Chapitre III
Résultats
et
Discussion
Chapitre III Résultats et discussions
25
I. Résultats
1. Effet de la pollution atmosphérique sur le
contenu en pigments
Le tableau 1 présente les teneurs en pigments dans les
feuilles des plantes du ricin récoltées au niveau des trois sites
(contrôle, S1 et S2). L'analyse de ce tableau montre une réduction
de la teneur en Chl a, accompagnée d'une augmentation de la teneur en
Chl b, ce qui induit une réduction du rapport Chl a / b, dans les
feuilles des plantes récoltées au niveau du site 2. De
même, les teneurs en caroténoïdes totaux sont
réduites. Ceci suggère une sensibilité de la Chl a et du
métabolisme des caroténoïdes à la pollution
atmosphérique. Au niveau du site 1, les teneurs en Chl a, en Chl b et en
caroténoïdes semblent être insensibles à cette
pollution.
Pour le lycopène, les teneurs en ce pigment augmentent
dans les feuilles des plantes récoltées au niveau des deux sites
1 et 2. Cette augmentation est de l'ordre de 286 et 302% respectivement, pour
S1 et S2.
La sensibilité de la chlorophylle dépend de la
distance à la source de pollution.
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%.
Paramètres
|
Contrôle
|
Site 1
|
Site 2
|
Chl a
|
1,48#177;0,05a
|
1,61#177;0,09a
|
0,61#177;0,10b
|
Chl b
|
0,80#177;0,10b
|
1,12#177;0,24b
|
1,68#177;0,17a
|
Chl totale
|
2,29#177;0,12ab
|
2,73#177;0,26a
|
2,29#177;0,27a
|
Caroténoïdes
|
2,58#177;0,20a
|
2,47#177;0,24a
|
1,55#177;0,08b
|
Chl a/b
|
1,87#177;0,23a
|
1,48#177;0,34a
|
0,36#177;0,03b
|
Chl/car
|
0,89#177;0,07b
|
1,11#177;0,18b
|
1,47#177;0,12a
|
lycopène
|
0,19#177;0,03b
|
0,54#177;0,09a
|
0,53#177;0,09a
|
2. Chapitre III Résultats et discussions
26
Effet de la pollution atmosphérique sur
l'accumulation en MDA
Les acides gras poly-insaturés constituent la
principale composante lipidique de la membrane susceptible à la
péroxydation et à la dégradation dans les conditions des
contraintes environnementales.
La pollution peut entraîner la formation des radicaux
libres qui endommagent les membranes cellulaires. Les dommages membranaires ont
été détectés en mesurant le produit de peroxydation
des AGI et MDA, qui est un biomarqueur représentatif de ce type de
dommages.
L'effet de la pollution atmosphérique sur les teneurs
en MDA est représenté sur la figure 1. L'analyse de cette figure
montre que la pollution induit une peroxydation lipidique des feuilles des
plantes du ricin estimée par une augmentation de la teneur en MDA pour
les deux sites S1 et S2, par comparaison aux plantes témoins. Ce
résultat indique l'apparition d'un stress oxydatif induit par la
pollution atmosphérique.
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%.
3. Effet de la pollution atmosphérique sur
l'accumulation en mélanoúdines
Il s'agit d'un pigment brun à haut poids
moléculaire résultant de la polycondensation des sucres
aldéhydiques et d'acides aminés qui se produit lorsque des
protéines et des sucres réducteurs sont mis en contact. Ils sont
accumulés dans les graines de mutants de riz
Chapitre III Résultats et discussions
27
déficients en aldéhyde
déhydrogénase 7 (Shin et al., 2009).
Cette enzyme est impliquée dans l'élimination des
aldéhydes, tels que le MDA.
Les résultats de la figure 2 montrent que
l'accumulation des mélanoidines est similaire dans les feuilles des
plantes du ricin pour les trois sites étudiés. Cela
suggère que les mélanoidines ne sont pas impliquées dans
le processus de tolérance ou résistance au stress.
600 500
400 300 200 100
0
|
|
C S1 S2
|
Figure 2. Effet de la pollution
atmosphérique sur les teneurs en mélanoïdines 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%.
