s 9,5 ± 0,6 m±σ 10,9 ± 0,25 7,7 ± 0,28 b - sous stress à 600meq NaCl Lorsque la concentration du NaCl augmente à 600 meq, le taux du Ca++ diminue considérablement jusqu'à 8,38% dans les feuilles alors qu’il etait de 14% chez les plantes témoins et de 11,05% sous stress de 300 meq NaCl. L’addition de 1mM d’acide sulfosalicylique a plus d’effet sur l’accroissement des teneurs du Ca++ qui atteint 14,6 % en comparaison avec 0,5 mM d’ASS et qui est de 12% seulement. Les variations du taux de Ca++ dans les tiges sont différentes de celles des feuilles. Ce taux augmente à 7,4% en présence de 600meq NaCl alors qu’elles etaient de 6% en arrosant à la solution nutritive, L’enrichissent du milieu avec 0,5 mM et 1 mM d’ASS révèle une augmentation à 8,5%. FEUILLES TIGES 18 16 14 Ca% 12 10 8 6 4 2 0 Témoin 600 meq 600+0,5mM 600 +1 mM meq NaCl+mM ASS Fig.18- Taux de Ca++ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 600 meq NaCl enrichie à 0,5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique 55 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III L’application du stress salin 600 meq NaCl, agit significativement sur la charge cationique en Ca++ dans les différents organes 12,3% dans les feuilles et 7,85% dans les tiges. L’addition de 0,5 mM ou 1 mM d’ASS se traduit par une accumulation significativement différente dans chaque organe passant respectivement de 12% à 14,6% dans les feuilles. Mais aucun effet significatif n’est enregistré au niveau des tiges. Tableau 18 - Test statistique de signification de Fisher (P =5%) du taux de Ca++ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriple halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 600 meq NaCl enrichi à 0,5 mM et 1 mM d'acide sulfosalicylique. Témoin FEUILLES TIGES m±σ 600meqNaCl 14 ± 3 NS 6 ±0,25 S s 10 ± 1,62 8,38± 0,3 S 7,4 ± 0,3 S Ns 8 ± 0,3 600meqNaCl 600meqNaCl +0,5mM ASS +1mM ASS 12 ± 0,2 S 8,7± 0,3 NS s 10,35± 0,25 14,6 ± 0,7 S 8,5 ± 0,3 NS s 11,55 ± 0,5 m±σ 12,3 ± 0,42 7,85 ± 0,42 3 - Phase post stress salin au NaCl + CaCl2 a – sous stress à 300meq de NaCl + CaCl2 Lorsque les plantes sont stressées avec une solution 300 meq NaCl+CaCl2, les taux de Ca++ baissent dans les feuilles des plantes atteignant 12% alors qu’ils etaient de 14% avec la solution nutritive. L’addition de l’acide sulfosalicylique à 0,5 mM entraîne aussi une augmentation considérable avec 0,5mM ASS jusqu'à 15,1% accompagnée d’une réduction à 11,63% avec 1 mM. Néanmoins, cet élément augmente dans les tiges des plantes stressées en comparaison avec les plantes témoins, passant de 6% à 11,7%. Le taux du Ca++ diminue lorsqu’on enrichie la solution par des doses croissantes d’ASS. FEUILLES TIGES 20 18 16 Ca % 14 12 10 8 6 4 2 0 Témoin 300meq 300+0.5mM 300+1mM meq (NaCl+CaCl2)+ mM ASS Fig.19 -Taux de Ca++ (%) / 100 mg PS dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl+CaCl2 enrichie à 0.5 Mm et 1 mM d'acide sulfosalicylique. 