Effet intra spécifique du stress salin sur le comportement physiologique, biochimique, hydrique et microbiologique du pois chiche (Cicer arietinum L)

Abstract

الملخص (بالعربية) :

الملخص تركز الدراسة على تأثير الإجهاد الملحي على مرحلتين مهمتين في دورة حياة الحمص (Cicer arietinum L.) :الإنبات والتطور. تعرضت بذور الأصناف السبعة لتركيزات متزايدة ، بترتيب 0 ، 68 ، 102 ، 136 ، 170 ملي مول من كلوريد الصوديوم. أثناء الإنبات ، تعلقت القياسات التي تم إجراؤها بالسرعة ، والحركية ، ومعدل الإنبات اليومي والنهائي ، وطول الجذر والساق ، ومؤشر تحمل الملوحة ، المحتوى المائي للبذور ، ومعدل تشرب البذور. بالنسبة لمرحلة التطور ، زرعت البذور في ركيزة تتكون من التربة والسماد بنفس التركيزات. تمت دراسة سلوكهم ، ومقارنة ارتفاع السيقان وطول جذورهم الرئيسية ، والمحتوى المائي للسيقان والجذور ، محتوى الكلوروفيل أ ، ب والإجمالي ، محتوى الكاروتينات ، محتوى السكريات الذائبة، برولين الأوراق والجذور ، معدل الرماد والعناصر المعدنية للأوراق والجذور ، محتويات المركبات الفينولية (البوليفينول والفلافونويد والعفص المكثف للأوراق والجذور) وتحديد التركيز المثبط IC50 ، وفي نهاية التجربة ، تم قياس التوصيل الكهربائي للركيزة المدروسة ، وتم تحليل نتائجها إحصائياً. النتائج التي تم الحصول عليها تشير إلى أن معدل الإنبات النهائي لغالبية الأصناف المدروسة لم يتأثر بالملوحة. بينما بالنسبة للمقاييس الأخرى ، تم تسجيل تباين كبير في السلوك. من ناحية أخرى ، كان تأثير الملوحة معنويا على طول للجذر ، والساق ، وحيوية البذور ، ومؤشر تحمل الملوحة. أظهرت الأصناف الوراثية استجابة مختلفة للملوحة. أظهر تحليل المكون الرئيسي (PCA) لمرحلة الإنبات أن الصنف الوراثي FLIP84-94 كان الأكثر حساسية لإجهاد الملح وأن ILC 482 كان الأكثر نشاطًا. ينخفض إنبات البذور ونمو الشتلات بشكل طردي لمدة ستة أيام مع زيادة تركيز الملح. لوحظ أقوى إنبات في ILC482 ؛ FLIP 92-92 و Flip 93-93 مقارنة بـ FLIP 09-53 و FLIP 84-92. بالنسبة لمتوسط الإنبات اليومي ، فإن الأنماط الجينية الثلاثة ILC482 ؛ FLIP92-92 ؛ Flip 93-93 تحتوي على أعلى نسبة يليها FLIP84-91 و 84-94 ؛ وتم تسجيل أدنى المتوسطات في FLIP09-53 و FLIP84-92 على التوالي. تسببت معاملة 170 ملي مولار في انخفاض بنسبة 15٪ في قوة البذور مقارنة بالشاهد. في الواقع ، البذور الأكثر قوة هي تلك الخاصة بالنمط الجيني ILC482 والأقل قوة هي تلك الخاصة بالأنماط الجينية FLIP84-94 و FLIP09-53 FLIP84-92 وفقًا للتحليل الإحصائي. بالنسبة للنباتات البالغة ، أثر الإجهاد الملحي على معظم العوامل المدروسة. لهذا الغرض ، تسبب وجود 170 ميلي مول من كلوريد الصوديوم في انخفاض كبير في طول سيقان وجذور النباتات ؛ مم يؤدي إلى معدل انخفاض بنسبة 35.05 ٪ في وزن عقيدات الجذر وانخفاض في محصول التمثيل الضوئي يفسر من خلال انخفاض محتوى الكلوروفيل أ ، ب والإجمالي (انخفاض بنسبة 34.68 ٪ في محتوى إجمالي الكلوروفيل)، نفس الشيء بالنسبة لمحتوى الماء ، بينما بالنسبة للسكريات القابلة للذوبان ، فقد تم تسجيل تراكم كبير للغاية للأنماط الجينية السبعة للحمص مع زيادة تركيز كلوريد الصوديوم في محلول الري بغض النظر عن العضو المدروس. كان تراكم الصوديوم معنويا جدا ومن ناحية أخرى كان هناك انخفاض معنوي في +K و Ca+2 مما أدى إلى انخفاض في النسب. حساسية الملوحة التي عبر عنها مؤشر ISS الخاص بها والتي زادت بنسبة 18.49٪ في 170 ملي مول مقارنة بالشاهد. بالنسبة لمركبات التمثيل الغذائي الثانوي ، هناك تراكمات كبيرة على مستوى الأوراق والجذور ، وكشف التحليل الإحصائي عن وجود تنوع بين الأصناف الجينية وتم تسجيل أعلى تركيز ثابت في الأصناف الوراثية FLIP98-41 و FLIP 92-92 . انخفض تركيز مثبط IC50 بشكل ملحوظ مع زيادة الملوحة ، حيث انتقل من 2.25 مجم / مل لدى الشاهد إلى 0.65 مجم / مل في 170 ملي مولار لجميع الأنماط الجينية. بالنسبة للخصائص الفيزيائية للركيزة المستخدمة ، تسببت الملوحة في زيادة كبيرة في التوصيل الكهربائي.

