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Laboratoire de Productivité
végétale et contraintes
envirenmentales
Département de Biologie
Faculté des Sciences de Tunis
Campus
Universitaire
Mémoire présenté en vue de l'obtention
de Diplôme de Mastère
En Biologie Physiologie Végétales Parcours:
Productivité Végétale Intitulé :
Effet de la pollution atmosphérique sur la
composition biochimique de Ricinus communis:
Cas des particules de ciment de la cimenterie de
Bir Mechergua
Présenté par :
Mlle Razgui
Eya
Soutenu le : 12/ 12/ 2018, devant le jury composé de
:
Mme Chiraz Chafei : Professeur Président
MrKarim Hosni : Maître de Conférence
Examinateur
Mme Hela Mahmoudi : Maître
assistante Encadreur
Année Universitaire : 2018 - 2019
Remerciements
Ce travail a été réalisé à
la Faculté des Sciences de Tunis dans le Laboratoire de
Productivité Végétale et Contraintes Environnementales, au
sein de l'équipe de Madame le Professeur Zeineb OUERGHI
ABIDI. Ses qualités humaines et sa disponibilité sont
remarquables. Je tiens à lui exprimer ma gratitude et ma reconnaissance
de m'accepter dans son laboratoire.
Je tiens à remercier tout particulièrement
madame Chiraz CHAFEI, Professeur à la Faculté
des Sciences de Tunis, pour avoir accepté de présider mon jury de
mastère. Je tiens à lui exprimer ma gratitude et ma
reconnaissance.
Une grande part de ma reconnaissance s'adresse à mon
encadreur, Dr. Hela MAHMOUDI, Maître Assistante à
l'Institut Supérieur de Biotechnologie de Béja. Elle a
consacré énormément de son temps pour l'analyse et
l'interprétation des résultats, la présentation et la
correction du mémoire. Qu'elle trouve ici un témoignage de ma
sincère reconnaissance, de mon plus profond respect et de ma plus haute
considération.
Mes remerciements s'adressent également à
Dr. Karim Hosni, Maître de Conférence à
l'Institut National de Recherche et d'Analyse Physico-Chimique pour avoir
accepté d'évaluer ce travail en tant que membre de jury. Qu'il
trouve ici l'expression de ma profonde reconnaissance pour
l'intérêt constant qu'il n'a cessé d'accorder à mon
travail et pour ses efforts considérables dans l'analyse et
l'interprétation de la partie biochimique et pour ses qualités
humaines.
Je tiens à remercier Mes dames Najoua BOURAOUI,
Imen BEN SALAH Héla BEN AHMED, Sabah M'RAH, Mouhiba BEN
NASRI AYACHI, pour leur soutien et leur gentillesse durant toutes ces
années d'étude.
Je tiens à exprimer mes sincères remerciements
à mes amis: Soumaya, Houssem, Mohamed, Wafa, Ameni, Monia
qui m'ont aidé d'une manière ou d'une autre à la
réalisation de ce travail.
Un merci collectif à tous les membres de Laboratoire de
Productivité Végétale et Contraintes Environnementales
à la faculté des sciences de tunis.
Que tous ceux qui m'a aidé d'une manière ou
d'une autre et qui n'ont pas été cités, qu'ils trouvent
ici l'expression de mes meilleurs sentiments.
Dédicace
Je dédie humblement ce manuscrit à :
Mes parents, pour leurs encouragements, leurs soutiens tout au
long de mon cursus, les
sacrifices qu'ils ont consentis pour mon
éducation et ma formation. L'amour et l'affection
qu'ils ont su
m'apporter afin de mener à bien ce travail. Qu'ils trouvent ici le
témoignage de
ma reconnaissance.
Mes frères, pour tous les moments de bonheur qu'on
s'est partagés et pour toutes leurs aides. Mes meilleures amies, pour
leur soutien moral.
Je vous aime.
Liste des abréviations
AG Acides gras
AGS Acides gras saturés
AGMI Acides gras monoinsaturés
AGPI Acides gras polyinsaturés
AAT Activité antioxydante totale
BSA Bovine sérum albumine
DTT Dithiothreitol
EDTA Acide éthylène diamine
tétra-acétique
H2O2 Peroxyde d'hydrogène
MDA Malondialdéhyde
MF Matière fraîche
MS Matière sèche
PM Poids moléculaire
GPX Gaïacol peroxydase
PT Polyphénols totaux
PVPP Polyvinyl polypyrrolidone
ROS Espèces réactives
d'oxygène
SOD Superoxyde dismutase
SST Sucres solubles totaux
TBA Acide thiobarbiturique
TCA Acide trichloroacétique
Liste des figures
Figure 1. Teneurs en MDA dans
les feuilles des plantes du ricin récoltées au niveau des trois
sites (Contrôle, S1 et S2). Moyennes de 3 répétitions et
intervalles de sécurité au seuil de 5%-
26
Figure 2. Effet de pollution
atmosphérique sur les teneurs en mélano dines dans les feuilles
des plantes du ricin récoltées au niveau des trois sites
(Contrôle, S1 et S2). Moyennes de 3
répétitions et intervalles de
sécurité au seuil de 5% 27
Figure 3. Effet de la pollution
atmosphérique sur le contenu en sucres solubles totaux (SST) dans les
feuilles des plantes du ricin récoltées dans les trois sites.