56 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III L’analyse statistique du tableau 19 illustre une différences significative dans les valeurs dans les différents organes des plantes stressées par 300 meq NaCl+CaCl2 additionnée par deux doses croissantes d’ASS, 14,3% contre8,9%. Néanmoins, l’effet est très significatif entre les différebnts traitements ; des teneurs élevées significativement sont enregistrées dans les feuilles avec 0,5mM(15,1%) et une diminution remarquable avec 1 mM (11,63%). Dans les tiges le traitements à provoqué une baisse significative dans les tiges en comparaison avec ceux de la solution saline seul 11,7% contre 9,5% et 8,4%. Tableau 19 - Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) du taux de Ca++ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 300 meq NaCl+CaCl2 enrichi à 0.5mM et 1mM d'acide sulfosalicylique. Témoin FEUILLES TIGES m±σ 14 ± 3 S 6 ± 0,25 S s 10 ± 1,62 300meqNaCl+ CaCl2 14,7± 0,25 NS 11,7± 0,26 S S 13,17± 0,25 300meqNaCl 300meqNaCl + CaCl2 + CaCl2 +0,5mM ASS +1mM ASS 17,1 ± 0,25 S 9,55 ± 0,3 S s 13,3 ± 0,27 11,63 ± 0,8 S 8,44 ± 0,25 NS s 10 ± 0,52 m±σ 14,3 ± 0,3 8,9 ± 0,27 b - sous stress à 600meq de NaCl + CaCl2 Chez les plantes stressées à une solution concentré 600 meq de NaCl+caCl2, le taux du Ca++ dans les feuilles est comparable à celui enregistré chez les plantes témoins et qui est respectivement de 14% à 14,7%. Quand le milieu est enrichie par 0,5mM ASS, ce taux diminue considérablement à12,9%. Mais en présence de 1mM d’ASS ce cation évolue jusqu’à 15,7%. Dans les tiges, le taux du Ca++ des plantes stressées avec 600 meq NaCl+CaCl2 augmente pour atteindre 10%, alors qu’il etait de 6% en présence de la solution nutritive. Mais le Ca++ baisse avec 0,5mM ASS jusqu’à 9,6%. Néanmoins, quand la concentration de l’ASS est 1 mM, il faut constater une augmentation à 12,1%. FEUILLES TIGES 600meq 600+0.5mM 20 18 16 Ca % 14 12 10 8 6 4 2 0 Témoin 600+1mM meq (NaCl+CaCl2)+mM ASS Fig.20 -Taux de Ca++ (%) / 100 mg PS dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 600 meq NaCl +CaCl2 enrichie à 0.5 Mm et 1 mM d'acide sulfosalicylique. 57 RESULTATS OBTENUS CHAPITRE III Selon le test statistique du tableau 20 un effet significatif est enregistré dans les différents organes ; 13,7% dans les feuilles et 9,4% dans les tiges. L’addition de lASS à la solution saline indique une différence considérable dans chaque organe, par une réduction avec 0,5mM (12,9) et une progression avec 1 mM (15,7) alors que ce taux est de 14,5% chez les plantes stressées, dans les feuilles et de 9,6% et 12,1% dans les tiges. Tableau 20 - Test statistique de signification de Fisher (P = 5%) du taux de Ca++ (%) dans les feuilles et les tiges des plantes d’Atriplex halimus L. âgées de 120 jours et stressées à 600 meq NaCl +CaCl2 enrichie à 0.5 Mm et 1 mM d'acide sulfosalicylique. Témoin FEUILLES TIGES m±σ 14 ± 3 S 6 ± 0,25 S s 10 ± 1,62 600meqNaCl 600meqNaCl 600meqNaCl + CaCl2 + CaCl2 + CaCl2 +0,5mM ASS +1mM ASS 12,9 ± 0,3 NS 9,6 ± 0,3 NS s 11,25± 0,3 15,7 ± 0,3 S 12,1 ± 0,3 S s 13,9 ± 0,3 14,5 ± 0,4 S 10 ± 0,2 S S 11 ± 0,3 58 m±σ 13,7± 0,3 9,4± 0,27 DISCUSSION ET CONCLUSION GENERALE DISCUSSION ET CONCLUSION GENERALE Les résultats obtenus suite à cette étude, mettent en évidence les réponses de la proline et les variations des sels minéraux chez les plantes d’Atriplex halimus L. soumises à un stress salins de nature et d’intensité différentes; NaCl et Na Cl+CaCl2 enrichie ou non par des doses croissantes d’acide sulfosalicylique. Ø La proline semble significativement plus élevés de teneur dans les feuilles par rapport aux tiges chez les plantes témoins ou sous stress salin, non traité ou traité par l’ASS à 0.5 mM ou 