4. Effet de la pollution atmosphérique sur
l'accumulation des sucres solubles totaux
La figure 3 représente la variation des teneurs en
sucres solubles totaux dans les feuilles des plantes du ricin
récoltées au niveau de 3 sites.
Les résultats montrent qu'en réponse à
l'accumulation de MDA, les teneurs en SST augmentent, notamment dans les
feuilles des plantes du site 2. Cette augmentation est de l'ordre de 137% et
172%, respectivement pour S1 et S2.
Chapitre III Résultats et discussions
28
140 120
100 80 60 40
20
0
|
|
C S1 S2
|
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
(Contrôle, S1 et S2). Moyennes de 3 répétitions et
intervalles de sécurité au seuil de 5%.
4. Effet de la pollution atmosphérique sur
l'accumulation de la proline
Outre son rôle dans l'ajustement osmotique, cet
aminoacide contribue aussi dans la protection des enzymes et dans
l'intégrité membranaire, chez les plantes soumises à des
conditions contraignantes.
La figure 4 représente la variation des teneurs en
proline dans les feuilles des plantes du ricin récoltées au
niveau de 3 sites: Contrôle, site 1 et site 2.
Les résultats de cette figure montrent que comme pour
les teneurs en sucres solubles, les teneurs en proline augmentent, notamment
dans les feuilles des plantes du site 2. Cette augmentation est de l'ordre de
220%.
Cette accumulation peut expliquer les rôles protectifs
des sucres solubles et de la proline contre les dommages induisent par le
stress oxydatif.
Chapitre III Résultats et discussions
29
1,2
1 0,8
0,6 0,4 0,2
0
|
|
C S1 S2
|
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%.
5. Effet de la pollution atmosphérique sur la
teneur en protéines et les activités antioxydantes
Une analyse quantitative est effectuée sur cinq
systèmes antioxydants, tels que, la catalase, la gaïacol peroxydase
et l'ascorbate peroxydase (antioxydant enzymatique), les polyphénols
totaux et les flavonoïdes (antioxydant non enzymatique).
La figure 5 montre que la teneur en protéines des
feuilles des plantes récoltées au niveau des deux sites n'est pas
affectée par la pollution par comparaison à celle des feuilles
des plantes témoin (contrôle).
Ainsi, l'activité de la GPX augmente significativement
dans les feuilles des plantes récoltées au niveau des deux sites
S1 et S2. Cette augmentation est de l'ordre de 171 et 190%, respectivement pour
S1 et S2.
Contrairement à la GPX, l'activité de la CAT
diminue de 59 et de 17%, respectivement pour S1 et S2. Par ailleurs,
l'activité de l'APX reste insensible à la pollution au niveau des
deux sites S1 et S2.
Chapitre III Résultats et discussions
1000
800
600
400
200
0
C S1 S2
Figure 5. Effet de la pollution
atmosphérique sur la teneur en protéines solubles totaux, 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
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
500
400
300
200
100
0
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Chapitre III Résultats et discussions
31
5. Effet de la pollution atmosphérique sur les
composés phénoliques
La figure 6 présente les teneurs en polyphénols
totaux et en flavonoïdes dans les feuilles des plantes du ricin au niveau
de trois sites. L'analyse de cette figure montre que les teneurs les plus
élevées sont enregistrées au niveau du site le plus
pollué S2. Ainsi, ces teneurs augmentent de 188 et 153%, respectivement
pour les polyphénols totaux et les flavonoïdes. Par contre, une
réduction de 45% est enregistrée dans les feuilles des plantes du
site 1, pour les PT.
70 60
50 40 30 20
10
0
|
|
18 16
14 12 10
8
6
4
2
0
|
|
C S1 S2
|
Figure 6. Effet de la pollution
atmosphérique sur la teneur en polyphénols totaux (PT) et en
flavonoïdes (Flav) 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%.
Chapitre III Résultats et discussions
32
6. Effet de la pollution atmosphérique sur
l'activité antioxydante totale et l'activité
antiradicalaire
L'activité antioxydante des extraits
méthanoliques est généralement attribuée à
ses composés phénoliques: polyphénols totaux,
flavonoïdes et tannins...etc.
