Effet d’un stress thermique (froid) sur la physiologie d’une plante. Cas de Triticum durum Desf.

SAHI Basma, NEDIL katia

Effet d’un stress thermique (froid) sur la physiologie d’une plante. Cas de Triticum durum Desf.

SAHI Basma, NEDIL katia

URI: http://dspace.univ-djelfa.dz:8080/xmlui/handle/123456789/4383

Date: 2022

Abstract:

Chez le blé dur (Triticum durum Desf.) le froid est une des causes des pertes des rendements. La compréhension des mécanismes de réponse du blé dur au froid (basses températures et gel) est donc une problématique d’actualité. Est de ce fait indispensable en vue d’améliorer la résistance chez cette espèce. Le présent travail est une revue de littérature des principaux effets du froid sur la physiologie de la plante ainsi que sa biochimie et sa morphologie. Le froid affecte négativement le blé dur, engendre la perturbation de ses processus fondamentaux entre autres l’activité photosynthétique, la teneur en eau, la transpiration, la respiration et peut avoir lieu à n’importe quel stade de développement de la plante. Au cours de sa résistance au froid, le blé dur montre des changements physiologiques, biochimiques et moléculaires, qui sont l’accumulation d’osmoprotecteurs et la synthèse des protéines cryprotectrices avec la régulation de l’expression des gènes. Cette résistance au froid augmente quand le blé dur est endurci dans des conditions de basses températures non gélives. Ce processus d'acclimatation lui donne le temps d’exprimer ses potentialités génétiques. Le recours à la sélection est une des alternatives pour obtenir des variétés de blé dur plus résistantes et tolérante au froid

Description:

Le blé dur (Triticum durum Desf.) occupe une place primordiale parmi les céréales cultivées en Algérie. Sa conduite dans les régions semi arides et arides, se trouve souvent confrontée à plusieurs contraintes environnementales et climatiques qui sont les causes majeures de la faiblesse des rendements et de l'irrégularité de la production. Parmi ces contraintes le froid (basses températures et gel) entraine des dégâts importants et peut survenir à n'importe quel stade de la culture (Chenafi et al., 2006; Mekhlouf , 2008). Il est préconisé que la sélection des variétés tolérantes au froid est nécessaire en vue de réduire les pertes de rendement et stabiliser la production au niveau des zones de culture du blé dur (Mekhlouf, 2008). La présente synthèse bibliographique vise à faire le point des modifications des caractéristiques physiologiques du blé dur tout en tenant compte des paramètres morphologiques et biochimiques suite à une action par le froid. L’étude de la résistance génétique au froid dans la réponse à l’action des basses températures réponses d’adaptation du blé dur à ce stress. En raison du caractère imprévisible des basses températures la tolérance s’avère la stratégie la plus efficace dans les situations de stress sévère et prolongé. Lors de cette tolérance ont lieu des modifications de structures ou de fonctions qui augmentent la probabilité de survie et de production des céréales lors de ces conditions. Il est à préciser que la notion froide est associée à plusieurs niveaux de température : les températures basses inferieures à 10°C ou comprises entre 0°C et 15°C et les températures basses gélives ou gel inferieures à 0°C (Gazeau, 2002 ; Liu et al., 2018). Elles provoquent toutes des modifications qualificatives et quantitatives aux fonctions physiologiques, biochimiques et métaboliques de la plante. Les diverses recherches révèlent que le froid a des effets très marquants sur la culture de blé dur et mettent en évidence les stratégies adoptées par ce dernier pour tolérer cette contrainte (Annichiarico et al. 2005 ; Mekhlouf et al., 2006 ; Mekhlouf , 2008 ; Gacem et Hassani, 2017 ; Labgaa et Fakroun, 2018). Les effets engendrés par le froid dépendent de son intensité (degré), sa durée et de son amplitude, du stade de développement de la plante, du génotype et son interaction avec l'environnement (Bourion et al., 2003). Le froid a des effets négatifs et engendre la perturbation des processus fondamentaux. Il agit sur : - la membrane provoquant un arrêt de son fonctionnement (Yamazaki et al., 2003 ; Solanke et Sharma, 2008) - la division et la croissance cellulaire les cellules (perturbation des fonctions) - l’activité photosynthétique engendrant un déséquilibre et une dégradation de la chlorophylle (Ruelland et al., 2009 ; Kosová et al., 2015) - la transpiration - la respiration (le passage de la température de 20°C à 0°C induit une diminution de la respiration) - et la réduction de la teneur en eau (Thomashow, 1999). - les stades de croissance du blé dur engendrant des conséquences néfastes sur la production avec des effets légers à très sévères (Klein, 2006). Le froid affecte son développement et ralenti son taux de croissance, se traduisant par un faible tallage, par une réduction de la surface foliaire des biomasses aériennes et racinaires (Salamat et Kouidri, 2017, Gacem et Hassani, 2017) et en conséquence une réduction de la biomasse finale (Mekhlouf, 2008). La sensibilité des stades de croissance du blé dur au gel augmente progressivement jusqu'à atteindre les différents degrés qui affectent ces stades. Selon klein (2006), le stade tallage est affectée par la température à -11°C et la montaison à - 4°C, tandis que le reste des stades sont affectés par des températures comprises entre -1°C et -2°C. En effet l’action du gel est plus marquée au stade épiaison qu’au stade tallage. Rizza et al., (1994) mentionnent que la tolérance aux basses températures dépend principalement du processus d'acclimatation (endurcissement) qui se déroule lorsque les plantes sont exposées aux basses températures non gélives . Selon Mekhlouf et al., (2006) ; Mekhlouf, (2008) ; Gacem et Hassani (2017) et Deswarte (2020) l’exposition des variétés de blé dur à des Les effets engendrés par le froid dépendent de son intensité (degré), sa durée et de son amplitude, du stade de développement de la plante, du génotype et son interaction avec l'environnement (Bourion et al., 2003). Le froid a des effets négatifs et engendre la perturbation des processus fondamentaux. Il agit sur : - la membrane provoquant un arrêt de son fonctionnement (Yamazaki et al., 2003 ; Solanke et Sharma, 2008) - la division et la croissance cellulaire les cellules (perturbation des fonctions) - l’activité photosynthétique engendrant un déséquilibre et une dégradation de la chlorophylle (Ruelland et al., 2009 ; Kosová et al., 2015) - la transpiration - la respiration (le passage de la température de 20°C à 0°C induit une diminution de la respiration) - et la réduction de la teneur en eau (Thomashow, 1999). - les stades de croissance du blé dur engendrant des conséquences néfastes sur la production avec des effets légers à très sévères (Klein, 2006). Le froid affecte son développement et ralenti son taux de croissance, se traduisant par un faible tallage, par une réduction de la surface foliaire des biomasses aériennes et racinaires (Salamat et Kouidri, 2017, Gacem et Hassani, 2017) et en conséquence une réduction de la biomasse finale (Mekhlouf, 2008). La sensibilité des stades de croissance du blé dur au gel augmente progressivement jusqu'à atteindre les différents degrés qui affectent ces stades. Selon klein (2006), le stade tallage est affectée par la température à -11°C et la montaison à - 4°C, tandis que le reste des stades sont affectés par des températures comprises entre -1°C et -2°C. En effet l’action du gel est plus marquée au stade épiaison qu’au stade tallage. Rizza et al., (1994) mentionnent que la tolérance aux basses températures dépend principalement du processus d'acclimatation (endurcissement) qui se déroule lorsque les plantes sont exposées aux basses températures non gélives . Selon Mekhlouf et al., (2006) ; Mekhlouf, (2008) ; Gacem et Hassani (2017) et Deswarte (2020) l’exposition des variétés de blé dur à des températures basses et gélives avec endurcissement a permis aux variétés de s’acclimater au froid et leur a donné le temps d’exprimer leur potentialité génétique. Ceci montre l’importance de l’acclimatation au froid qui est un phénomène qui permet aux plantes exposées régulièrement à de basses températures positives de pouvoir tolérer ensuite le gel (Rizza et al., 1994). Aussi trois facteurs principaux influencent les dommages potentiels causés par le gel à une culture de blé en croissance qui sontLe stade de croissance lorsque le gel se produit  La température  La durée des températures de congélation Pour la résistance au froid, le blé dur développe plusieurs mécanismes qui lui permettent de l'adaptation pour contrer ce stress. Ces mécanismes se résument dans la synthèse de nombreux composés comme les lipides, les acides gras surtout, les sucres (Santarius, 1973 ; Lineberger et Steponkus, 1980), les protéines (Voler et Heber, 1975) et ou certains acides aminés en particulier la proline (Gren et Li, 1981) et les acides organiques (Santarius, 1971). Les résultats obtenus des recherches dont la plupart ont été ménées sous conditions contrôlées, révèlent des effets du froid, gel surtout, très marqués entre les variétés témoins et stressées. Ces résultats mettent en évidence les stratégies adoptées par les différentes variétés pour tolérer cette contrainte. Les variétés testées ont utilisé la même stratégie de tolérance vis-à-vis du gel. Les voies métaboliques telles que la proline, la glycine betaine, les polyols, les antioxydants deviennent plus actives pour garder la survie de la plante dans les conditions stressantes (Jubault et al., 2008). Tous les tests de tolérance au froid employés discriminent nettement entre les différentes variétés de blé dur selon leur degré de tolérance au froid. Ce qui révèle la variabilité du fond génétique de chacune d’entre elle et permet d'envisager la sélection de génotypes résistants La variabilité génétique joue, dans ce contexte, un rôle très important dans la détermination de l'adaptation du blé dur au froid et est de ce fait un support de développement des génotypes adaptés à la variation climatique de nos régions. Parmi les alternatives offertes pour palier à ce fléau, figure la sélection de variétés performantes et adaptées. Cette sélection sur la tolérance au froid doit être renforcée par les techniques de la génétique, du génie génétique et de la biologie moléculaire, donc une sélection sur la base des indices de la tolérance des stress et sans oublier la sélection sur la base des performances du rendement grain. Ce qui permet de faire des progrès plus conséquents

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