1 Mm, ce qui permet de déduire que cet acide aminé est synthétisé dans les feuilles et migre vers les tiges. Cet acide aminé s’accumule nettement quand les plantes sont stressées par 300 ou 600 meq NaCl, surtout au niveau des feuilles. Aussi, il faut signaler que le taux de proline le plus bas est enregistré dans les tiges avec 600 meq NaCl. En revanche, lorsque les plantes sont arrosées par le NaCl+CaCl2 300 meq et 600 meq, ces teneurs sont presque identique à ceux signalées chez les plantes témoins dans les deux organes. L’addition de l’acide sulfosalicylique à la solution nutritive n’a aucun effet significatif sur les teneurs en proline. Par ailleurs l’enrichissement des différentes solutions salines d’arrosage avec des doses concentrées en acide sulfosalicylique soit avec 0,5 mM ou 1 mM d’ASS, entraîne une diminution de ce composé dans les feuilles et les tiges. Néanmoins, en conditions de stress avec le NaCl+CaCl2, les concentrations d’ASS ne montre aucun effet sur les teneurs de proline en comparaison avec les plantes témoins ou ceux stressées. Par contre ces doses conjuguées à 600 meq NaCl+CaCl2, révèlent une diminution remarquable dans les feuilles et les tiges. Pour les variations minérales, il faut noter, aussi que les feuilles sont supérieurement chargées en cations que les tiges, sous les différentes conditions de stress appliquées aux plantes et quelques soit les doses de l’acide sulfosalicylique utilisées. Ø Le taux du sodium est nettement supérieur dans les feuilles par rapport aux tiges. Toutefois ces taux évoluent avec les concentrations croissantes du milieu en NaCl ou en Na Cl+CaCl2, surtout dans les feuilles, car les variations sont insignifiantes dans les tiges. 59 DISCUSSION ET CONCLUSION GENERALE Il faut noter que le traitement des plantes témoins avec l’acide sulfosalicylique ne montre aucun changement dans le taux du Na+. Les teneurs en sodium diminuent en additionnant des doses concentrées d’acide sulfosalicylique aux milieux salins en comparaison avec les teneurs enregistrées chez les plantes stressées uniquement avec les différentes doses de sel. Il faut distinguer que la réponse du sodium chez les plantes stressées avec 600 meq NaCl+CaCl2 enrichie avec les doses croissantes d’ASS révèle une augmentation du taux de Na+ dans les feuilles. Contrairement aux feuilles, il faut observer dans les tiges une augmentation de ce cation. Ø Les taux du K+ sont les plus élevés parmi les sels analysés dans les différents organes traités et témoins. Ces teneurs varient dans les organes selon le traitement salin appliqué aux plantes. Les teneurs de K+ baissent dans les feuilles quand le milieu salin est concentré en NaCl, mais augmentent dans les tiges, comparées aux plantes témoins. Par ailleurs, lorsqu’ on utilise le NaCl+CaCl2, la réponse du K+ est différents dans les feuilles, aucune modification n’est signalée avec 300 meq, mais ces teneurs évoluent nettement avec 600 meq de salinité. Les tiges montrent toujours une augmentation de cet élément. Il faut constater que ce cation diminue chez les plantes quand on ajoute l’ASS à la solution nutritive. Par contre, la réponse du K+ est différente selon les doses de l’ASS utilisées en combinaison avec les différents stress salin, Ces teneurs augmentent nettement en présence de 0,5mM ASS mais moins avec 