La figure 7. présente l'activité antioxydante
totale et celle antiradicalaire estimée par le test DPPH des extraits
méthanoliques des feuilles des plantes du ricin récoltées
au niveau des trois sites (contrôle, S1 et S2). L'analyse de cette figure
montre que l'activité antioxydante la plus élevée est
enregistrée au niveau des feuilles du site 2.
Cette activité et de l'ordre de 57,54
mgEAG.g-1MS. Par contre les valeurs les plus faibles sont
notées dans les feuilles du site 1 (25,52 mgEAG.g-1MS). Ces
résultats sont fortement corrélés avec la richesse des
extraits en composés phénoliques, polyphénols totaux et
flavonoïdes.
L'estimation de la capacité inhibitrice du radical DPPH
par les extraits des feuilles des plantes du ricin pour les trois sites,
a été faite par le suivi de la cinétique de cette
activité avec des concentrations variées. La courbe obtenue nous
a permis de déterminer la concentration d'inhibition à 50%
(CI50).
Les extraits méthanoliques des feuilles des plantes du
ricin récoltées à partir du site S1 montrent la valeur
IC50 la plus importante et donc possèdent l'activité antioxydante
la plus faible (DPPH: 2,75 ìg/ml).
Par contre, ceux des plantes du site S2 montrent la valeur
IC50 la plus faible (DPPH: 1,27 ìg/ml) et donc possèdent
l'activité antioxydante la plus importante. Ces résultats
confirment le dosage de l'activité antioxydante totale et
suggèrent l'existence des corrélations significatives entre le
pouvoir antiradicalaire et les teneurs en composés
phénoliques.
Chapitre III Résultats et discussions
33
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%. 7. Effet de la pollution
atmosphérique sur le métabolisme lipidique
7.1. Effet de la pollution atmosphérique sur
le rendement en lipides totaux
La figure 8 montre que le rendement en lipides totaux diminue
significativement avec l'augmentation de l'intensité de la pollution.
Cette réduction est de l'ordre de 38 et 60%, respectivement, pour S1 et
S2.
1 0,8
0,6 0,4 0,2
0
|
|
C S1 S2
|
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 %.
Chapitre III Résultats et discussions
34
7.2. Effet de la pollution atmosphérique
sur les teneurs en chlorophylle et en beta-carotène
Les teneurs en pigments (chlorophylle et beta-carotène)
de l'huile des feuilles du ricin, sont déterminés dans le tableau
2. L'analyse de ce tableau montre que la pollution atmosphérique
réduit la teneur en chlorophylle de l'huile fixe des deux sites, S1et
S2. Cette diminution est de l'ordre de 13 et 33%, respectivement pour S1 et
S2.
Par contre, la teneur en beta-carotène augmente de 117 et
115%, pour S1 et S2.
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
|
Contrôle
|
S1
|
S2
|
Chl
|
12,12#177;0,07
|
10,52#177;0,02
|
8,09#177;0,07
|
Béta-carotène
|
1,25#177;0,01
|
1,46#177;0,01
|
1,44#177;0,03
|
7.3. Effet de la pollution atmosphérique
sur la composition en acides gras
Le tableau 3 présente la composition en acides gras
dans les feuilles du ricin récoltées au niveau des trois sites,
Contrôle, S1 et S2.
L'analyse détaillée du profile en acides gras
(Tableau 3), a permis l'identification de 21 acides gras dont 11 sont des AGS
et 10 sont des AGI. L'huile des feuilles du ricin est plus riche en AGI dont
l'acide á- linolénique (C18:3) et linoléique (C18:2) sont
les composés prépondérants dans les feuilles du ricin des
trois sites analysées.
L'examen du tableau 3 révèle également
que la pollution atmosphérique induit une augmentation des pourcentages
des acides gras saturés (AGS) et ceux monoinsaturés (AGMI), alors
qu'il réduit considérablement les pourcentages des acides gras
polyinsaturés (AGPI), dans les feuilles du ricin des deux sites S1 et
S2, par comparaison au contrôle. Ce résultat pourrait expliquer la
réduction du rapport AGI/AGS.
