Réponse biochimique et phytochimique d’une Fabacée soumise au stress salin, cas de Vicia faba L.

Abstract

الملخص (بالعربية) : تعتبر ملوحة التربة إجهادا بيئيا كبيرا، يؤثر على الإنتاج الزراعي في جميع أنحاء العالم. تنتمي البقوليات إلى عائلة Fabaceae، وتحتل هذه الأخيرة مكانة هامة في الانظمة الزراعية وفي النظام الغذائي البشري، تضم هذه العائلة مجموعة واسعة من الأنواع تختلف من حيث تحملها أو حساسيتها للملوحة. في ظل غياب المعطيات الكافية حول تأثير الملح واستجابة البقوليات لهذا الاجهاد الملحي ومن اجل وضع استراتيجيات ملائمة لتحسين الغلة، قمنا بهذه الدراسة لغرض استكشاف بعض الجوانب المتعلقة باستجابة أحد انواع البقوليات الغذائية Vicia faba L. للملوحة وإمكانية تحسين تحملها لهذا الاجهاد. لتنفيذ هذا العمل، ثلاثة أنواع من بذور Vicia faba L. كانت موضوع تجاربنا Aguadulce وSuper Aguadulce و Histal زرعت البذور في اصص ونمت داخل الدفيئة في ظل ظروف شبه خاضعة للرقابة. ينقسم عملنا إلى قسمين. في الجزء الأول، تم إضافة جرعات متزايدة من NaCl بمفرده أو مع CaCl2 إلى محلول السقي لنوع Aguadulce في مرحلة الإزهار. في هذا الجزء تم تقييم الاستجابة للملوحة من خلال قياس كمية المواد الكيميائية الحيوية (السكريات القابلة للذوبان والبرولين والبروتينات الكلية) والمواد الكيميائية النباتية (مجموع الفينولات والفلافونويدات والعفص المكثف) التي تم تركيبها بواسطة النبات وتجميعها في الأوراق والجذور. في الجزء الثاني، تم تطبيق رذاذ ورقي من محلول حمض الساليسيليك على الصنفين الآخرين من الفول: Histal وSuper Aguadulce مع مستويين من الملوحة (كلوريد الصوديوم) وهذا خلال مرحلة الازهار. تمت دراسة تأثير حمض الساليسيليك مع تأثير كلوريد الصوديوم على هذين الصنفين من خلال دراسة العديد من المعايير بما في ذلك محتوى الماء النسبي، الكلوروفيل 'ا' و 'ب ‘، المواد الكيميائية الحيوية والمواد الكيميائية النباتية المخزنة في اوراق وجذور النباتات. أظهرت نتائج الجزء الأول استجابة Aguadulce للتأثير الضار لكلوريد الصوديوم، والذي تجلى من خلال توليف كبير للمركبات الكيميائية والكيميائية النباتية ، ولكن إضافة CaCl2 غيرت الوتيرة من خلال تنظيم تخليق المستقلبات الأولية وزيادة المستقلبات الثانوية. في الجزء الثاني، أدى تطبيق حمض الساليسيليك على السلالتين Histal و Super Aguadulce المجهدتين ب: NaCl إلى تحسين محتوى الماء النسبي ومحتوى الكلوروفيل 'ا' و 'ب' في الأوراق، ورفع تجميع السكريات والبروتينات و خفض البرولين، وكذا زيادة وتيرة تركيب المستقلبات الثانوية. تظهر هذه النتائج فعالية استخدام الكالسيوم (CaCl2) وحمض الساليسيليك (AS) لتحسين تحمل نبات الفول (Vicia faba L.) للملوحة، وظهر تأثيرهما المفيد من خلال الاستجابات الكيميائية الحيوية والكيميائية النباتية للنباتات المعرضة للإجهاد الملحي.

الكلمات الرئيسية: الاجهاد الملحي، Vicia faba L. ،NaCl، CaCl2، المركبات الكيميائية الحيوية، المواد الكيميائية النباتية، حمض الساليسيليك.