1 mM dans les feuilles et les tiges, sous stress salin au NaCl quelque soit son intensité. Dans le cas des plantes stressées avec le NaCl+CaCl2, il faut signaler que les taux du K+ les plus élevées dans les feuilles et les tiges sont enregistrées avec 1 mM, mais une diminution est observées avec 0,5 mM surtout dans les feuilles en comparaison avec les plantes stressées avec le NaCl+CaCl2 seulement, quelque soit la concentration de la salinité. Ø En ce qui concerne le Ca++ , le taux de cet élément varie selon le stress salin dans les différents organes. Il semble que ce cation baisse de teneur selon l’intensité du stress salin au NaCl, mais ces valeurs ne montrent aucun changement net dans les feuilles des plantes arrosées par des concentrations croissantes de NaCl+CaCl2. Par contre, ces taux sont élevés dans les tiges. 60 DISCUSSION ET CONCLUSION GENERALES L’addition de l’ASS cause une diminution du Ca++ chez les plantes témoins. Il faut distinguer que les teneurs de ce cation s’élèvent dans les feuilles et les tiges, sous stress salin au NaCl en présence de doses concentrées en ASS. En revanche, les variations en Ca++ sont moins claires lorsque les plantes sont stressées avec des concentrations divers de NaCl+CaCl2, lorsque le milieu salin 300 meq est enrichie avec 0,5mM ASS il faut noter une augmentation considérable de ce cation, mais une diminution est observée en présence de 1 mM ASS, Tandis que son taux augmente nettement sous 600 meq NaCl+CaCl2 en présence de 1 mM ASS et diminue sous l’application de 0,5 mM ASS. l’acide salicylique qui est une substances utilisé chez les plantes, pour la résistance contre les attaques virales et parasitaires, a été aussi, prouvé qu’il peut induire des réponses pré adaptatives vis à vis de plusieurs contraintes environnementales, ce qui conduit la plante à prévoir des réactions protectrice. On a constaté que la réaction de l’acide sulfosalicylique sur le métabolisme de la plante peut changer suivant ses concentrations ces résultats corrèle avec ceux obtenues sur le melon par KORKMAZ,2007. Ainsi que, selon la nature du stress salin appliqué (NaCl ou NaCl+CaCl2). L’accumulation de la proline est considérée par plusieurs chercheurs, chez certaines plantes, comme paramètre de tolérance au stress biotique (FABRO et al,2003) et au stress abiotique y inclut le stress salin. Les résultats obtenues, confirment l’évolution de cet acide aminé différemment dans les organes, ainsi que, son accumulation dans les feuilles plus que dans les autres organes, et cela en fonction de la concentration du sel (BELKHODJA et al.,2000,2005). Chez de nombreuses espèces, la proline serait synthétisée dans les feuilles et transportée vers les sites de la résistance à la contrainte (BOUTELIER,1986; AIT SADI,1990). D ‘après les résultats obtenues, il a été observé que chez l’Atriplex halimus, l’acide sulfosalicylique, n’a pas d’effet très net sur certaines métabolites chez les plantes sous conditions normales ; en arrosant avec la solution nutritive et en ajoutant ou non cet acide à différentes concentrations. Mais en l’additionnant à la solution d’arrosage saline, il semble qu’il diminue ou inhibe l’accumulation de la proline même en augmentant l’intensité du stress salin de 300 meq à 600 meq, mais n’augmente pas ces teneurs. Cette diminution de la proline chez la plante est peut être liée à une inhibition de sa synthèse, ou de son précurseur (RHODES et HANDA,1989), soit il active la proline déshydrogénase, l’enzyme impliquée dans la dégradation de cet acide aminé (PENG et VERMA,1996). 