Cette pollution a engendré une nette augmentation des
pourcentages de certains AGS notamment, l'acide myristique, margarique,
stéarique, béhénique et linogérique (Tableau 3).
Chapitre III Résultats et discussions
35
Dans l'ensemble, les résultats obtenus montrent que le
stress induit par la pollution a tendance à réduire le
degré d'insaturation des acides gras dans les feuilles du ricin via
une réduction des AGI, notamment l'acide
á-linolénique et l'acide linoléique.
L'indice d'iode (II) reflète le degré
d'insaturation d'une l'huile fixe. Les résultats de la valeur d'iode
(Tableau 3) montre que la pollution atmosphérique induit une
légère diminution de cet indice de l'ordre e 19 et 7%,
respectivement pour S1 et S2.
Les valeurs du taux de désaturation oléique
(ODR) et du taux de désaturation linoléique (LDR) indiquent,
l'efficacité des systèmes de désaturation de 18: 1
à 18: 2 et de 18: 2 à 18: 3, respectivement. Les résultats
du tableau 3 révèlent une diminution des valeurs du taux de
désaturation oléique (ODR) au niveau des deux sites S1 et S2 par
comparaison au contrôle. Ce qui révèle que la pollution a
induit une diminution de l'efficacité des systèmes de
désaturation de C18:1 à C18:2.
Ces résultats sont en concordance avec les valeurs de
DBI (Figure 9), qui montre que la pollution atmosphérique engendre une
réduction des niveaux d'insaturation.
Par contre, les résultats (Tableau 3) montrent que le
taux de désaturation linoléique (LDR) augmente au niveau des deux
sites S1 et S2 par comparaison au contrôle. Ces résultats
révèlent une augmentation de l'efficacité des
systèmes de désaturation de C18:2 à C18:3. Ceci pourrait
s'expliquer par l'activation des désaturasses en condition du stress.
Chapitre III Résultats et discussions
36
Tableau 3. Composition en acides
gras des feuilles des plantes du ricin récoltées au niveau de
trois sites (Contrôle, Site 1 et Site 2).
|
acide gras
|
Contrôle
|
Site 1
|
Site 2
|
acide caprylique
|
C8:0
|
5,83
|
5,39
|
2,07
|
acide décanoique
|
C10:0
|
4,33
|
4,13
|
2,93
|
acide laurique
|
C12:0
|
0,70
|
0,37
|
0,77
|
acide myristique
|
C14:0
|
0,62
|
0,09
|
2,20
|
acide myristoléique
|
C14:1
|
0,40
|
0,07
|
0,45
|
Acide penta-décanoïque
|
C15:0
|
0,35
|
0,06
|
0,26
|
Acide palmitique
|
C16:0
|
11,57
|
17,79
|
12,37
|
Acide palmitoléique
|
C16:1
|
0,89
|
0,09
|
0,70
|
Acide margarique
|
C17:0
|
0,31
|
2,04
|
1,02
|
Acide hepta-décenoïque
|
C17:1
|
0,58
|
0,10
|
0,13
|
Acide stéarique
|
C18:0
|
1,75
|
0,16
|
3,58
|
Acide élaïdique
|
C18:1 trans 9
|
0,99
|
0,14
|
0,55
|
Acide oléique
|
C18:1 Cis 9
|
0,45
|
6,14
|
1,63
|
Acide linoleaidique
|
C18:2 trans 9,12
|
0,21
|
0,13
|
0,30
|
Acide linoléique
|
C18:2 Cis 9, 12
|
21,89
|
16,29
|
18,20
|
Acide á- linolénique
|
C18:3
|
47,02
|
37,64
|
45,12
|
Acide arachidique
|
0:0
|
0,11
|
3,05
|
1,36
|
Acide gadoléique
|
0:1
|
0,07
|
0,01
|
0,11
|
Acide béhénique
|
2:0
|
1,17
|
4,03
|
4,81
|
Acide érucique
|
2:1
|
0,17
|
0,11
|
0,42
|
Acide lignocérique
|
4:0
|
0,60
|
2,18
|
1,00
|
AGS
|
|
28,528
|
39,546
|
33,241
|
AGMI
|
|
2,56
|
6,52
|
3,44
|
AGPI
|
|
68,91
|
53,93
|
62,56
|
AGI/AGS
|
|
2,505
|
1,528
|
2,008
|
Valeur d'iode
|
|
169,69
|
138,18
|
158,67
|
ODR
|
|
99,35
|
89,78
|
97,49
|
LDR
|
|
68,23
|
69,80
|
71,25
|
*AGS : Acides gras saturés
; AGMI : Acides gras monoinsaturés ; AGPI
: Acides gras polyinsaturés. ODR: Oleic
desaturase ratio ([(C18:2+C18:3)/(C18:1+C18:2+C18:3)]×100);
LDR: Linoleic desaturase ratio ([C18:3/(C18:2+C18:3)]
×100)
Chapitre III Résultats et discussions
37
210 180
150 120
90
60
30
0
|
|
C S1 S2
|
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 %.
