Effet sur la biomasse des parties racinaire et aériennes

Les résultats expérimentaux ont montre_{́ que la biomasse de la partie aérienne et racinaire ont} diminué chez la plante comparativement à la plante non stressée. La biomasse racinaire et foliaire décroit significativement au fur et à mesure que la concentration du cadmium augmente, avec une forte corrélation négative (r = - 0,891) pour la biomasse racinaire et (r = -0,840) pour la biomasse foliaire. Le stress appliqué a provoqué une diminution totale de la masse racinaire de 79,4% des échantillons par rapport au témoin et de 70,6% pour la masse foliaire. La comparaison des moyennes par le test de Tukey montre une différence significative de la moyenne de biomasse racinaire aux concentrations 150 ppm et 300 ppm par rapport au témoin ; par contre pour la biomasse foliaire ce même résultat était constaté que pour la concentration de 300 ppm (Fig. 20).

Figure 20. L’effet du Cd sur la biomasse des parties racinaire et aériennes.

La détermination des poids de la masse racinaire et foliaire de la plante étudiée montre que la biomasse décroit significativement au fur et a_{̀ mesure que la concentration du cadmium augmente}

Résultats et Discussion

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dans le milieu. Plusieurs études ont montre_{́ que la présence du Cd dans le milieu de culture peut se} traduire, au-delà̀ d’une certaine limite, par l’apparition de symptômes d’intoxication, accompagnés d’une inhibition de la croissance pondérale des plantes (Zorrig, 2010).

L’inhibition de la croissance des plantes et de la biomasse induite par le cadmium a déjà̀ été signalé chez de nombreuses espèces de plantes telles que le blé (Rehman et al., 2015), le riz (Nahakpam et Shah, 2011), le mais (Vaculik et al., 2015), Brassica napus (Ali et al., 2014 ; Ehsan et al., 2014), la tomate (Hediji et al., 2015), les plants d’haricots (Saidi et al., 2013), le radis et le blé (Anuradha et Rao, 2007).

La diminution de la croissance pondérale de la partie aérienne et racinaire de la plante peut être due à la toxicité́ de cadmium sur les appareils photosynthétiques (Saidi et al., 2013), ou des altérations chez les plantes (Ali et al., 2014), ainsi qu’aux dommages oxydatifs et a_{̀ la réduction des} activités enzymatiques antioxydants (Saidi et al., 2013).

La diminution de la croissance pondérale des plantes peut également être due a_{̀ la} perturbation de l’équilibre de certaines hormones de croissance, notamment l’auxine (Hasenstein et

al., 1988), et à la perturbation de l’ homéostasie des éléments minéraux essentiels (Nemmiche,

2017). De même, Ekmekci et al. (2008) rapportent que l'augmentation de la concentration du cadmium dans le milieu réduit significativement la quantité́ de la matière sèche des racines et des feuilles chez Zea mays. Il est important de noter que le Cd n’affecte pas la croissance de toutes les plantes avec la mêmes sévérité́. En effet, sur des sites très contaminés en métaux lourds, et en particulier en cadmium, certaines espèces végétales telles que Arabidopsis halleri et Thlaspi

caerulescens sont capables de croitre, se développer, et se reproduire (Wojcik et al., 2005).

Ruegsegger et Brunold (1992) ont démontré́ que les biomasses des parties aériennes et racinaires sont réduites d’un même facteur en présence du Cd chez le maïs.

3-Estimation des pigments

3-1. Quantification de la teneur en chlorophylles et carote_́noïdes

Nous avons noté une réduction hautement significative de la chlorophylle a et b en fonction des concentrations appliquées du Cd avec une forte corrélation négative (r = - 0,942) pour la chlorophylle a et (r = -0,916) pour la chlorophylle b. Le stress appliqué a provoqué une diminution en teneur des pigments photorécepteurs soit 88,8 % pour la chlorophylle a et de 82,2 % pour la chlorophylle b.