الكلمات المفتاحية :إجهاد الملح ، كلوريد الصوديوم ، الأنماط الجينية ، الحمص (Cicer arietinum L.) ، التحمل ، الانتقاء ، علم وظائف الأعضاء ، التغذية المعدنية ، التمثيل الغذائي ، النشاط المضاد للأكسدة. ---------------------------------------------- Résumé (en Français) :

Résumé L’étude porte sur l’effet du stress salin sur deux phases importantes dans le cycle de la vie du pois chiche (Cicer arietinum L.) : la germination et le développement. Les graines des sept génotypes ont été exposées à des concentrations croissantes, de l’ordre de 0, 68, 102, 136 et 170 mM de NaCl. Au cours de la germination les mesures effectuées ont concerné la précocité, la cinétique, le taux de germination quotidien et final, la longueur de la radicule et de la tigelle, l'indice de tolérance à la salinité, la vigueur des semences, la teneur en eau et le taux d’imbibition des graines. Pour le stade développement, les graines ont été semées dans un substrat constitué de sol et de terreau avec les mêmes concentrations. On a étudié leur comportement, en comparant la hauteur de leur tiges et la longueur de leurs racines principales, la teneur en eau des tiges et des racines, la teneur en chlorophylle a, b et totale, la teneur en caroténoïdes la teneur en sucres solubles et en proline des feuilles et des racines, le taux de cendres et des éléments minéraux des feuilles et des racines , les teneurs en composés phénoliques (polyphénols, flavonoïdes et tanins condensés des feuilles et des racines) et la détermination de l’IC50, et à la fin de l’expérimentation on a mésuré la conductivité électrique du substrat étudié, dont les résultats sont analysés statistiquement. Les résultats obtenus suggèrent que le taux final de la germination de la majorité des génotypes étudiés n’est pas affecté par la salinité ; alors que pour les autres paramètres, une grande variabilité dans le comportement est enregistrée. Par contre, l’effet de la salinité est significatif sur le paramètre longueur de la radicule, de la tigelle, la vigueur des semences et l’indice de tolérance à la salinité. Les génotypes ont montré une réaction différente à la salinité. L’analyse en composantes principales (ACP) pour le stade germination a révélé que le génotype FLIP84-94 était le plus sensible au stress salin et l’ILC 482 était le plus vigoureux. La germination des graines et la croissance des plantules diminuent régulièrement pendant six jours avec une concentration croissante de sel. La plus forte germination a été observée chez ILC482 ; FLIP 92-92 et Flip 93-93 par rapport au FLIP 09-53 et FLIP 84-92. Pour la moyenne journalière de germination, les trois génotypes ILC482 ; FLIP92-92 ; Flip 93-93 en possèdent les plus élevées suivis par FLIP84-91 ; Flip 84-94 ; et les moyennes les plus faibles ont été enregistrées chez FLIP09-53 et FLIP84-92 respectivement. Le traitement 170 mM a causé une réduction de 15 % dans la vigueur des semences par rapport au témoin. En effet les graines les plus vigoureuses sont celles du génotype ILC482 et les moins vigoureuses sont celles des génotypes FLIP84-94, FLIP09-53 et FLIP84-92 selon l’analyse statistique. Pour les plantes adultes le stress salin a affecté la majorité des paramètres étudiés. A cet effet, la présence de NaCl a entraîné une diminution significative dans la longueur des tiges et des racines des plantes ; le 170 mM entraine un taux de réduction de 35.05% du poids des nodules racinaires et une diminution du rendement photosynthétique expliquée par la diminution de la teneur en chlorophylle a, b et totale (une chute de 34,68% dans la teneur en chlorophylle totale des feuilles) ce qui est signalée aussi pour la teneur en eau, alors que pour les sucres solubles, il s’agit d’une accumulation très hautement significative des sept génotypes de pois chiche en augmentant la concentration du NaCl dans la solution d’arrosage quelques soit l’organe étudié. L’accumulation du sodium a été très hautement significative et par contre il y avait une diminution significative de K+ et de Ca+2 ce qui entraine une diminution des ratios. Pour la sensibilité à la salinité exprimée par son indice ISS qui a augmenté de 18.49% chez le 170 mM par rapport au témoin. Pour les composés du métabolisme secondaire, on note des accumulations significatives au niveau des feuilles et des racines, et l’analyse statistique a révélé une diversité entre les génotypes et la concentration la plus élevée est enregistrée chez les deux génotypes FLIP98-41 et FLIP 92-92. La concentration inhibitrice IC50 a connu une diminution significative avec l’augmentation de la salinité elle passe de 2,25 mg/ml chez le témoin vers 0,65 mg/ml chez 170 mM pour l’ensemble des génotypes. Pour les propriétés physiques du substrat utilisé, la salinité a causé une augmentation significative dans sa conductivité électrique.