II. Discussion
La pollution atmosphérique est un facteur du stress qui
peut exercer une pression sélective sur les populations
végétales. Les cimenteries émettent dans l'air des
particules de ciment, du calcaire, du gypse, de l'argile et du schiste, qui
sont riches en Fe, Al, Si et Ca. Ces éléments s'accumulent au
niveau du sol ainsi que sur la surface des feuilles des plantes exposées
à la pollution.
Dans cette étude, nous avons examiné l'effet de
la pollution par une cimenterie sur le métabolisme primaire (composition
en acides gras, rendement en huile fixe) et le métabolisme secondaire
(polyphénol, flavonoïdes, ...etc.), des feuilles des plantes du
ricin.
Le stress dû à la pollution atmosphérique
entraîne le colmatage des stomates, ce qui réduit la
disponibilité de CO2 dans les feuilles et inhibe la fixation du
carbone.
L'assimilation photosynthétique nette est un indicateur
couramment utilisé pour étudier l'impact des polluants
atmosphériques sur la croissance des plantes (Woo et
al., 2007). Ces dernières constamment exposées
aux polluants environnementaux absorbent, accumulent et intègrent ces
polluants dans leurs systèmes. Il est a signalé que, selon leur
degré de sensibilité, les plantes présentent des
modifications visibles, notamment une
Chapitre III Résultats et discussions
38
modification des processus biochimiques ou une accumulation de
certains métabolites (Agbaire et Esiefarienrhe, 2009).
Ces polluants, lorsqu'ils sont absorbés par les feuilles, ils peuvent
entraîner une réduction de la concentration des pigments
photosynthétiques, à savoir la chlorophylle et les
caroténoïdes, qui affectent directement la productivité de
la plante (Joshi et Swami, 2009). Par ailleurs, une exposition
élevée aux polluants atmosphériques force les
chloroplastes à un niveau d'énergie d'excitation excessif, ce qui
augmente la génération de ROS et induit un stress oxydatif
(Woo et al., 2007).
Les résultats du tableau 1 ont montré que la
pollution atmosphérique a induit une modification de la teneur en
pigments photosynthétiques des feuilles des plantes du ricin, par une
diminution de la teneur en chlorophylle a et en caroténoïdes, et
une augmentation de celle en chlorophylle b. Ces résultats sont en
accord avec ceux de Joshi et Swami (2009), qui ont
également montré une diminution de la teneur en
caroténoïdes dans les feuilles de six espèces
exposées à une émission véhiculaire. De même,
plusieurs chercheurs ont signalé une réduction de la teneur en
caroténoïdes en condition de la pollution atmosphérique
(Joshi et al., 2009; Tripathi et Gautam,
2007).