Moyennes de 3 répétitions
et intervalles de sécurité au seuil de 5%
28
Figure 4. Effet de la pollution
atmosphérique sur le contenu en proline dans les feuilles des plantes du
ricin récoltées dans les trois sites. Moyennes de 3
répétitions et intervalles de
sécurité au seuil de 5%
29
Figure 5. Effet de la pollution
atmosphérique sur la teneur en protéines, les activités de
la GPX, CAT et APX dans les feuilles des plantes du ricin
récoltées dans les trois sites.
Moyennes de 4 répétitions et intervalles de
sécurité au seuil de 5% 30
Figure 6. Effet de la pollution
atmosphérique sur la teneur en polyphénols totaux et en
flavonoïdes des extraits méthanoliques des feuilles des plantes du
ricin récoltées dans les
trois sites. Moyennes de 4 répétitions et
intervalles de sécurité au seuil de 5%
31
Figure 7. Effet de la pollution
atmosphérique sur l'activité antioxydante totale et
l'activité antiradicalaire des extraits méthanoliques des
feuilles des plantes du ricin récoltées dans les
trois sites. Moyennes de 4 répétitions et
intervalles de sécurité au seuil de 5%
32
Figure 8. Effet de la pollution
atmosphérique sur les rendements en lipides totaux des feuilles des
plantes du ricin récoltées dans les trois sites. Moyennes de 3
répétitions et intervalles de
sécurité au seuil de 5 %
33
Figure 9. Effet de la pollution atmosphérique sur
l'indice de double liaison (DBI) des feuilles des plantes du ricin
récoltées dans les trois sites. Moyennes de 3
répétitions et intervalles de
sécurité au seuil de 5 %
37
Liste des tableaux
Tableau 1. Effet de la pollution
atmosphérique sur les teneurs en Chl a, Chl b, Chl totale, en
caroténoïdes totaux et en lycopène dans les feuilles des
plantes du ricin récoltées au niveau des 3 sites: Contrôle,
site 1 (S1) et site 2 (S2). Moyennes de 5 répétitions et
intervalles de
sécurité au seuil de 5% 25
Tableau
2. Teneurs en chlorophylle (mg.kg-1huile) et en
beta-carotène (mg.kg-1huile) des huiles fixes extraites des
feuilles du ricin récoltées au niveau d'un site non pollué
(Contrôle),
site 1 et site 2 34
Tableau 3.
Composition en acides gras des feuilles du ricin
récoltées au niveau d'un site non
pollué (Contrôle), Site 1 et site 2.
36
Sommaire
Introduction générale 1
Chapitre 1 : Données bibliographiques
3
I.le ricin : Ricinus communis 3
I.1. Taxonomie de Ricinus communis
3
I.2. Description botanique 3
1.3. Exigences climatiques et édaphiques
4
1.4. Utilisation du ricin 4
a. Utilisation industrielle 4
b. Utilisation médicinale 5
c. Effet insecticide 6
1.5. Etude phytochimique du ricin 6
II. La pollution 7
II.1. Définition 7
II.2. Sources de pollution 7
II.3. Pollution atmosphérique et
activité industrielle 7
II.4. les émissions de cimenteries
8
III. Impact de la pollution 8
III.1. La pollution atmosphérique
8
III.2. Effet sur la physiologie des plantes
8
III.3. Effet des particules de cimenteries
10
IV. Le stress oxydatif chez les végétaux
11
IV.1. Le stress oxydatif 11
IV.2. Rôle des ROS et effets
délétères 12
IV.3. Formation des ROS 12
V. Réponses des plantes au stress oxydatif
12
V. 1. Systèmes de défense enzymatiques
12
V. 2. Système de défense non
enzymatique 13
Chapitre 2: matériel et méthodes
15
1. Matériel végétal
15
2. Extraction et dosage des chlorophylles et des
caroténoïdes 15
3. Extraction et dosage du lycopène
16
4. Dosage du malondialdéhyde (MDA)
16
5. Extraction et dosage des mélanoïdines
16
6. Activité antioxydante 16
6.1. Extraction des protéines solubles
16
6.2. Dosage des protéines solubles
17
6.3. Détermination des activités des
enzymes antioxydantes 17
7. Extraction et dosage des composés
phénoliques 18
7.1. Préparation des extraits 18
7.2. Dosages des polyphénols totaux
18
7.3. Dosage des flavonoïdes 19
7.4. Détermination de l'activité
antioxydante totale 19
7.5. Pouvoir antiradicalaire (test DPPH)
20
8. Extraction et dosage des sucres solubles totaux
20
9. Extraction et dosage de la proline 20
10. Extraction des lipides 21
10.1. Détermination du rendement en
matière grasse 22
10.2. Détermination de la teneur en
chlorophylle et en béta carotène 22
11. Analyse chromatographique des acides gras
23
12. Analyse statistique 24
I. Résultats 25
1. Effet de la pollution atmosphérique sur le
contenu en pigments 25
2. Effet de la pollution atmosphérique sur
l'accumulation en MDA 26
3. Effet de la pollution atmosphérique sur
l'accumulation en mélanoúdines 26
4.