61 DISCUSSION ET CONCLUSION GENERALE Selon, TAHRI et al.,1998) il y a une compétition entre la chlorophylle et la proline sur le glutamate qui est leur précurseur commun par une baisse de l’activité du glutamine synthétase qui convertit le glutamate en ornithine. Par ailleurs, plusieurs chercheurs ont prouvés le rôle de l’acide salicylique dans l’augmentation du taux du chlorophylle a et b et de l’activité du Rubisco chez les plantes sous différents stress abiotique (RAI et al., 1986 ; HAMADA et EL-HAKIMI, 2001 ; SZALAI et al.,2005 ;KORKMAZ,2007). On peut déduire que l’acide salicylique agit sur l’activité de cette enzyme en faveur de l’augmentation du taux de la chlorophylle. FABRO et al.,2003) signale une accumulation de la proline suite à la déficience de l’acide salicylique chez Arabidopsis thaliana, au cours du stress biotique. Il est connu que l’acide salicylique active la biosynthèse des protéines de stress (Pr) dans les conditions de stress biotique. Selon les travaux de NEMET (2002), l’utilisation exogène de ce composé active la synthèse des protéines de stress dans les conditions de stress abiotique, tels que les protéines LEA qui assurent la protection de l’ensemble vitales des protéines cellulaires dans le stress hydrique et salin (ALEM ET AMRI,2005). Selon YOSHIBA,1997) les taux les plus élevés de la proline, sont considérés comme indicateur de dégradation des protéines, et selon STEWART,1974) la proline est synthétisé via une altération de la biosynthèse des protéines, donc, il est possible que l’acide salicylique favorise la synthèse des protéines de stress au dépend de celle de la proline. Les résultats obtenues sur les variations des sels minéraux chez les plantes d’Atriplex halimus L. soumises à différents régimes salins indiquent une augmentation du Na+ dans les feuilles et les tiges contre une diminution du K+ et Ca++. En effet, de nombreux auteurs ont montré que le Na+ augmente de teneur dans les plantes stressées alors que le K+ diminue (MEZNI et al.,2002 ; ACHOUR, 2005, BENALDJ, 2006), chez les espèces du genre Atriplex, il y a une translocation préférentielle des ions Na+ vers la partie aérienne (REIMAN,1993). Aussi le taux en K+ chez l’Atriplex halimus L, baisse dans toute la plante lorsque la concentration du milieu salin devient plus élevée. TREMBLIN et FERARD ,1994). OUERGHI et al ., 2000 ; MEZNI et al ., 2002) notent que le NaCl entraîne une diminution des teneurs en K+. Ces mêmes auteurs confirment d’après plusieurs travaux que le Na+ migre des organes souterrains vers les feuilles pour s’y accumuler selon l’intensité et la durée du stress salin. Selon BOUTELLA et al.,(1997), le mécanisme d’absorption des cations comme les ions K+ et Ca2+, est perturbé par la présence du Na+ . BELKHODJA,1996) note que le Na+ semble influer sur l’arrêt de l’absorption du K+ . 