Mots clés : Stress Salin, NaCl, génotypes, pois chiche (Cicer arietinum L.), tolérance, sélection, physiologie, nutrition minérale, métabolisme, activité antioxydante

---------------------------------------------- Abstract (en Anglais) :

Abstract The study focuses on the effect of salt stress on two important phases in the life cycle of chickpea (Cicer arietinum L.): germination and development. The seeds of the seven genotypes were exposed to increasing concentrations, in the order of 0, 68, 102, 136 and 170 mM NaCl. During germination, the measurements taken concerned precocity, kinetics, daily and final germination rate, length of the radicle and stem, salinity tolerance index, seed vigour, in water and the rate of seed imbibition. For the development stage, the seeds were sown in a substrate consisting of soil and compost with the same concentrations. Their behavior was studied, comparing the height of their stems and the length of their main roots, the water content of stems and roots, the content of chlorophyll a, b and total, the content of carotenoids and the content of soluble sugars. and in proline of the leaves and roots, the rate of ash and mineral elements of the leaves and roots, the contents of phenolic compounds (polyphenols, flavonoids and condensed tannins of the leaves and roots) and the determination of the IC50, and at the end of the experiment, the electrical conductivity of the substrate studied was measured, the results of which are analyzed statistically. The results obtained suggest that the final rate of germination of the majority of the genotypes studied is not affected by salinity; while for the other parameters, a great variability in the behavior is recorded. On the other hand, the effect of salinity is significant on the parameter length of the radicle, the stem, the vigor of the seeds and the index of tolerance to salinity. The genotypes showed a different response to salinity. Principal component analysis (PCA) for the germination stage revealed that the FLIP84-94 genotype was the most sensitive to salt stress and the ILC 482 was the most vigorous. Seed germination and seedling growth decline steadily for six days with increasing salt concentration. The strongest germination was observed in ILC482; FLIP 92-92 and Flip 93-93 compared to FLIP 09-53 and FLIP 84-92. For the daily germination average, the three ILC482 genotypes; FLIP92-92; Flip 93-93 have the highest followed by FLIP84-91; Flip 84-94; and the lowest averages were recorded in FLIP09-53 and FLIP84-92 respectively. The 170 mM treatment caused a 15% reduction in seed vigor compared to the control. Indeed the most vigorous seeds are those of the ILC482 genotype and the least vigorous are those of the FLIP84-94, FLIP09-53 FLIP84-92 genotypes according to the statistical analysis. For adult plants, salt stress affected most of the parameters studied. For this purpose, the presence of NaCl caused a significant decrease in the length of the stems and roots of the plants; 170 mM leads to a reduction rate of 35.05% in the weight of root nodules and a decrease in photosynthetic yield explained by the decrease in the content of chlorophyll a, b and total (a drop of 34.68% in the content of total chlorophyll leaves) which is also reported for the water content, while for the soluble sugars, it is a very highly significant accumulation of the seven chickpea genotypes by increasing the concentration of NaCl in the watering solution regardless of the organ studied. The accumulation of sodium was very highly significant and on the other hand there was a significant decrease in K+ and Ca+2 which leads to a reduction in the ratios. For the sensitivity to salinity expressed by its ISS index which increased by 18.49% in the 170 mM compared to the control. For the compounds of the secondary metabolism, there are significant accumulations at the level of the leaves and the roots, and the statistical analysis revealed a diversity between the genotypes and the highest concentration is recorded in the two genotypes FLIP98-41 and FLIP 92 -92. The IC50 inhibitory concentration decreased significantly with increasing salinity, going from 2.25 mg/ml in the control to 0.65 mg/ml in 170 mM for all genotypes. For the physical properties of the substrate used, the salinity caused a significant increase in its electrical conductivity.

Keywords: Salt stress, NaCl, genotypes, chickpea (Cicer arietinum L.), tolerance, selection, physiology, mineral nutrition, metabolism, antioxidant activity.