Memoire Online - Sélection au stade gamétophytique d?écotypes du genre medicago pour la tolérance au stress salin : comparaison entre le gamétophyte et le sporophyte

1^er Colloque international : Biologie végétale et environnement (Université de Annaba 2005) .

Sélection au stade gamétophytique d'écotypes du genre Medicago pour la tolérance au stress salin : Comparaison entre le gamétophyte et le sporophyte

AMOURI A et FYAD-LAMECHE F.Z. Laboratoire de Génétique et d'Amélioration des plantes. Département de Biologie. Faculté des Sciences. Université d'Oran-Es-Sénia. Oran.

Résumé. Dans le but de mettre en évidence un chevauchement de l'expression génétique pour la tolérance au stress salin, sur des écotypes d'espèces annuelles du genre Medicago, nous avons mesuré, à deux stades de développement différents (sporophytique et gamétophytique), la germination et la croissance de jeunes plantules, et des grains de pollen sous différentes concentration de salinité (0.4 %, 0.6 % et 0.8 %).

Pour les deux paramètres taux de germination et longueur, l'écotype Tru 42, s'est avéré le plus tolérant et l'écotype Pol 248 le plus sensible au stade diploïde et au stade haploïde. Les résultats obtenus montrent qu'une correspondance entre le comportement du sporophyte et du gamétophyte pour la tolérance et la sensibilité vis à vis du stress salin, existe chez l'écotype le plus tolérant Tru 42 de M.Ttruncatula et les écotypes les plus sensibles Pol 248 et Pol 242 de M.Polymorpha.

L'existence d'un overlapping fonctionnel entre le sporophyte et le gamétophyte pourrait expliquer ces résultats, ce qui permettrait d'envisager la possibilité d'appliquer la sélection gamétophytique pour ce caractère chez ces deux espèces.

Mots clés : Medicago - stress salin - gamétophyte - sporophyte - overlapping.

Summary- In order to put in evidence a genetic expression overlap for salt tolerance on six ecotypes of three annual Medicago species (M. truncatula, M, polymorpha and M. cilaris), we mesuread at two developemental stages (sporophytic and gametophytic) seed germination rate and young seedling growth rates as pollen germination and pollen tube growth rate in vitro under different salt concentration (0.4 %, 0.6 % et 0.8 %).

For germination rates (of seeds and pollen grains) and growth rates (of young seedling and pollen tube), the Tru 42 ecotype proved to be the most tolerant and the Pol 248 one the most sensitive at diploïd and haploïd stage.

So the results obtained showed that a correspondance between sporophytic and gametophytic behavior for salt tolerance and sensivity exists, but only for the most tolerant and most sensitive ecotype.

The existence of a fonctional overlapping between the sporophyte and the gametophyte could explain this results, with would permit to consider the possibility to apply gametophytic selection for salt tolerance in two species M.truncatula and M.polymorpha.

Key words : Medicago - salt stress - gametophyte - sporophyte - overlapping .

Introduction

Les espèces annuelles du genre Medicago jouent un rôle important dans l'amélioration de la production fourragère en Algérie. Elles sont souvent utilisées dans les systèmes de rotation « céréales-luzernes », se régénèrent par auto-semis, et permettent le maintien de la fertilité du sol grâce à leur capacité fixatrice d'azote atmosphérique.

La salinité constitue l'un des facteurs limitant de la productivité et la distribution de ces plantes dans les zones arides et semi-arides. Les fortes teneurs en sels de l'eau du sol diminuent considérablement le potentiel hydrique de cette solution et imposent des conditions des stress hydriques aux végétaux (Laval-Martin et Mazliak., 1995).

Un grand nombre de travaux ont montré une corrélation positive entre les réponses du pollen et celles du sporophyte à un ensemble de stress (Evans et al., 1990 ; Hormaza et Herrero., 1996). Cela laisse supposer que la sélection gamétophytique qui est plus efficace et plus économique par rapport à la sélection durant la phase diploïde, peut être appliquée chez les plantes économiquement importantes. (Shivanna et Sawhney ., 1993). Beaucoup d'expériences basées sur le concept d'overlapping se multiplient pour divers objectifs en amélioration des plantes : résistance à des toxines, à la sécheresse, etc., gestion efficace de la variabilité génétique (Saar et al., 1992).

Ce travail a pour objectif d'apprécier la variabilité génétique de la tolérance à la salinité au niveau sporophytique et gamétophytique afin de cribler préalablement des écotypes performants en vue de leur utilisation dans des systèmes de rotation « céréale-medicago » dans les zones salines, arides et semi-arides et de déterminer si la sélection gamétophytique peut servir pour sélectionner des génotypes tolérants, et ceci par la mise en évidence d'un chevauchement dans le comportement des gamétophytes et celui des sporophytes vis à vis de la salinité c'est-à-dire un overlapping fonctionnel. Pour cela, une étude biométrique portant sur les deux phases a consisté à mesurer la croissance des jeunes plantes et des tubes polliniques sous différentes concentrations de salinité.

Le matériel végétal utilisé pour l'étude biométrique pour les deux phases sporophytique et gamétophytique est constitué de six écotypes d'espèces annuelles de Medicago (Tableau 1), fournis par l'Institut National Agronomique d'El-Harrach (I.N.A) à Alger- Algérie.