Il semble que l'effet principal des poussières est la
diminution du rendement de captage et d'utilisation de la lumière
incidente (Auclair, 1976), suite à une accumulation du
ciment sur les surfaces foliaires. Selon Auclair, les poussières ont pu
avoir un effet chimique, du aux éléments toxiques qu'elles
peuvent contenir (ciment). Ces éléments toxiques ont pu
pénétrer dans la feuille et détériorer les
éléments qui transforment l'énergie lumineuse en pouvoir
réducteur et en énergie utilisable par la plante. Donc
l'augmentation significative de la teneur en chlorophylle b chez les plantes du
ricin exposées aux émissions de cimenterie (Tableau 1), n'est
qu'une manière pour compenser le problème de la machinerie
photosynthétique: autrement dit, les poussières émises par
la cimenterie, s'accumulent sur les surfaces des feuilles et
pénètrent, ce qui entraîne des dégâts par la
toxicité de ces éléments chimiques, induisant ensuite une
diminution de la photosynthèse.
Cet abaissement de la photosynthèse résulte soit
d'un effet direct sur le transport des électrons et les enzymes du cycle
de Calvin, soit d'un effet indirect, en raison d'une diminution de la teneur en
chlorophylle.
En plus d'être accumulé sur les surfaces
foliaires, certains composants de ciment s'accumulent dans le sol tels que : le
sable (SiO2), le minerai de fer (Fe2O3) et la bauxite (Al2O3). Ces
éléments entrent dans la composition du sol et peuvent être
absorbés par les plantes. Certains minéraux sont indispensables
pour la croissance et le développement des
Chapitre III Résultats et discussions
39
Chapitre III Résultats et discussions
40
végétaux, tel que le fer. Ce dernier demeure un
élément essentiel participant à de nombreux processus
métaboliques indispensables à la vie de la plante. Cette
importance se traduit par le fait qu'il peut former jusqu'à six liaisons
de coordination en acceptant une paire d'électrons sur chacune de ses
six orbitales atomiques. Cette propriété fondamentale permet au
fer de s'associer à des protéines. Le chloroplaste est un lieu
majeur de l'utilisation du fer chez les végétaux chlorophylliens
puisqu'il contient 80% du fer cellulaire, plus particulièrement,
l'appareil photosynthétique contient 21- 22 atomes de fer, ce qui
représente l'un des processus cellulaires le plus exigeant en fer
(Briat et Vert, 2004).
En outre, l'accumulation des particules métalliques de
ciment peuvent provoquer suite à la formation de radicaux libres, des
dommages des membranes cellulaires, des acides nucléiques et des
pigments chloroplastiques... Ces éléments métalliques
provoquent une dégradation oxydative des lipides et des acides gras
insaturés. Des phases terminales de la dégradation conduiront
à des aldéhydes, parmi lesquels on peut citer le
dialdéhyde malonique (ou malondialdéhyde ou MDA). Nos
résultats (Figure 1), ont montré qu'il y a une forte
péroxydation lipidique, estimée par la forte accumulation de MDA,
chez les plantes exposées à la cimenterie, notamment celles du
site S2.
La gaïacol péroxydase (POD, GPX) est l'enzyme qui
élimine le 112O2 dans les chloroplastes. Elle est produite
par dismutation d'O2.- catalysée par la SOD. Dans les
feuilles du ricin récoltées au niveau des sites S1 et S2, nous
avons noté une augmentation de l'activité de la GPX (Figure 5).
Ces résultats montrent que cette enzyme joue un rôle crucial dans
les mécanismes de défense contre le stress oxydant chez les
plantes stressées du ricin.
La concentration en sucres solubles indique l'activité
physiologique d'une plante et détermine sa sensibilité à
la pollution atmosphérique. En effet, la réduction de la teneur
en sucres solubles dans les stations polluées peut être
attribuée à une respiration accrue et à une moindre
fixation du CO2 en raison de la détérioration de la chlorophylle.
Il a été mentionné que des polluants tels que le SO2, le
NO2 et le 112S dans des conditions de durcissement peuvent provoquer un
épuisement accru des sucres solubles dans les feuilles des plantes
cultivées dans des zones polluées (Tripathi et Gautam,
2007).