62 DISCUSSION ET CONCLUSION GENERALES En ce qui concerne le rôle de l’acide salicylique sur les variations des sels minéraux, d’après les résultats, il semble qu’il y a un antagonisme entre l’effet du sel et celui de cet acide, il parait qu’ il diminue certains éléments et augmente d’autre. L’addition de différentes doses d’acide sulfosalicylique à la solution saline d’arrosage, illustre une diminution soit une inhibition du taux de Na+ avec en parallèle une augmentation très nette des taux de K+ et du Ca++ au niveau des feuilles surtout en comparaison avec les taux trouvés chez les plantes stressées et non traitées par l’acide salicylique. Ces donnés corrèle avec ceux mentionnée chez le maïs (GUNES,2006) et l’orge (ELTAYEB,2005) qui ont utilisés ce composé comme traitement chez ces plantes vis-à-vis le stress salin. Selon EL TAYEB,2005), l’acide salicylique peut jouer un rôle sur le maintient de l’intégrité des membranes, on peut déduire que cette molécule à différentes concentrations, joue un rôle sur la sélectivité ionique chez l’Atriplex sous stress salin et d’après BOUTELIER et HUBAC ,1987 ; ALEM et al.,2005) l’insuffisance du K+ dans les organes semblerait le résultat d’un processus de compétition ionique. En conclusion, On peut déduire que l’acide sulfosalicylique peut induire une tolérance chez les plantes d’Atriplex halimusL. sous stress salin. Il semble qu’il contribuerait à l’ajustement osmotique par la régulation compétition ionique en agissant sur la vitesse d’absorption de chacun des ions. Selon REFOUFI ET LARHER,(1989), il y a une corrélation entre l’accumulation foliaire de la proline et du Na+ chez le Medicago, aussi BOHNERT ET SHEVELEVA,(1998) présument une co-participation de ces deux composés dans l’ajustement osmotique qui conduit à un équilibre hydrique chez les plantes. D’après ALEM et al.,(2005) l'action de la proline renforce les différents mécanismes d'adaptation membranaire ; son rôle devient plus important au niveau des traitements salins de fortes intensités, quand les autres mécanismes d'adaptation commencent à être dépassés, alors que l’acide sulfosalicylique a un effet significatif sur l’augmentation du potassium et du calcium qui peuvent aussi contribuer non seulement à l’ajustement osmotique pendant les périodes néfastes, mais aussi ont des rôles importants dans le métabolisme de la plante. 63 PERSPECTIVE Compte tenu des résultats que nous venons de commenter pour mettre en évidence l’interaction de l’acide sulfosalicylique et l’effet de la salinité sur la réponse de la proline et les variations minérales, il est possible d’orienter ces travaux vers d’autres axes pour apporter des informations supplémentaires dans le domaine de la résistance des plantes aux stress abiotiques pour la recherche des moyen de protection avec des moyens économiques disponibles afin de lutter contre la désertification et la salinisation des sols. v Procéder à l’étude des paramètres morphologiques tels que la matière sèche, la rétention d’eau et la conductivité stomatique pour évaluer le rôle de ce composés dans la croissance des plantes sous stress v Procéder à des analyses du taux de la chlorophylle a et b et celles d’autres acide aminé comme le glutamate et l’ornithine, susceptibles d’apporter des confirmation aux hypothèses citées, afin d’identifier le rôle de l’acide salicylique dans la sensibilité de la proline chez les plantes sous stress v Appliquer le traitement sur des plantes glycophytes. 64 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ABBAD.A ; ELHADRAMI A et BENCHAABANE A - 2004 (a)-Atriplex halimus.L. 