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Submitted on 1 Jan 1984
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COMPOSITION ÉLÉMENTAIRE DE DIVERS TYPES DE GRANULES DANS LES CELLULES
COTYLÉDONAIRES DU RADIS
L. Geneves, S. Halpern
To cite this version:
L. Geneves, S. Halpern. COMPOSITION ÉLÉMENTAIRE DE DIVERS TYPES DE GRANULES DANS LES CELLULES COTYLÉDONAIRES DU RADIS. Journal de Physique Colloques, 1984, 45 (C2), pp.C2-495-C2-498. �10.1051/jphyscol:19842112�. �jpa-00223780�
JOURNAL DE PHYSIQUE
Coiloque C2, supplément au n02, Tome 45, février 1984 page C2-495
COMPOSITION É L É M E N T A I R E DE DIVERS TYPES DE GRANULES DANS LES CELLULES COTYLÉDONAI RES DU RAD1 S
L. Geneves e t S . Halpern*
Laboratoire de CytoZogie Végétale EcpérimentaZe, Université P. e t M. Curie, 12, rue Cuvier, 75230 Paris Cedex 05, France
*Laboratoire de Biophysique, Faculté de Médecine, 8 , rue du Général S a r r a i l , 94010 C r é t e i l Cedex, France
R é s u m é - Des p o u d r e s ou d e s e m p r e i n t e s o b t e n u e s à ~ a r t i r d e c o t y l é d o n s de g r a i n e s s è c h e s d e R a d i s , o n t é t é é t u d i é e s a v e c l a m i c r o a n a l y s e p a r sonde é l e c t r o n i q u e e t l a s p e c t r o m é t r i e d e r a y o n s X. De nombreux c r i s t a u x r e n f e r m e n t d i v e r s é l é m e n t s (P, Ca, S i , S , Mg e t K). C e r t a i n s o n t un r a p p o r t Ca/P é l e v é . D ' a u t r e s , p l u s r a r e s , o n t une f o r t e p r o p o r t i o n S i / P . E n f i n , d e s g r a n u l e s t r è s p e t i t s s o n t r i c h e s e n f e r .
A b s t r a c t - Powders o r p r i n t s sarnples o b t a i n e d £rom c o t y l e d o n s o f d r y s e e d s o f R a d i s h , were s t u d i e d by EPMA. Many c r y s t a l s c o n t a i n e d s e v e r a l e l e m e n t s ( P , Ca, S i , S , Mg and K ) . Some h a d a h i g h Ca/P r a t i o . O t h e r s , more s c a r c e , w e r e c h a r a c t e r i z e d by a h i g h S i / P r a t i o . Very l i g h t g r a n u l e s p o s s e s s e d much i r o n .
INTRODUCTION
L'embryon enfermé dans l a g r a i n e d i s p o s e d e r é s e r v e s , s i t u é e s e s s e n t i e l l e m e n t d a n s l e s g r a i n s d ' a l e u r o n e , ou c o r p s p r o t é i q u e s . Ces d e r n i e r s peuvent p o s s é d e r d e s i n c l u s i o n s , l e s g l o b o i d e s , où s e l o c a l i s e n t d e s c r i s t a u x , r i c h e s e n P o r g a n i q u e e t e n d i v e r s é l é m e n t s (Ca, Mg, K . . . ) ( 1 ) . C e r t a i n s g r a i n s d ' a l e u r o n e r e n f e r m e n t d ' a u t r e s c r i s t a u x ( o x a l a t e d e Ca) ( 2 ) . Après l e s t e c h n i q u e s c l a s s i q u e s ( f i x a t i o n , i n c l u s i o n , coupes) a p p l i q u é e s aux t i s s u s d e s g r a i n e s s è c h e s , l e s g l o b o i d e s s o n t s o u v e n t c l a i r s aux é l e c t r o n s , e n s e c t i o n s u l t r a f i n e s . Quelques u n s , r a r e s , c o n s e r v e n t une i n c l u s i o n c r i s t a l l i n e . La f i x a t i o n chimique i m p l i q u e l ' e m p l o i d e s o l u t i o n s a q u e u s e s ou o r g a n i q u e s q u i p e u v e n t m o d i f i e r l a c o m p o s i t i o n d e s s t r u c t u r e s c e l l u l a i r e s . Pour é t u d i e r l ' e n s e m b l e d e s c r i s t a u x p r é s e n t s d a n s l e s t i s s u s
c o t y l é d o n a i r e s e n v i e l a t e n t e , d ' a u t r e s t e c h n i q u e s s o n t en c o u r s d ' e x p é r i m e n t a t i o n .
