3ème Congrès International de la Biodiversité Végétale 9 - 11 Octobre 2015 – Marrakech (Maroc) Université Blida 1 Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie Département des Biotechnologies EFFETS DE Bradyrhizobium sp. (Lotus) SUR LA GERMINATION CHEZ LE LOTIER (Lotus ornithopodioïdes L.) EN PRÉSENCE DU CADMIUM. Hoceme Degaïchia 1, Abd el-hamid Ali ou salah 1 ,Fatima Bouchenak 1 , Fatma Zohra Chaouch 1 1 Université de Blida 1 ,Faculté des sciences de la nature et de la vie, Département des Biotechnologies INTRODUCTION Présentation de l’espèce étudiée Lotus ornithopodioïdes L. ou ‘’Lotier à pied d’oiseau’’ est une fabacée annuelle, suffrutescente, rameuse, pubescente dont les racines pivotantes pourvues de nodosités. Les feuilles sont trifoliées à folioles entières, stipules ovales, à 03 feuilles florales. Les fleurs jaunes regroupées en 03 à 05. Les gousses sont arquées, stipitées à graines saillantes, rapprochées en faisceaux 3- Effet de l’inoculation par Bradyrhizobium sp. (Lotus) sur le taux d’inhibition de germination (%) du lotier en milieu cadmique. En milieu cadmique et en absence de Bradyrhizobium sp. (Lotus), on note un taux d’inhibition de 100 % est cela en dépit de la concentration en ions comparé avec l’essai témoin (0 µg/ml) où ce taux est nul (Figure 3). L’inoculation de Bradyrhizobium sp. (Lotus) a varié le taux d’inhibition de la germination par rapport aux essais non inoculés. Sur le milieu cadmique, on relève les taux les plus faibles d’inhibition (40%) pour 2000µg/ml. Lotus ornithopodioïdes L. 1753 OBJECTIFS Les rhizobactéries sont capables de s'adapter à des conditions défavorables ainsi que d'améliorer la croissance des plantes dans des milieux à forte osmolarité. Elles ont développé des mécanismes moléculaires leur permettant de survivre et de croître avec l'augmentation de la concentration en Eléments Traces Métalliques (ETMs). Selon de nombreux auteurs, la plupart des bactéries métallo-tolérantes accumulent ou synthétisent des solutés organiques compatibles. Figure 3 : Effet de l’inoculation par Bradyrhizobium sp. (Lotus) sur le taux d’inhibition de germination (%) du lotier en milieu cadmique. Ce taux augmente de 10% pour atteindre 60% pour la concentration 6000µg/ml. Bradyrhizobium sp. (Lotus) a un impact significatif sur la diminution du taux d’inhibition de la germination (p < 5%) Les objectifs tracés de ce travail s’appuient grandement de ces assertions. Il s’agit à travers la présente étude d’évaluer les conséquences de l'inoculation par une souche de Bradyrhizobium sp. (Lotus) sur la germination des graines du lotier sous stress cadmique. 4-Effet de l’inoculation par Bradyrhizobium sp. (Lotus) sur la teneur en α-amylase (U/ml) des graines du lotier en milieu cadmique. RÉSULTATS En absence d’une pré-inoculation bactérienne on note une très faible activité amylasique du témoin (5,74. 10-5 U/ml) (Figure 4). La teneur en α-amylase augmente légèrement avec l’augmentation de la concentration en cadmium où on enregistre une valeur maximale de 1,59. 10-4 U/ml pour 6000µg/ml de Cd. La pré-inoculation des graines du lotier par Bradyrhizobium sp. (Lotus) entraine une augmentation de la teneur en α-amylase. Le témoin enregistre une valeur de 6,11.10-4 U/ml, qui diminue en fonction de Effets du cadmium et de l’inoculation par Bradyrhizobium sp. (Lotus) sur la germination et l’activité amylasique des graines du lotier 1- Effet de l’inoculation par Bradyrhizobium sp. (Lotus) sur le taux cumulé de germination (%) du lotier en milieu cadmique. La figure 1 illustre le déclin des taux cumulés de germination, où on note une valeur du TCG = 86,67% chez le témoin (0 µg/ml), Une amélioration du taux cumulé de germination est notée, suite à l’inoculation par Bradyrhizobium sp. (Lotus). Dans le milieu cadmique, et en présence le Bradyrhizobium sp. (Lotus), les graines du lotier présentent un TCG dépassant la moyenne (45%) à la concentration 2000 µg/ml, ce taux diminue et enregistre une valeur de 18,33 % à la concentration 6000 µg/ml. Figure 4 : Effet de l’inoculation par Bradyrhizobium sp. (Lotus) sur la teneur en α-amylase (U/ml) des graines du lotier en milieu cadmique. l’augmentation de la concentration du milieu en cadmium pour atteindre 5,13.10-4 U/ml à la concentration 2000µg/ml puis elle continue à baisser pour atteindre 1,84. 