CHERCHALI Amina*, DJEBBAR Réda et KACI Yahia

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1 IMPLICATION DES BACTÉRIES PGPR DANS LES RÉPONSES DU BLÉ DUR AU DÉFICIT HYDRIQUE.
CHERCHALI Amina*, DJEBBAR Réda et KACI Yahia Laboratoire de Biologie et Physiologie des Organismes, Faculté des Sciences Biologiques, Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene (USTHB), BP 32 El Alia Bab Ezzouar, Alger, Algérie. Les Journées Internationales de Biotechnologie, Hammamet (Tunisie) Décembre 2013 MATÉRIEL ET MÉTHODES INTRODUCTION Préparation des grains deTriticum durum var.Vitron (ITGC, Algérie): Stérilisation avec l’hypochlorite de calcium à 3%, germination à l’étuve à 27⁰C, dans des boîtes de Petri contenant du TSA comme milieu de culture pour vérifier la stérilité des grains. Préparation de l’inoculum: Des bactéries du genre Paenibacillus ont été mise en culture dans du TSB sous agitation pendant 24 heures. Mise en culture du blé: Des pots d’une contenance de ½ litre ont été rempli avec du terreau stérilisé, les grains stériles ayant germés sur la gélose sont déposés sur la surface. Puis les essais sont inoculés par les bactéries. Les témoins et les essais seront stressés par arrêt d’arrosage après 10 jours de croissance , les pots ont été mis dans une chambre de culture pendant 21 jours. La sécheresse est un phénomène climatique qui menace l'agriculture dans le monde et particulièrement en Algérie, avec des pertes de productivité considérable. Le stress de déficit hydrique ainsi engendré, affecte les cultures et diminue les rendements. Des études récentes effectuées sur un groupe particulier de bactéries rhizosphériques dites PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) ont montré que ces dernières peuvent améliorer la réponse des plantes à différents stress biotiques ou abiotiques, notamment le stress de déficit hydrique (Arvis et al.,2008). Ce travaille vise à étudier l’effet d’une bactérie Paenibacillus sur la croissance du blé dur Triticum durum, qui représente l’une des céréales les plus consommées en Algérie. Ces effets morphologiques et physiologiques seront étudiés tant en conditions stressantes qu’en conditions non stressantes. Les mesures ont été réalisées sur des plantes stressées et non stressées, inoculées ou non avec la souche Paenibacillus: Mesure de la TRE: La teneur relative en eau est calculée selon la relation suivante: TRE (%) = (PMVF – PMVS) *100 / (PT – PMVS). La TRE renseigne sur le statut hydrique de la plante et l’installation du stress. Mesures biométriques de la croissance: Nous avons mesuré les longueurs et les poids pour les parties aériennes et racinaires, ainsi que le nombre de racines par plante. Dosage des pigments: Les chlorophylles a et b et les caroténoïdes ont été dosés et les rapports a/b, la chlorophylle totale (chl T) et chl T/caroténoïdes ont été calculés. Dosage des protéines: Les protéines ont été dosées par la méthode de Bradford (1976). RÉSULTATS ET DISCUSSION T: non stressées, non inoculées. T1: non stressées, inoculées. T2: stressées, inoculées. T3: stressées, non inoculées. La TRE nous permet d’apprécier le statut hydrique des plantules de blé. On remarque bien l’installation du stress chez les T3. L’implication de la bactérie dans le maintien de la TRE est très visible même sous conditions stressantes. Les exopolysaccharides synthétisés par le Paenibacillus protègent les racines du dessèchement et peuvent être à l’origine du retard de perception du déficit hydrique (in Guemouri et al., 2000) Le poids de la matière végétale sèche (partie aérienne et racines) a été fortement réduit sous l’effet du stress, alors que les plantules inoculées expriment une augmentation du poids aussi bien en conditions non stressantes que stressantes. Cette stimulation de la croissance par les bactéries peut être due à la synthèse par ces dernières de phytohormones ainsi qu’à l’amélioration de la disponibilité des éléments minéraux dans le sol (in Vacheron et al., 2013). L’absorption des éléments minéraux est également améliorée grâce au développement des racines latérales comme le montre les photos ci-dessous et comme observé par nombre d’auteurs (in Vacheron et al., 2013). Plantules stressées non inoculées. Plantules stressées inoculées par Paenibacillus. Nombre de racines La chlorophylle totale représente le taux de chlorophylle a+b. Elle nous renseigne sur le degré d’efficacité de la photosynthèse qui est fortement affectée en état de stress hydrique. Lorsque la chlorophylle diminue, les caroténoïdes moins sensibles au stress, prennent le dessus. Comme la perception du stress est modifiée par les bactéries, chez les plantules stressées et inoculées, le taux de chlorophylle est presque inchangé par rapport aux témoins. Ceci peut être dû à une atténuation de la photo-oxydation induite par le stress oxydatif (Yabuta et al.,2002). Le déficit hydrique se traduit aussi par la diminution du taux de protéines hydrosolubles chez les plantules stressées. L’altération de l’expression des gènes, implique la baisse de la synthèse protéique (Djebbar, 2012). L’augmentation des teneurs en protéines pourrait s’expliquer par l’amélioration de l’absorption des nitrates par les plantes grâce aux bactéries (Yang et al., 2009). CONCLUSION Avis T.J., Gravel V., Hani H., Russell J. and Tweddell R.J. (2008)- Multifaceted beneficial effects of rhizosphere microorganisms on plant health and productivity. Soil Biology and Biochemistry, 40 : Djebbar R. (2012)- Effet du stress hydrique sur le métabolisme cellulaire de plantes de tabac sauvage (Nicotiana sylvestris) et d’un mutant mitochondrial (CMSII). Thèse de Doctorat d’Etat, U.S.T.H.B. ,F.S.B., 233p. Guemouri-Athmania S., Berge O., Bourrain M., Mavingui P.,Thiéry J.M., Bhatnagar T., and Heulin T. (2000)- Diversity of Paenibacillus polymyxa populations in the rhizosphere of wheat (Triticum durum) in Algerian soils. Soil Biology, 36 : 149−159. Vacheron J., Desbrosses G., Bouffaud M.L.et al. (2013)-. Plant growth-promoting rhizobacteria and root system functioning. Frontiers in Plant Science, 4(356) : 1-19. Yabuta Y., Motoki T., Yoshimura K., Takeda T. and Ishikawa T., Shigeoka S., (2002) - Thylakoid membrane-bound ascorbate peroxidase is a limiting factor of antioxidative systems under photo-oxidative stress.The Plant Journal, 32 (6) : 915–925. Yang, J., Kloepper, J., and Ryu, C. (2009)- Rhizosphere Bacteria Helps Plants Tolerate Abiotic Stress. Trends in Plant Science, 14(1) : 1-4. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES Ces résultats nous permettent d’apprécier le niveau de tolérance au stress de déficit hydrique des plantules de blé inoculées ou non par Paenibacillus sp. Cette bactérie induit une augmentation de la croissance, de la teneur relative en eau, une élévation des teneurs en pigments chlorophylliens et en protéines hydrosolubles. La souche de Paenibacillus étudiée semble bien être une bactérie promotrice de la croissance des plantules de blé, d’où l’amélioration des paramètres morphophysiologiques et biochimiques de la plante même sous l’effet du stress hydrique.