----------------------------------------------

Résumé (en Français) : La salinité des sols est une contrainte environnementale majeure affectant la production agricole dans le monde. Les légumineuses alimentaires appartiennent à la famille des Fabacées, laquelle occupe une place importante dans les systèmes agricoles et dans l’alimentation humaine, on y recense une large variété d’espèces plus ou moins tolérantes voire sensibles au sel. Les données relatives à la réponse des légumineuses au stress salin sont insuffisantes pour élaborer des stratégies adéquates permettant d’optimiser les rendements ; de ce fait, nous avons entrepris ce travail afin d’explorer quelques aspects liés à la réponse d’une légumineuse alimentaire Vicia faba L. à la salinité et la possibilité d’améliorer sa tolérance à cette contrainte. Pour réaliser ce travail nous avons opté pour une culture en pots. Trois variétés de la fève Vicia faba L. ont fait l’objet de nos expérimentations : Aguadulce, Histal et Super Aguadulce. La culture des plantes s’est faite sous serre dans des conditions semi-contrôlées. Notre travail se scinde en deux parties. Dans la première partie, des doses croissantes de NaCl seul et ou combiné au CaCl2 ont été apportées dans la solution d’irrigation à la variété Aguadulce au moment de la floraison, la réponse à la salinité a été évaluée à travers le dosage des composés biochimiques (sucres totaux, proline et protéines totales) et phytochimiques (phénols totaux, flavonoïdes et tannins condensés) synthétisés par la plante et accumulés dans ses feuilles et racines. Dans la seconde partie, une pulvérisation foliaire d’une solution d’acide salicylique a été appliquée aux deux autres variétés de la fève : Histal et Super Aguadulce stressées avec deux niveaux de salinité (NaCl) et ce pendant le stade de la floraison. L’effet du NaCl seul ou combiné à l’acide salicylique a été étudié chez ces deux variétés à travers différents paramètres dont la teneur en eau relative (TER), les chlorophylles ‘a’ et ‘b’, les composés biochimiques et phytochimiques accumulés dans les feuilles et les racines. Les résultats de la première partie ont mis en évidence la réponse de la variété Aguadulce à la nocivité du NaCl, se manifestant par une synthèse importante des composés biochimiques et phytochimiques, cependant l’ajout du CaCl2 a modifié la tendance en régulant la synthèse des métabolites primaires et en augmentant davantage celle des métabolites secondaires. Dans la seconde partie, l’application de l’acide salicylique aux deux variétés : Histal et Super Aguadulce stressées au NaCl a amélioré la teneur en eau relative et les teneurs en chlorophylles ‘a’ et ‘b’ des feuilles, les teneurs en sucres et en protéines ont été revues à la hausse, la teneur en proline à la baisse, la tendance haussière des métabolites secondaires a été accentuée. Ces résultats font constater que l’utilisation du calcium (CaCl2) et de l’acide salicylique (AS) pour améliorer la tolérance de la fève (Vicia faba L.) à la salinité est d’une efficacité avérée, leur effet bénéfique a été visible à travers les réactions biochimiques et phytochimiques élaborées par les plantes soumises à la contrainte saline.

Les mots clés : stress salin, Vicia faba L., NaCl, CaCl2, composés biochimiques, composés phytochimiques, acide salicylique.

----------------------------------------------

Abstract (en Anglais) : Soil salinity is a major environmental stress affecting agricultural production worldwide. Legumes belong to the Fabaceae family, the latter occupies an important place in agricultural systems and in the human diet, there are a wide variety of species more or less tolerant or even sensitive to salt. Data on the response of legumes to salt stress are insufficient to develop adequate strategies to optimize yields; hence, we have undertaken this work to explore some aspects related to the response of Vicia faba L. a food legume to salinity and the possibility of improving its tolerance. To do this work we opted for a potted culture. Three varieties of Vicia faba L. bean have been the subject of our experiments: Aguadulce, Histal and Super Aguadulce. The cultivation of plants took place in a greenhouse under semi-controlled conditions. Our work is divided into two parts. In the first part, increasing doses of NaCl alone and or combined with CaCl2 were brought in the irrigation solution to the Aguadulce variety at the time of flowering, the response to salinity was sought through the dosage of biochemical compounds (total sugars, proline and total proteins) and phytochemicals (total phenols, flavonoids and condensed tannins) synthesized by the plant and accumulated in its leaves and roots. In the second part, a leaf spray of a salicylic acid solution was applied to the other two varieties of the bean: Histal and Super Aguadulce stressed with two levels of salinity (NaCl) during the flowering stage. The effect of NaCl alone or combined with salicylic acid has been studied through various parameters including relative water content (TER), chlorophyll 'a' and 'b', biochemical and phytochemical compounds accumulated in the leaves and roots of the two varieties studied. The results of the first part demonstrated the response of Aguadulce to the harmful effect of NaCl, manifested by a significant synthesis of biochemical and phytochemical compounds, however the addition of CaCl2 reversed the trend by regulating the synthesis of primary metabolites and increasing that of secondary metabolites. In the second part, the application of salicylic acid to the two varieties: Histal and Super Aguadulce stressed with NaCl improved the relative water content and chlorophyll 'a' and 'b' levels of the leaves, the sugar and protein levels were revised upwards, the proline content decreased, the upward trend of secondary metabolites increased. These results show that the use of calcium (CaCl2) and salicylic acid (AS) to improve bean tolerance (Vicia faba L.) to salinity is of proven effectiveness, their beneficial effect has been visible through the biochemical and phytochemical reactions developed by plants under saline stress.

Keywords : salt stress, Vicia faba L., NaCl, CaCl2, biochemical compounds, phytochemical compounds, salicylic acid.