27
Effet de la pollution atmosphérique sur
l'accumulation des sucres solubles totaux
4. Effet de la pollution atmosphérique sur
l'accumulation de la proline 28
5.
29
Effet de la pollution atmosphérique sur la teneur
en protéines et les activités
antioxydantes
5.
32
Effet de la pollution atmosphérique sur les
composés phénoliques 31
6. Effet de la pollution atmosphérique sur
l'activité antioxydante totale et l'activité
antiradicalaire
7. Effet de la pollution atmosphérique sur le
métabolisme lipidique 33
7.1. Effet de la pollution atmosphérique sur le
rendement en lipides totaux 33
|
7.2. Effet de la pollution atmosphérique sur les
teneurs en chlorophylle et en beta-
carotène
|
34
|
7.3. Effet de la pollution atmosphérique sur la
composition en acides gras 34
II. Discussion 37
Conclusions générales et perspectives
42
Références bibliographiques
44
Introduction générale
1
Introduction Générale
Un des problèmes actuels qui occupe
l'intérêt de l'homme est la pollution. Suite à la
révolution industrielle dans la deuxième moitié de XVIII
siècle, connue par l'utilisation de charbon comme source
d'énergie, on a noté un début de pollution, puis ça
était aggravé en découvrant le pétrole,
utilisé jusqu'à nos jours comme source majeure
d'énergie.
Ces révolutions industrielles sont accompagnées
par la production énorme de polluants induisant ainsi une accumulation
de produit chimiques toxiques dans l'environnement et même dans l'air.
L'émission des gaz par les industries tels que le dioxyde de carbone
(CO2), le méthane (CH4), le protoxyde d'azote (N2O), contribuent
directement à l'effet de serre.
La concentration des gaz à effet de serre s'est
considérablement accrue depuis l'ère industrielle. En effet, la
concentration de CO2 atmosphérique a augmenté de 30% partant de
280 parties par million de volume (ppm) en 1750 allant à environ 370 ppm
aujourd'hui.
La Tunisie comme tout pays connait une pollution
atmosphérique importante qui se concentre généralement
dans les villes ayant des zones industrielles à activité notable,
telles que Sfax et Gabes. Les sources de la pollution sont principalement le
trafic routier, les cimenteries et la décharge municipale
(Dahech et al., 2006). Les cimenteries, bien qu'elles
soient installées généralement loin des centres urbains,
contribuent massivement à la pollution atmosphérique
particulaire. En effet, ces unités industrielles émettent de
grandes quantités de poussières. Ces dernières sont
véhiculées et dispersées par le vent sur de grandes
étendues pouvant ainsi affecter les différentes composantes de
l'environnement (air, eau, sol et végétation) sur lesquelles
elles se déposent.
Les stress environnementaux, tels que la pollution
atmosphérique, est l'un des facteurs qui limitent la productivité
végétale et la survie des plantes (Woo et al.,
2007). Par ailleurs, ce type du stress peut affecter directement les
plantes via les feuilles ou indirectement via
l'alcalinisation du sol.
Lorsqu'elles sont exposées à des polluants
atmosphériques, la plupart des plantes subissent des changements
physiologiques avant de présenter des dommages visibles au niveau des
feuilles (Liu et Ding, 2008). Ces plantes fournissent une
énorme surface foliaire permettant la pénétration,
l'absorption et l'accumulation des polluants, afin de réduire leurs
niveaux dans l'environnement atmosphérique (Liu et Ding,
2008).
Le ricin se présente sous la forme d'une plante
herbacée ou arborescente, annuelle ou vivace suivant les conditions
climatiques de la région où elle pousse. Dans ce projet, on
s'est
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