10-4 U/ml pour la concentration 6000µg / ml. Bradyrhizobium sp. (Lotus) a un impact significatif (p<5%) sur l’augmentation de la teneur en α-amylase chez les graines soumises au stress. Figure 1 : Effet de l’inoculation par Bradyrhizobium sp. (Lotus) sur le taux cumulé de germination (%) du lotier en milieu cadmique. **** Le taux cumulé et la cinétique de germination des graines de lotier diminuent avec l’augmentation de la concentration en cadmium dans le milieu. Nos résultats sont en concordance avec ceux rapportés par Mihoub (2005) et Lamhamdi (2011). Selon ces auteurs, les ETMs (cuivre, cadmium et plomb …) dans le milieu inhibe significativement la germination des graines de plusieurs Fabaceae et Poaceae. Une variation significative dans la tolérance aux ETMs est observée pour les essais non inoculés et inoculés. L’inhibition de la germination est dû à l’effet toxique des ETMs. Bradyrhizobium sp. (Lotus) induit une diminution significative de cette inhibition. L’activité de l’α-amylase, est nettement ralentie par le cadmium. Nos résultats sont en concordance avec ceux de Mihoub (2005); suggérant que l’effet des ions cadmium sur l’inhibition de l’activité de l’α-amylase se fait directement sur les protéines enzymatiques déjà synthétisées. L’inoculation par Bradyrhizobium sp. (Lotus) augmente nettement cette activité L’analyse multivariée de la variance (MANOVA) révèle que Bradyrhizobium sp. (Lotus) a un impact significatif sur l’augmentation du taux cumulé de germination (p<5%) 2.Effet de l’inoculation par Bradyrhizobium sp. (Lotus) sur la cinétique de germination (jours) du lotier en milieu cadmique. Les courbes de germination (Figure 2) permettent de distinguer 03 phases chez les essais inoculés: 1- une phase de latence, nécessaire à l’apparition des premières germinations, au cours de laquelle le taux de germination reste faible. Elle est courte, de l’ordre de 24 heures, pour le témoin (0 µg/ml). Cette phase dure 48 heures chez l'ensemble des graines soumises au stress cadmique en présence de Bradyrhizobium sp. (Lotus) 2- une phase sensiblement linéaire, correspondant à une augmentation rapide du taux de germination et est proportionnelle au temps. CONCLUSION Nos résultats indiquent une augmentation statistiquement significative (p < 5%) des valeurs de l’ensemble des paramètres physiologiques (taux cumulé, inhibition et cinétique de germination) des essais inoculés par Bradyrhizobium sp. (Lotus) en comparaison avec ceux des essais non-inoculés. De même les teneurs en α-amylase augmentent significativement (p < 5%) en présence de Bradyrhizobium sp. (Lotus). Nos résultats indiquent que Bradyrhizobium sp. (Lotus) agit sur les ETMs afin de les rendre moins disponible dans le milieu et ainsi contribuer à la tolérance de Lotus ornithopodioïdes envers le cadmium. Figure 2 : Effet de l’inoculation par Bradyrhizobium sp. (Lotus) sur la cinétique de germination (jours) du lotier en milieu cadmique. 3- une troisième phase correspondant à un palier représentant le pourcentage final de germination et traduisant la capacité germinative dans les conditions de l’expérience. L’évolution du taux de germination a été nulle chez les graines n'ayant pas été au préalable inoculées par Bradyrhizobium sp. (Lotus). RÉFÉRENCES Mihoub Asma, Abdelilah Chaoui, Ezzedine El Ferjani , Changements Biochimiques Induits Par Le Cadmium Et Le Cuivre Au Cours De La Germination Des Graines De Petit Pois (Pisum Sativum L.) C. R. Biologies 328 (2005). Lamhamdi Mostafa, Ahmed Bakrim , Ahmed Aarab , René Lafont , Fouad Sayah. Lead Phytotoxicity On Wheat (Triticum Aestivum L.) Seed Germination And Seedlings Growth . C. R. Biologies 334 (2011).