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Ce qui a provoqué le ralentissement de la croissance des végétaux, la chute du rendement et même la disparition de certaines espèces. Les plantes soumises à un stress salin réagissent en mettant en œuvre des mécanismes divers, afin d’approvisionner l’eau nécessaire à leur métabolisme. De nombreuses substances végétales peuvent concourir à la régulation de la synthèse biochimique sous conditions stressantes, parmi lesquels l’acide salysilique qui est une molécule non toxique, synthétisée par les plantes. L’objectif de cette expérience, vise à comprendre l’effet de l’interaction entre l’acide sulfosalicylique et le stress salin chez une plante halophyte juvénile ; l’Atriplex halimus L, âgée de quatre mois, soumises aux stress salin avec plusieurs concentrations de sel (NaCl 300meq, NaCl 600meq, NaCl+CaCl2 300meq et NaCl + CaCl2 600meq) enrichie ou non par deux doses de l’acide sulfosalicylique (ASS) 0.5 mM et 1 mM, par arrosage pendant une semaine. Cette étude entreprise est basée sur l’évaluation de l’analyse des teneurs de la proline qui est un métabolite organique dont la synthèse et l’accumulation identifient le niveau de résistance et / ou de tolérance de cette espèce à la salinité, et des éléments inorganique comme le Na+, le K+ et le Ca++ dans la biomasse aérienne (feuilles et tiges). L’augmentation de la proline et l’évolution de la charge du Na+ dans les vacuoles sous l’intensité de la salinité, ainsi que l’effet dépressif du sel sur l’accumulation du K+ et du Ca++ sont évident chez cette plante. L’application exogène des différentes concentrations de l’acide sulfosalicylique agissent différemment sur le métabolisme de la plante, selon l’intensité et la nature du stress salin appliqué (NaCl ou NaCl+CaCl2). Car on observe que cette molécule diminue les teneurs en proline dans les feuilles et les tiges. On a constaté que ce composé peut induire une tolérance chez les plantes d’Atriplex halimus L. sous stress salin par sa contribution dans l’ajustement osmotique, en modifiant le métabolisme biochimique par le comme le potassium maintient du taux élevé de certains éléments importants et le calcium qui peuvent non seulement contribuer à l’ajustement osmotique pendant les périodes néfastes, mais ont des rôles très importants dans le métabolisme de la plante contrairement au Na+ qui peut être toxique pour les plantes. Mots clés : Atriplex halimus L., salinité, ajustement osmotique, acidesulfosalysilique, proline, sodium, potassium, calcium, résistance, tolerance. SUMMARY SUMMARY Salinity is one of the major world - wide factors that limit development and crop productivity of plants. Plant submissive to environmental restraint, like salt stress must react by any strategy us the maintenance of osmotic adjustment by the way of synthesis organic and inorganic solute. Numerous compounds can converge to the regulation and the synthesis of this solute under stressful conditions us sulfosalicylic acid (SSA) which is a no toxic common plant produced. The object of this experiment, we aim to understand the effect of interaction between sulfo salicylic acid and salt stress in halophyte plant; Atriplex halimus L, towards any parameters concerning responses to salinity, through watering for