La diminution de la teneur en sucres solubles totaux des
feuilles endommagées correspond probablement à l'inhibition
photosynthétique ou à la stimulation du taux de
respiration (Tzvetkova et Kolarov, 1996). Les
résultats de la figure 3 montrent que les teneurs en sucres solubles
augmentent notamment chez les plantes du site 2 fortement exposées
à la cimenterie. Cette accumulation des sucres solubles semblent jouer
le rôle des osmo-protecteurs lors du stress oxydatif et aussi assurent
une protection des compartiments cellulaires suite à une
pénétration des particules constitutives de ciment. En outre,
l'augmentation des sucres solubles a été signalée chez
plusieurs espèces résistantes à la pollution
atmosphérique industrielle telles que Dodonea viscosa et
Prosopis juliflora (Abedi et al., 2009a, b; Koochak
et Seyyed Nejad, 2010).
Il a été rapporté que la proline agit en
tant que piégeur de radicaux libres pour protéger les plantes
contre les dommages causés par le stress oxydatif. La proline est
classée parmi les osmolytes les plus fréquemment accumulés
chez un grand nombre d'espèces. Cependant, son accumulation chez les
plantes peut aussi être le résultat d'autres facteurs
environnementaux qui ne perturbent pas la balance osmotique tels que les
contraintes biotiques. Il est aujourd'hui bien admis que la proline, outre sa
contribution dans l'ajustement osmotique, à d'autres rôles. Elle
peut stabiliser les membranes et les complexes protéiques. Elle peut
agir comme antioxydant, notamment grâce à sa capacité de
piégeage des radicaux libres. Elle peut également intervenir dans
la régulation du pH cytoplasmique ou servir de réserves
carbonées et azotées que la plante utilisera
postérieurement à la période du stress. Selon des
données récentes, l'effet protecteur de la proline en condition
du stress serait la conséquence des changements dans la
régulation de son métabolisme et de ses propriétés
intrinsèques (Ben Rejeb et al., 2012).
Nos résultats révèlent une augmentation
significative des teneurs en proline dans les feuilles du ricin (Figure 4). Ces
résultats sont en accord avec ceux de Seyyednejad et
al., 2009, qui ont montré une
accumulation de la proline dans les feuilles de Callistemon citrinus
planté sur un site pétrochimique.
Nos résultats suggèrent également que
plusieurs stratégies de défenses pourraient être
impliquées dans la réponse antioxydante du ricin. Cependant,
outre le rôle joué par ces enzymes antioxydantes, les
polyphénols accomplissent un rôle important dans la
détoxification des espèces oxygénées
réactives chez les plantes soumises à un stress oxydatif. Les
résultats de la figure 6 ont montré une accumulation des
composés phénoliques (polyphénols totaux et
flavonoïdes), dans les feuilles des plantes exposées directement
à la cimenterie (S2). Ceci suggère que la pollution
exercée par les émissions
Chapitre III Résultats et discussions
41
de la cimenterie a tendance à synthétiser des
métabolites secondaires tels que les polyphénols totaux et les
flavonoïdes, qui semblent jouer un rôle dans la tolérance de
ces plantes au stress exercé. Par contre la réduction de ces
teneurs dans les feuilles des plantes du ricin récoltées au
niveau du site S1 suggère que la synthèse de ces composés
est inférieure à leur catabolisme.
Les effets des polluants sur les plantes comprennent la
destruction des pigments, l'épuisement des lipides cellulaires et la
peroxydation des acides gras polyinsaturés (Tiwari et
al., 2006). Nos résultats (Figure 8, Figure 9 et
Tableau 3), ont montré que le stress réduit
considérablement les rendements en lipides totaux au niveau des feuilles
des plantes du ricin, induit une modification de la composition des acides gras
et ont révélé une tendance vers l'accumulation des AGS et
AGMI dans les feuilles du ricin des deux sites S1 et S2 via une
réduction des AGPI, notamment l'acide á-linolénique et
l'acide linoléique. La réduction des rendements en lipides totaux
au niveau des parties aériennes serait la conséquence d'une
réduction de l'activité photosynthétique, de la
péroxydation lipidique et de l'activation des processus catalytiques via
l'activation des enzymes lipolytiques (Zhu et al.,
2007).
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