Profils électrophorétiques 1D SDS-PAGE des protéines thermostables foliaires

Dans l’optique de mieux comprendre les bases moléculaires de la protéomique de la tolérance à la sécheresse, des analyses en 1D-SDS-PAGE ont été réalisées ; en ayant pour but l’identification des profils d’expression des protéines thermostables impliquées dans la réponse au déficit hydrique. Les protéines thermostables ont été extraites à partir des feuilles de plantes contrôles et de plantes stressées, traitées avec 10 et 20% de PEG-6000 durant 3 et 5 jours.

Les profils protéiques révèlent des différences, entre les conditions contrôles et les conditions de stress hydrique induites par le PEG-6000. Globalement les cultivars étudiés présentent un pattern relativement similaire, à savoir que l’accumulation des protéines thermostables augmente au niveau des feuilles, de l’ensemble des variétés testées en présence de PEG-6000. Toutefois, il existe des différences en terme d’intensité et de bandes protéiques révélées. Un total de 114 bandes protéiques, tous traitements confondus, ont étaient révélées avec des masses molaires allant de 14 à 106.8KDa.

Chapitre 3 Caractérisation de la réponse au stress hydrique chez quelques variétés de blé dur

En conditions standards, les protéines thermostables (DHN) s’accumulent à moindre mesure, comparativement aux conditions stressantes; une différence qui englobe également l’intensité des bandes révélées. Parmi les protéines thermostables observées, la protéine de faible poids moléculaire de 14KDa, exhibe une intensité plus élevée au niveau des feuilles des plantes stressées, plus particulièrement chez les variétés W et B (Figure.23.A). Une observation qui se trouve être en accord avec celle de Vaseva et al., (2010). De plus l’intensité des bandes protéiques révélées entre 66 et 24KDa ainsi qu’entre 20 et 14KDa, apparaît comme ayant augmentée chez les plantes stressées. Ces dernières, même lorsqu’elles sont détectées chez les contrôles, elles sont d’une intensité beaucoup plus faible.

Les bandes protéiques observées ont été détectées, au terme de trois jours d’exposition au PEG-6000 à 10% et deviennent plus marquées chez certaines variétés telles que B après addition de 20% de PEG-6000. Après cinq jours d’exposition au PEG-6000, on note l’accumulation de 14, 16, 17, 21, 26, 46,60, 68, 87Kda chez B, mais aussi l’accumulation de 26, 28, 29, 30, 33, 45, 85, 101, 106KDa (PM) chez l’ensemble des génotypes testés (Figure.23.). Considérant les deux niveaux de stress, on note l’accumulation de 14, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 26, 27, 28, 29,30, 41, 44, 45, 46, 53, 68, 69, 84, 85, 106KDa (PM) (Figure.23.A.B.C.D.). Ces protéines sont détectées chez B à partir du troisième jour d’application du stress, alors qu’elles n’apparaissent, voire pas du tout, qu’après cinq jours de stress chez W, DK, GGR, B17 et Bou. De plus en condition de stress sévère, le nombre et l’intensité des bandes protéiques révélées diminuent considérablement pour certaines variétés telles que B17, GGR et Bou.

Figure.23.A. Profil en 1D SDS-PAGE des protéines thermostables de variétés de blé dur extraites à

partir des feuilles, sous différentes conditions de stress. (A): (Lignes 1 à 3, B): 1= témoin, 2= PEG 10% 3jours, 3= PEG 10% 5jours. (Lignes 4 à 7, W): 4= témoin, 5= PEG 10% 3jours, 6=PEG 10% 5jours. (Lignes 7 à 8, W): 7= PEG 20% 3jours, 8= PEG 20% 5jours. (Lignes 9 à 10, B): 9= PEG 20% 3jours, 10= PEG 20% 5jours. . M: Marqueur de taille (poids moléculaire en KDa).