one week with different concentrations of salt solution (NaCl 300meq, NaCl 600meq, NaCl+CaCl2 300meq et NaCl + CaCl2 600meq) with various concentrations of sulfo-salicylic acid (0.5 mM et 1 mM). This study is based on the evaluation and analysis of proline accumulation which is a used as a parameter in proving the level to resistance or tolerance to this species, and inorganic compound like Na+, K+ and Ca++ in the leaves and shoots. The exogenous application of SSA, indicate that this molecule inhibit or decrease proline accumulation and decrease the level of sodium in the leaves and the shoots but increase the rate of potassium and calcium in this organs. So the results suggest that sulfosalicylic acid can be used as a regulator in synthesis and absorption until stress salinity in plants. In view of the physiological role which this molecule can play in maintain the level of compounds important for the higher plant like K+ and Ca++ in contrary of the toxic effect of Na+. Key words : Atriplex halimus l.., salinity, accumulation of proline, mineral nutrition, sulfosalicylic acid, résistance, tolerance. ﺘﻌﺘﺒﺭ ﺍﻟﻤﻠﻭﺤﺔ ﺤﺎﻟﻴﺎ ﻤﻥ ﺃﻫﻡ ﺍﻟﻤﺸﺎﻜل ﺍﻟﻤﻨﺎﺨﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﻀﺭ ﺒﺘﻁﻭﺭ ﻭ ﻤﺭ ﺩﻭﺩﻴﺔ ﺍﻟﻨﺒﺎﺘﺎﺕ ﻨﻅﺭﺍ ﻻﺨﺘﻼل ﺍﻟﺘﻭﺍﺯﻥ ﺍﻟﻐﺫﺍﺌﻲ ﺍﻷﻴﻭﻨﻲ ﻭ ﻨﻘﺹ ﺍﻻﻤﺘﺼﺎﺹ ﺍﻟﻤﺎﺌﻲ ﺒﺴﺒﺏ ﺍﺭﺘﻔﺎﻉ ﺍﻟﻀﻐﻁ ﺍﻷﺴﻤﻭﺯﻱ .ﺇﻥ ﺍﻟﻨﺒﺎﺘﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﺘﺘﻌﺭﺽ ﻟﻬﺩﻩ ﺍﻟﻅﺎﻫﺭﺓ ﺘﻘﻭﻡ ﺒﻭﻀﻊ ﺒﻀﻌﺔ ﻤﻴﻜﺎﻨﺯﻤﺎﺕ ﻜﺘﺭﻜﻴﺏ ﻋﺩﺓ ﻤﻭﺍﺩ ﻋﻀﻭﻴﺔ ﻭ ﺍﻟﻐﻴﺭ ﻋﻀﻭﻴﺔ ﻟﻠﺤﻔﺎﻅ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺍﻟﺨﻠﻭﻱ .ﻫﻨﺎﻙ ﻋﺩﺩ ﻤﻥ ﺍﻟﻌﻭﺍﻤل ﺍﻟﺨﺎﺭﺠﻴﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﺒﺈﻤﻜﺎﻨﻬﺎ ﺍﻟﻤﺴﺎﻋﺩﺓ ﻓﻲ ﺘﻨﻅﻴﻡ ﺘﺭﻜﻴﺏ ﻫﺩﻩ ﺍﻟﻤﻭﺍﺩ ﺘﺤﺕ ﺍﻟﻅﺭﻭﻑ ﺍﻟﻘﺎﺴﻴﺔ ﻤﻥ ﺒﻴﻨﻬﺎ ﺤﻤﺽ ﺍﻟﺴﻴﻠﻔﻭﺴﺎﻟﺴﻴﻠﻴﻙ ﻭ ﺍﻟﺫﻱ ﻴﻌﺘﺒﺭ ﺠﺯﻴﺌﺔ ﻏﻴﺭ ﺴﺎﻤﺔ ﻴﻘﻭﻡ ﺍﻟﻨﺒﺎﺕ ﺒﺎﺼﻁﻨﺎﻋﻬﺎ ﺘﺘﻤﺤﻭﺭ ﺩﺭﺍﺴﺘﻨﺎ ﺤﻭل ﻤﻌﺭﻓﺔ ﺍﻟﺘﺄﺜﻴﺭ ﺍﻟﻨﺎﺘﺞ ﻋﻥ ﺘﺩﺍﺨل ﺒﻴﻥ ﻜل ﻤﻥ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﻤﺭﻜﺏ ﻭ ﻋﺩﺓ ﺘﺭﺍﻜﻴﺯ ﻤﻥ ﺍﻟﻤﻠﻭﺤﺔ ﻋﻨﺩ ﻨﺒﺎﺘﺎﺕ ﻋﻤﺭﻫﺎ ﺃﺭﺒﻌﺔ ﺃﺸﻬﺭAtriplex halimus Lَ ﺒﻭﺍﺴﻁﺔ ﻋﻤﻠﻴﺔ ﺍﻟﺴﻘﻲ ﻟﻤﺩﺓ ﺃﺴﺒﻭﻉ ﺘﺤﺕ ﺘﺄﺜﻴﺭ ﻋﺩﺓ ﺘﺭﺍﻜﻴﺯ ﻤﺨﺘﻠﻔﺔ ﻤﻠﺤﻴﺔ ،ﻤﻀﺎﻑ ﺇﻟﻴﻬﺎ ﺘﺭﻜﻴﺯﻴﻥ ﻤﺨﺘﻠﻔﻴﻥ ﻤﻥ ﺍﻟﺤﻤﺽ (NaCl 300meq, NaCl 600meq, NaCl+CaCl2 300meq et NaCl + CaCl2 600me) et .(Acide sulfosalicylique ASS) 0.5 mM et 1 mM ﺘﺘﻭﻗﻑ ﺩﺭﺍﺴﺘﻨﺎ ﻋﻠﻰ ﺘﻘﺩﻴﺭ ﺒﻌﺽ ﺍﻟﻤﺭﻜﺒﺎﺕ ﺍﻟﺘﻲ ﻴﻌﺘﺒﺭﻫﺎ ﺍﻟﺒﺎﺤﺜﻭﻥ ﻜﻤﻌﺎﻴﻴﺭ ﻟﻤﻘﺎﻭﻤﺔ ﺍﻟﻤﻠﻭﺤﺔ ﻋﻨﺩ ﻫﺫﺍ ﺍﻟﻨﺒﺎﺕ ﻤﺜل ﺍﻟﺒﺭ ﻭﻟﻴﻥ ﺍﻟﺫﻱ ﻴﺘﺭﺍﻜﻡ ﺒﺸﺩﺓ ﻟﻠﻤﺤﺎﻓﻅﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺘﻭﺍﺯﻥ ﺍﻷﺴﻤﻭﺯﻱ ﻭ ﻜﺫﻟﻙ ﺩﺭﺍﺴﺔ ﺍﻟﺘﻐﺫﻴﺔ ﺍﻷﻴﻭﻨﻴﺔ ﺍﻟﻤﺘﻤﺜﻠﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﺼﻭﺩﻴﻭﻡ ،ﺍﻟﺒﻭﺘﺎﺴﻴﻭﻡ ﻭ ﺍﻟﻜﻠﺴﻴﻭﻡ ﻋﻠﻰ ﻤﺴﺘﻭﻯ ﺍﻟﺠﺯﺀ ﺍﻟﺨﻀﺭﻱ ﻟﻠﻨﺒﺎﺕ ﺃﻱ ﺍﻷﻭﺭﺍﻕ ﻭ ﺍﻟﺴﻴﻘﺎﻥ. ﻗﺩ ﺃﻅﻬﺭﺕ ﺍﻟﺩﺭﺍﺴﺎﺕ ﺃﻥ ﺍﻟﻤﻠﻭﺤﺔ ﺘﺭﻓﻊ ﻤﻥ ﻨﺴﺒﺔ ﺍﻟﺒﺭﻭﻟﻴﻥ ﻭ ﺘﺯﻴﺩ ﻓﻲ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺼﻭﺩﻴﻭﻡ ﺒﺎﻟﻤﻘﺎﺒل ﺘﻨﺨﻔﺽ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺒﻭﺘﺎﺴﻴﻭﻡ ﻭ ﺍﻟﻜﻠﺴﻴﻭﻡ ،ﺍﻻ ﺃﻥ ﻨﺘﻴﺠﺔ ﺩﺭﺍﺴﺘﻨﺎ ﺃﺜﺒﺘﺕ ﺍﻟﻌﻜﺱ ﺃﻱ ﺍﻨﺨﻔﺎﺽ ﻓﻲ ﻜﻤﻴﺔ ﺍﻟﺒﺭ ﻭﻟﻴﻥ ﻭ ﺍﻟﺼﻭﺩﻴﻭﻡ ﺒﺎﻟﻤﻭﺍﺯﺍﺓ ﻤﻊ ﺍﺭﺘﻔﺎﻉ ﻜل ﻤﻥ ﺍﻟﻜﻠﺴﻴﻭﻡ ﻭ ﺍﻟﺒﻭﺘﺎﺴﻴﻭﻡ ﺒﻨﺴﺏ ﻤﻌﺘﺒﺭﺓ ﻓﻲ ﻜل ﻤﻥ ﺍﻷﻭﺭﺍﻕ ﻭ ﺍﻟﺴﻴﻘﺎﻥ. ﻭ ﺒﻨﺎﺀ ﻋﻠﻰ ﻫﺫﻩ ﺍﻟﻨﺘﺎﺌﺞ ﻴﻤﻜﻥ ﺍﺴﺘﻌﻤﺎل ﻫﺫﺍ ﺍﻟﻤﺭﻜﺏ ﻓﻲ ﻤﺴﺎﻋﺩﺓ ﺍﻟﻨﺒﺎﺕ ﻋﻠﻰ ﺘﺤﻤل ﺍﻟﻤﻠﻭﺤﺔ ﻟﻔﺘﺭﺓ ﺃﻁﻭل ﻭ ﺫﻟﻙ ﺒﺘﻌﺩﻴل ﺘﺭﻜﻴﺏ ﺒﻌﺽ ﺍﻟﻤﻭﺍﺩ ﻭ ﺍﻻﻤﺘﺼﺎﺹ ﺨﺎﺼﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻗﺩ ﺘﻠﻌﺏ ﺩﻭﺭ ﻫﺎﻡ ﻓﻲ ﺍﻷﻴﺽ ﺍﻟﺨﻠﻭﻱ ﻜﺎﻟﺒﻭﺘﺎﺴﻴﻭﻡ ﺍ, ﺍﻟﻜﻠﺴﻴﻭﻡ ﻋﻭﻀﺎ ﻋﻥ ﺘﻠﻙ ﺍﻟﺘﻲ ﻗﺩ ﺘﺘﺴﺒﺏ ﻓﻲ ﺴﻤﻴﺔ ﺍﻟﺨﻼﻴﺎ ﻜﺎﻟﺼﻭﺩﻴﻭﻡ. ﺍﻟﻜﻠﻤﺎﺕ ﺍﻟﻤﻔﺘﺎﺤﻴﺔ ، Atriplex halimus Lﺍﻹﺠﻬﺎﺩ ﺍﻟﻤﻠﺤﻲ،ﺘﺭﺍﻜﻡ ﺍﻟﺒﺭ ﻭﻟﻴﻥ ،ﺍﻟﺘﻐﺫﻴﺔ ﺍﻷﻴﻭﻨﻴﺔ ،ﺍﻟﻤﻘﺎﻭﻤﺔ ﺤﻤﺽ ﺍﻟﺴﻴﻠﻔﻭﺴﺎﻟﺴﻴﻠﻴﻙ ASS