Effets du stress osmotique et de la carence en potassium sur la croissance racinaire du pin maritime : étude biomécanique du grandissement cellulaire

par Marie-Béatrice Bogeat-Triboulot

Thèse de doctorat en Biologie forestière

Sous la direction de Gilbert Aussenac.

Soutenue en 1996

à Nancy 1 , en partenariat avec Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Pin maritime
• Racines (botanique) -- Croissance
• Osmose
• Carence en potassium
• Plantes -- Effets de la sécheresse

Résumé

Ce travail a permis d'améliorer les connaissances du contrôle de la croissance racinaire chez le pin maritime. Cette étude, dont la base est une analyse biophysique du grandissement cellulaire, a fait appel à deux nouvelles microtechnologies: le micromanomètre intracellulaire et le picolitre osmomètre. En conditions optimales, la pression de turgescence cellulaire est uniforme dans toute la zone d'élongation. Par contre, les propriétés rhéologiques des parois varient au cours de la maturation cellulaire et contrôlent le grandissement cellulaire. Trois intensités de stress osmotique ont affecté la croissance racinaire différemment. Un déficit hydrique modéré l'a stimulée en induisant une augmentation de l'extensibilité pariétale, en dépit d'une légère baisse de la pression de turgescence. Lors du déficit hydrique moyen, une réduction de la pression de turgescence a été compensée par une augmentation de l'extensibilité pariétale et la vitesse de croissance racinaire n'a pas été affectée. Lors du déficit hydrique intense, la croissance a été inhibée par une forte réduction de la pression de turgescence. Le système racinaire a répondu de façon hétérogène à l'application d'une carence en potassium. La croissance de la racine principale n'a pas été modifiée par cette contrainte : ni la pression de turgescence, ni les propriétés rhéologiques n'ont été affectées. Par contre, la croissance des racines latérales a été fortement inhibée par une réduction de l'extensibilité pariétale. Par ailleurs, dans l'apex de la racine principale, la relativement faible réduction de la concentration en potassium (divisée par 2), et des autres ions inorganiques, a été totalement compensée par une augmentation des teneurs en sucres solubles et en glutamine. Dans l'apex des racines latérales, la forte réduction de la concentration en potassium (divisée par 8), et des autres ions inorganiques, n'a quasiment pas été compensée, induisant une réduction de pression osmotique dans les tissus matures.

Titre traduit

Effects of osmotic stress and potassium shortage on root growth of maritime pine : a biomechanical study of cell expansion

Pas de résumé disponible.

Résumé

This work allowed us to improve our knowledge about the control of root growth of maritime pine. This study, which is based on a biophysical analysis of cell expansion, utilised two new microtechnologies: the cell pressure probe and the picolitre osmometer. In unstressed plants, cell turgor pressure was uniform over the entire elongation zone. On the other hand, cell wall rheological properties changed during cell maturation and controlled cell expansion. Three levels of osmotic stress affected root growth differently. A moderate water deficit stimulated root growth by increasing cell wall extensibility, in spite of a small decrease of cell turgor pressure. During the medium water deficit, a reduction of cell turgor pressure was compensated by an increase of cell wall extensibility, root growth rate was not affected. During the highest water deficit, root growth was inhibited by a strong reduction of turgor pressure. The root system responded heterogeneously to a potassium shortage. Tap root growth was not modified by this constraint: neither turgor pressure nor rheological properties were affected. On the other hand, lateral roots growth was strongly inhibited by a reduction of cell wall extensibility. Moreover, in the apex of the tap root, a small reduction in potassium concentration (divided by 2), and also of other inorganic ions, was completely compensated by an increase of soluble sugars and glutamine concentrations. In the apex of lateraI roots, a large reduction in potassium concentration (divided by 8), and of other inorganic ions, was practically not compensated, inducing a reduction of the osmotic pressure in mature tissues.