La germination représente un processus complexe considéré comme fortement affecté par la présence un excès de métaux lourds. De plus, le pourcentage de germination peut être reflétant la qualité de l’environnement des plants (Azizi, 2017).
Les résultats obtenus montrent qu'il n'y avait aucun effet significatif de chlorure d'aluminium sur le taux de germination des graines du blé, dans les limites des concentrations d’AlCl3 appliquées. Selon Satish et Damodar (2013), la germination des graines n’est pas affectée par l’aluminium, tandis que le développement des racines et des plantules est réduit. D’après Ozdener et Kutbay (2009), les métaux ont provoqué une diminution des taux de germination aux des concentrations plus élevées, bien que la germination n’ait jamais été complétement inhibée.En effet, il a été trouvé que les métaux induisent une inhibition de la germination des graines comme le plomb dans le blé (Lamhamdi et al., 2011) et la fève (Pourrut et al., 2008) , le cadmium dans la tournesol (Jadia et Fulekar, 2008 ), le blé (Wong, 2010) et aussi l’orge (Kalai et al., 2013).
La stimulation de la germination a été observée par des faibles concentrations de métaux, chez des espèces végétales différentes, comme Al (Yoshii,1937 ; Osaki et al.,1997 ; Pilon-Smits et al.,2009), Cd (Lefever et al.,2009), As (Li et al.,2007) et Cu (Kjaer et al., 1998). Cela pourrait être attribué à une production d’espèces réactive de l’oxygène (ROS) et des réactive d’azote (RNS), telles que l’oxyde nitrique (NO) dans les plantes traitées par les métaux, entrainant un niveau légèrement accru de stress oxydatif qui stimule la germination (Lefever et al., 2009), où l’exigence d’une légère concentration strictement réglementée de ROS est nécessaire pour la germination (Bailly et al.,2008).
CHAPITRE II RESULTATS ET DISCUSSION
41
Nos résultats ont confirmé que l’aluminium provoque une diminution très hautement significative de l’indice de vigueur des semences (SVI), donc il y a une augmentation très hautement significative du pourcentage d'inhibition pour ce critère. Ces résultats peuvent s'expliquer par le fait que le stress métallique à diminue la croissance des cellules méristématiques (Kabir et al.2010), et réduit l’activité des enzymes hydrolytiques (amylase et protéase), ce qui entraine une réduction de la longueur des plumules et des radicules (Ashraf et al., 2011). Aussi bien, d’autres études ont confirmé ces résultats (Baruah et al., 2019 ; Moosavi et al., 2012).
II.2.2. Effet du stress de l’aluminium (Al
3+) sur la mobilisation des réserves
et l’efficience du métabolisme des graines de blé dur (Triticum durum
Desf.)
Parmi les événements cruciaux de la germination des semences sont le métabolisme et la mobilisation des réserves de semences qui sont indispensables à la croissance des axes embryonnaires (Solanki et Dhankhar, 2011).
En ce qui concerne le matériel de semence respiré (SMR), nous avons noté une diminution sous l’effet du stress métallique appliqué, avec une réduction du l’efficience métabolique (SME) chez les graines du blé sous l’effet des deux premières doses (100 et 300 mg/L) de AlCl3. Alors qu’une augmentation remarquable de SME a été enregistrée sous l’influence de forte concentration d’AlCl3 (600 mg/L) au milieu.
La diminution du SMR et du SME peut s'expliquer par l'effet de l'aluminium sur le métabolisme, et par conséquence la mobilisation des réserves. Ces effets peut indiquent que l’exposition au stress métallique induisent une restriction importante de la mobilisation des réserves, comme les sucres solubles et les acides aminés dans les graines. Le trouble préjudiciable de la mobilisation des réserves peut être accentué par une fuite de nutriments induite par le métal dans le milieu de germination (Mihoub et al., 5005).
Au niveau de protéines, parmi les principaux effets des éléments traces métalliques (ETM) sont l’affaiblissement de la fonctionnalité de protéosome et la diminution des activités de protéase, qui s’effectue après le transfert des protéines nécessaire à la croissance et le développement des plantules (Solanki et Dhankhar, 2011).
CHAPITRE II RESULTATS ET DISCUSSION
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Aussi, l’excès de métaux lourds affecte la nutrition en phosphore et son métabolisme dans les plantes et aussi les activités des enzymes phospholytiques telles que l’acide phosphatase, phosphatase alcaline et ATPase, qui montrent une altération métabolique significative des plantes (Ehsanpour et Amini, 2003).
II.2.3. Effet du stress de l’aluminium (Al
3+) sur la croissance des plantules
de blé dur (Triticum durum Desf.)
L’exposition des plantes aux métaux lourds peut entrainer de nombreux troubles physiologiques et biochimiques, où l’inhibition de la croissance des plantes peut être considérée comme une réponse générale associée à la toxicité des métaux lourds (Kopyra et al., 2003).
Concernant l’indice de croissance, la diminution de la longueur de plumules (SHL), de radicules (RTL) et la longueur totale des plantules (TSL) est généralement observée sous l’effet des fortes doses d’AlCl3.
Ces résultats sont Correspondent aux résultats obtenus par Guilherme et al. (2016) et Lamhamdi et al. (2011) chez le blé dur, Gupta et al. (2016) chez Glycine max L. Merr exposé au plomb, Mahmood et al. (2007) chez le blé dur exposée au cuivre, zinc et plomb.
Sous l’effet de faible dose d’AlCl3 (100 mg/L), nous avons remarqué une augmentation de la longueur des plumules par rapport au témoin. Ce résultat semble être en parfait accord avec ceux trouvés par El-rasafi et al. (2016) chez le blé dur (Triticum durum Desf.) exposé au cadmium. Ce phénomène peut être expliquer par la stimulation améliorée de l’activité du cycle cellulaire grâce à une signalisation de ROS (Kranner et Colville, 2010). Concernant les critères de croissance des plantules de blé, on remarque une augmentation phytotoxique, notamment sous l’effet des concentrations métalliques élevées, chez les deux parties des plantules étudiés (plumule et radicule), ce qui est certainement dû à l'effet toxique des ions Al3+ sur les graines (Datta et al., 2011).
La réduction de la longueur des plumules et des radicules sous l’effet toxique de l’aluminium est l’un des symptômes principaux qui apparut chez des plantules, et peut être expliqué par l’influence de l’aluminium sur la division cellulaire ou leur effet sur l’élasticité de la paroi cellulaire et les activités métaboliques (El-rasafi et al., 2016).
CHAPITRE II RESULTATS ET DISCUSSION
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Les racines sont les principales cibles des ions métalliques, et leur croissance est gravement affectée que la croissance des plumules, car : Les racines sont la surface de contact direct avec le facteur de stress, elles sont plus sensibles à la toxicité des minéraux par rapport aux plumules, et la mobilité d'Al3+ dans les plantules est faible, et la grande quantité de celui-ci reste dans les radicules. Par conséquent, cette accumulation accrue d'Al peut inhiber directement la croissance des radicules, en inhibant la division cellulaire et / ou l'élongation cellulaire. La liaison entre l’Al et l’ADN peut être une cause potentielle d’inhibition de la division cellulaire (Shen et al., 1993).
La réduction de la division des cellules racinaires et de l’élongation des radicules a entraîné une exploration limitée du volume du sol pour l’absorption et la translocation des nutriments et de l’eau, et induit à une carence en minéraux (Shen et al., 1993).