Chapitre 3 Caractérisation de la réponse au stress hydrique chez quelques variétés de blé dur

Figure.23.B. Profil en 1D SDS-PAGE des protéines thermostables de variétés de blé dur extraites à partir des feuilles, sous différentes conditions de stress. (B): (Lignes 1 à 4, témoins): 1= B17, 2= GGR, 3= DK, 4= Bou. (Lignes 5 à 8, PEG 10% 3jours): 5= B17, 6= GGR, 7= DK, 8= Bou.

Figure.23.C. Profil en 1D SDS-PAGE des protéines thermostables de variétés de blé dur extraites à partir des feuilles, sous différentes conditions de stress. (C): (Lignes 9 à 12, PEG 10% 5jours): 9= B17, 10= GGR, 11= DK, 12= Bou. (Lignes 12 à16, PEG 20% 3jours): 13= GGR, 14= B17, 15= Bou, 16= DK.

Chapitre 3 Caractérisation de la réponse au stress hydrique chez quelques variétés de blé dur

Figure.23.D. Profil en 1D SDS-PAGE des protéines thermostables de variétés de blé dur extraites à partir des feuilles, sous différentes conditions de stress. (D): (Lignes 17 à 20, PEG 20% 5 jours): 17= B17, 18= GGR, 19= DK, 20= Bou.

Nos résultats indiquent que l’expression des protéines thermostables foliaires est génétiquement régulée, en étant dépendante à la fois de la concentration en PEG, de la durée d’exposition ainsi que des différences génétiques existantes entre génotypes.

3. Effet du déficit hydrique induit par l’arrêt de l’arrosage 3.1. Evolution de la conductance stomatique

Les mesures effectuées, à l’aide du promettre à diffusion de vapeur d’eau représentent les valeurs de la résistance stomatique (r_s), cette dernière est inversement proportionnelle à la conductance stomatique (g_s). Ceci implique que plus les valeurs de la résistance stomatique seront élevées, plus les valeurs de la conductance stomatique seront basses.

En condition non déficitaire, les différentes variétés présentent des conductances stomatiques supérieures à celles des plantes stressées, traduisant leur aptitude à effectuer une transpiration favorable en raison d’une bonne alimentation hydrique. La variété B17 présente la valeur la plus élevée avec (154,66 mmole m^-2s^-1), par opposition à la variété GGR possédant la valeur la plus faible avec (79,33 mmole m^-2s^-1).

Au terme de l’application d’un déficit hydrique de deux semaines, la conductance stomatique des feuilles a baissé pour les plantes stressées, montrant ainsi une réduction de la transpiration due au manque d’eau. Les valeurs enregistrées varient entre un minimum de (19,85 mmole m^-2s^-1) chez GGR et un maximum de (33 mmole m^-2s^-1) chez OZ. Les plantes soumises à la

Chapitre 3 Caractérisation de la réponse au stress hydrique chez quelques variétés de blé dur

contrainte hydrique réduisent leur conductance stomatique, ce qui traduit une fermeture des stomates, afin de préserver l’eau dans leurs tissus et éviter leur déshydratation.

La réduction des valeurs de la (g_s) diffère d’une manière significative entre les variétés étudiées. En effet, la comparaison des moyennes ainsi que l’analyse de variance indiquent qu’il existe une différence très hautement significative pour l’effet stress, l’effet variété et l’effet interaction (Génotype x Traitement) (Tableau.14.). Ces différences significatives indiquent que les variétés testées réagissent différemment à la contrainte hydrique, en terme de réduction de la conductance stomatique. Galmes et al., (2007), Rizza et al., (2012) ainsi que April et al., (2013) ont également rapportés un effet significatif du déficit hydrique sur la diminution de la conductance stomatique.

Tableau.14. Carrés moyens de l’analyse de variance de la conductance stomatique (gs) des variétés de blé dur testées.

Traitements Conductance stomatiques (g_s)

Génotypes (G) 1548,914 ^{* **} Traitement hydrique (T) 79784,522 ^*** Interaction (G x T) 1225,093 ^***

ns : effet non significatif, * : effet significatif p<0,05, ** : effet hautement significatif p<0,01, *** : effet très hautement significatif p<0,001.