MATERIEL ET TECHNIQUES
Des g r a i n e s s è c h e s de R a d i s o n t é t é s e c t i o n n é e s . La s u r f a c e coupée d e s c o t y l é d o n s a é t é f i n e m e n t g r a t t é e d e m a n i è r e à o b t e n i r une p o u d r e , q u i a é t é montée e n t r e deux membranes d e formwar, s u r une g r i l l e d e t i t a n e . La g r i l l e a é t é r e c o u v e r t e e n s u i t e d ' u n f i l m d e c a r b o n e . D ' a u t r e s p r é p a r a t i o n s o n t c o n s i s t é à a p p l i q u e r l a s u r f a c e de s e c t i o n d e s c o t y l é d o n s s e c s s u r l a p e l l i c u l e d e formwar. Les e m p r e i n t e s o n t é t é r e v ê t u e s d ' u n e membrane de formwar e t d ' u n e couche d e c a r b o n e .
Les p r é p a r a t i o n s o n t é t é o b s e r v é e s , s a n s c o n t r a s t a n t , au m i c r o s c o p e é l e c t r o n i q u e à t r a n s m i s s i o n ( H i t a c h i HU 11E ou P h i l i p s EM 3 0 1 s ) . Les a n a l y s e s o n t é t é e f f e c t u é e s a v e c un CAMEBAX MBX é q u i p é d e l ' a c c e s s o i r e TEM (150 nA, 45 kV), e t de deux s p e c t r o - m è t r e s à d i s p e r s i o n de l o n g u e u r d ' o n d e (Mg, K a l , 1 , 2 5 keV ; S i , K a l , 1 , 7 4 keV ; P , K a l , 2,01 keV ; S , K a l , 2,31 keV ; K , K a l , 3 , 3 1 k e V ; Ca, K a l , 3,69 k e V ; F e , K a l , 6 , 4 0 keV). Les m e s u r e s c o n c e r n a n t Mg, S i e t P o n t é t é e f f e c t u é e s a v e c un c r i s t a l TAP ; c e l l e s r e l a t i v e s à S , K , Ca avec un c r i s t a l PET. Le d i a m è t r e d e l a sonde é t a i t d e 0 , 5 Pm. Les comptages o n t d u r é 10 s e c . chacun.
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19842112
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RE SULTATS
Les poudres sont composées de nombreuses structures denses aux électrons. Elles comprennent de multiples cristaux, mélangés à des débris variés (aleurone, organites...). Les cristaux sont soit groupés en amas (fig. l), soit dispersés.
Fig. 1 - Cristaux globuleux, ou aciculaires, opaques aux électrons ; quelques uns sont isolés ; d'autres sont groupés. (G. x 4.200).
Fig. 2 - Cristaux globuleux, de dimensions variées. Aux grandissements élevés, ils présentent une structure réticulée. (G. x 46.500).
Fig. 3 - Cristal globuleux opaque associé à un autre, allongé. Les nombreuses et petites vésicules claires indiquent l'altération du cristal sous le faisceau. (G. x 51 .000) .
Fig. 4 - Cristal globuleux, peu dense aux électrons. A part la région périphérique, parsemée de petites vésicules, le cristal demeure stable malgré
l'irradiation. (G. x 136.500).
Les empreintes donnent des résultats analogues, les granules étant toutefois moins abondants. Il semble que des groupes définis de cristaux existent dans lesgloboïdes.
Toutefois, il est possible que des amas artificiels se forment, au cours dumontage.
Les cristaux isolés ont été choisis de préférence pour les microanalyses. Six éléments ont été systématiquement recherchés : P, S, Ca, Si, Mg, K. La plupart des cristaux étudiés les renferment. Leurs proportions varient de l'un à l'autre.
(Tabl. 1 à III).
Malgré l'hétérogénéité quantitative des éléments étudiés, quelques types peuvent être définis. Certains cristaux isodiamétriques renferment du calcium enproportions notables (rapport des nombres de coups Ca/P compris entre 0,7 et 1,l) (Tabl. 1, col.
1 à III). Leurs formes, leurs dimensions, leur opacité, leur structure (fig. 2) les rapprochent de ceux inclus dans les globoïdes, en sections ultrafines, obtenues après fixation en phase aqueuse (3).
Des régions grises, où sont inclus des cristaux, représentent vraisemblablement des substances issues de l'aleurone (col. IV). La sonde permet d'y déceler quelques uns (P, Ca, Si) des éléments recherchés. Leurs quantités, bien que significatives, restent faibles en regard de celles des granules denses.