Résultats et Discussion

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La comparaison des moyennes par le test de Tukey montre une différence significative de la moyenne de la chlorophylle a et b à différentes concentrations de Cd par rapport au témoin.

Figure 21. Variation des teneurs en chlorophylles (a, b) dans les feuilles du soja sous l’effet du

stress induit par le Cd.

Nous avons noté aussi une réduction hautement significative de la chlorophylle totale en fonction des concentrations appliquées du Cd avec une forte corrélation négative (r = - 0,954). Le stress appliqué a provoqué une diminution en teneur de la chlorophylle totale soit 90,9 %.

La comparaison des moyennes par le test de Tukey montre une différence hautement significative de la moyenne de la chlorophylle totale à différentes concentrations du Cd par rapport au témoin.

Figure 22. Variation des teneurs en chlorophylle totale dans les feuilles du soja sous l’effet du

stress induit par Cd. 100% * 65% ** 47% *** 28% 100% * 69% ** 57% _36%** 0 1 2 3 4 5 6 témoin 50 150 300 m o ye n n e d e c h lo ro p h yl le Dose de Cadmium en ppm Moyenne (ChlA) Moyenne (ChlB) 100% ** 66% *** 48% *** 29% 0 1 2 3 4 5 6 7 témoin 50 150 300 Dose de Cadmium (ppm)

Résultats et Discussion

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Dans d’autres études, la diminution de la photosynthèse chez les plantes est liée à la diminution du nombre de stomates mis en jeu et leur degré́ d’ouverture. Il semble que l’augmentation de la résistance stomatique soit surtout le fait d’une réduction du nombre de stomates (Debez et al., 2006). La chlorophylle a, b et totale diminue progressivement avec des doses croissantes de cadmium chez le soja. Ces résultats concordent avec ceux de Bouzid (2009), qui a démontré́ qu’il y a une diminution des teneurs en chlorophylles a et b chez A. halimussub sp soumise au stress par le cadmium. Selon Bhardwaj et Singhal (1981), la réduction de la teneur en chlorophylles est liée à la diminution de la teneur des protéines thylacoïdales, qui associées aux chlorophylles a et b.

La réduction enregistrée de la Chl a et Chl b a été́ probablement causée par la dégradation des enzymes impliquées dans la biosynthèse de la chlorophylle comme l 'acide δ- aminolévulinique déhydratase et l 'acide δ-aminolévulinique synthase (Wang et al., 2014). De même, la diminution des teneurs en chlorophylles peut être aussi due a_{̀ une diminution de l’azote au niveau des pigments} chlorophylliens (Zid et Boukhris, 1977). Ainsi, La diminution de la photosynthèse peut être due a_̀ une inhibition de la synthèse des chlorophylles par un blocage des ions Mg, Mn et Fe (Gopal et Rizvi, 2008), ou par l’augmentation de l’activité́ de la chlorophyllase (Liu et al., 2008), ou encore la destruction des chloroplastes (Sharma et Dubey, 2005).

L’accumulation des métaux lourds entraine une réduction de la synthèse des pigments chlorophylliens en modifiant les intermédiaires biosynthétiques de la chlorophylle, et donc le fonctionnement du complexe de protéines pigmentaires (Ahanger et al., 2016).

3-2 Caroténoïdes

Nous avons noté une réduction significative du caroténoïde en fonction des concentrations appliquées du Cd avec une forte corrélation négative (r = - 0,816). Le stress appliqué a provoqué une diminution en teneur du caroténoïde soit 66,5 %. La comparaison des moyennes par le test de Tukey montre une différence significative de la moyenne du caroténoïde aux concentrations 150 et 300 ppm Cd par rapport au témoin.

Résultats et Discussion

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Figure 23. Variation des teneurs en chlorophylles carote_{́noïdes dans les feuilles de soja sous l’effet}

du stress induit par le Cd