Dans les zones claires, aucun élément n'est présent, mis à part le silicium (col. V), qui représente une certaine contamination.
D'autres cristaux allongés, relativement volumineux, ou encore globuleux, sont également opaques aux électrons. Ils s'altèrent sous le faisceau (fig. 3). Ils sont riches en calcium (rapport de nombres de coups C ~ / P compris entre 10 et 38) (Tabl.
II). Cependant, ils renferment aussi P, Mg, K et S. Les proportions de S sont relativement élevées. Leur constitution chimique est certainement complexe.
Jusqu'ici, ils n'ont pas été retrouvés en sections ultrafines.
1 I I III IV v
904 61 508 45 8 5 3 5 9 123
'
24Ca 9 , 5 +- 1 0
Tableau 1 - Composition élémentaire de trois groupes de petits cristaux globuleux (col. 1 à I I I ) , de la substance grise (aleurone, col.+IV), d'une région claire (col. V), exprimée en nombres de coups pour 10 sec. (- 2 0 ) .
cristal cristal cristal cristal
al longé globuleux globuleux globuleux
Tableau II - Composition élémenlaire de quatre cristaux riches en Ca, exprimée en nombres de coups pour 10 sec. (- 2 0 ) .
Tableau III - Composition élémeptaire de quatre cristaux riches en Si, exprimée en nombres de coups pour 10 sec. (- 2 0 ) .
Parmi les cristaux étudiés, certains sont moins denses aux électrons que les précédents. Ils sont aussi moins fréquents. Globuleux, parfois légèrement anguleux,
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ils sont stables sous le faisceau (fig. 4). Ces cristaux renferment de fortes teneurs en Si (Tabl, III). Le rapport des nombres de coups Si/P, relativement élevé, peut atteindre 113. Les autres éléments (Ca, S, Mg et K) existent en quantités significatives, ce qui suggère la présence de plusieurs composants chimiques. Il existe aussi des cristaux de composition intermédiaire.
Certaines régions sont parsemées de granules opaques, de petite taille (diamètre voisin de 0,I pm), qui demeurent stables sous l'irradiation, En balayant la surface
avec le faisceau, on obtient un signal intense au niveau de certains de ces granules, indiquant leur richesse en fer. (Tabl. IV).
1 II III IV v
Fer 250 2 32 154 + 25 74 18 177 27 1.842 2 86
Tableau IV - Nombres de coups en 10 sec. (+ 20) obtenus avec quatre petits granules isolés (col. 1 à IV), et un cristal allongé (col. V).
DISCUSSION
La technique utilisée évite la fixation, l'inclusion, le traitement contrastant.
Elle s'effectue sans contact avec l'eau. Elle permet d'isoler rapidement de nombreux cristaux, et de multiplier les analyses élémentaires. Elle montre une grande
hétérogénéité dans leur composition, bien qu'ils dérivent des tissus cotylédonaires d'une même graine.
Le calcium existe dans tous les cristaux analysés. Il est toujours associé aux autres éléments.
Le soufre a été caractérisé dans la plupart des cristaux. Il est particulièrement abondant dans ceux riches en Ca. Sa présence peut être reliée à l'existence d'hétérosides soufrés dans les semences des Crucifères.
Le silicium est présent dans les Végétaux, et, en particulier, dans diverses graines (4) où il est en faibles proportions. Du Si a été décelé dans plusieurs organites (mitochondries, plastes ... ) (5). Il existe dans les divers types de granules, isolés à partir des graines sèches de Radis. Il est spécialement abondant dans certains.
Il pourrait être à l'état de réserve, sous une forme rapidement utilisable, comme d'autres éléments (P, Mg, K...) représentés dans les mêmes cristaux.
La majeure partie du fer des graines dlAvena et de Casuarina serait stockée dans les cristaux des globoïdes ( 6 ) . Dans les cotylédons de Radis, existent de petits granules denses, de taille assez constante, dont certains possèdent du fer en quantités relativement élevées.
(1) LOTT J.N.A., LARSEN P.L., and DARLEY J.J., Can. J. Bot., 49 (1971) 1977.
(2) SPITZER E., and LOTT J.N.A., Can. J. Bot., - 60 (1 982) 1392, (3) GENEVES L. et RUTIN J., Comptes Rendus Ac. Sc., 296 (1983) 753.
(4) POSTERNAK S., Comptes Rendus Ac. Sc., 140 (1905) 322.
(5) MEHARD C.W. and VOLCAN1 B.E., Ce11 Tiss. Res., '74 (1976) 315.
(6) BUTTROSE M.S., Aust. J. Plant Physiol., 5 (1978) 631.