Par semis, pour chaque population quarante graines réparties en quatre lots, le lot témoin (0 % NaCl) et les trois lots traités à différentes concentrations de NaCl (0.4 %, 0.6 % et 0.8 %), sont mises à germer à l'obscurité dans des boites de Pétri tapissées avec du papier filtre dans une étuve à une température de 27°C, après scarification. Le dispositif expérimental utilisé au niveau sporophytique est un dispositif bloc, échelonné dans le temps, complètement aléatoire, avec cinq répétitions. Dans chaque répétition, chaque écotype est représenté par dix individus.

Neuf jours après le semis, les deux paramètres ont été mesurés, le taux de germination (nombre de graines germés / Total), ainsi que la longueur des jeunes plante à l'aide d'un papier millimétré à 0.5 mm de précision. Le degré de tolérance à différentes concentrations d'NaCl est calculé par rapport au témoin pour les deux caractères.

Au niveau gamétophytique, le dispositif expérimental utilisé, est un dispositif « blocs », échelonnés dans le temps, complètement aléatoire, avec trois répétitions. Dans chaque répétition, chaque écotype est représenté par cinq plants. Les boutons floraux sont prélevés avant la fécondation, avant le déclenchement des fleurs ou avant leur ouverture.

Les anthères non déhiscentes sont éclatées et leur contenu étalé sur un carré de papier Cellophane, humidifié et séché d'un coté et placé sur une goutte de milieu liquide. Les grains de pollen ainsi isolés à partir de chaque plant pour chaque écotype, sont placés après ensemencement, sur quatre lames de microscope, contenant quatre milieux différant par leur concentration en sel (NaCl), puis mis à incuber dans une étuve à 27°C pendant une demi- heure. Les observations se font au microscope optique, objectif x10. Le milieu de culture utilisé, se compose de 100 ppm d'acide borique, 100 ppm de KNO3, 300 ppm de Ca (NO3)2 et 10 % de saccharose dans l'eau distillée à pH= 6.8 (FYAD-LAMECHE.F.Z., 1999). Ce milieu (T0) représente le témoin avec 0 % NaCl. Les milieux T1, T2 et T3, diffèrent par leur concentration en NaCl avec 0.4 %,0.6 % et 0.8 % respectivement

Une demi-heure après germination des grains de pollen dans les différents milieux, deux paramètres ont été mesurés, le taux de germination (nombre de grains germés / Total), ainsi que la longueur du tube pollinique. L'indice de tolérance à différentes concentrations de NaCl est calculé par rapport au témoin pour les deux caractères.

Les tests statistiques retenus pour l'analyse des caractères au niveau gamétophytique sont les mêmes que ceux utilisés pour l'analyse sporophytique.

Espèces

Ecotype

Pays

Sites d'origine

Altitude (mètres)

Pluviométrie

(millimètres)

M.ciliaris

Cil 56

Cil 242

Algérie

Prés de Ouenza (Souk Ahras).

Kaïs (Khenchela)

565

980

400

450

M.plymorpha

Pol 242

Pol 248

Kaïs (Khenchela)

Ain Berda (Annaba)

980

240

450

750

M.truncatula

Tru 42

Tru 242

Fetzara (Annaba)

Kaïs (Khenchela)

100

980

660

450

Pour déterminer la tolérance d'une variété, un indice (I.T) égal au rapport de la valeur notée sous stress sur celle du témoin, a été calculé. Cet indice est compris entre 0 et 1. Il a été considéré que les plantes tolérantes ont un indice de tolérance plus élevé que les plantes sensibles.

1 - Analyse biométrique au niveau sporophytique

Les résultats pour les deux paramètres (taux de germination des graines et longueur des jeunes plantules) sont résumés dans le Tableau 2, pour le lot témoin (0% NaCl) et les lots traités (0.4%, 0.6%,0.8%) enregistrés neuf jours après le semis

L'analyse de variance appliquée aux résultats obtenus montre des différences significatives entre les différentes populations de Medicago pour l'ensemble des paramètres étudiées (taux de germination des graines et longueur des plantules) Tableau 3.

En conditions normales, la figure 1-a montre que l'écotype Tru 242 de M.truncatula a un taux de germination le plus élevé et un développement plus important, et que M.ciliaris (Cil 242) présente une faible croissance végétative avec un faible taux de germination (Photos 01).

Il faut noter que le stress salin a provoqué des réductions significatives que ce soit pour le taux de germination ou pour la longueur des plantes et que le traitement T2 (0.6 %) est un indice clé afin de différencier entre les variétés sensibles et tolérantes, puisque à cette concentration, des différences et des réductions significatives sont observées pour les deux paramètres. Le classement des écotypes à différentes concentration sel n'est pas superposable à celui du lot témoin, car les écotypes qui se comportent mieux en conditions normales, ne présentent pas une bonne vigueur sous un stress, c'est le cas surtout des écotypes Pol 242 et Pol 248 chez l'espèce M.polymorpha. On a remarqué, que la variabilité inter et intra spécifique augmentent avec la concentration en sel, et que les écotypes les plus variables présentent une meilleure tolérance à la salinité, c'est le cas de l'espèce M.truncatula par rapport à M.polymorpha, la moins variable et en même temps la plus sensible.

Les figures 1-b et 2-b résument les indices de tolérances du taux de germination et la longueur de la plantule des différents écotypes pour les différents traitements durant neuf jours. En comparant la croissance des jeunes plants traitées pour les différentes concentration en sel utilisées avec leurs témoins, on remarque que l'écotypes Tru42 présente un indice de tolérance plus important qui varie de 0.029 à 0.95, et que Pol 248 présente un indice très faible, traduisant une réduction considérable de sa croissance et donc sa sensibilité envers la salinité (Tableau 02).

Ces résultats montrent que l'écotype (Tru 42) de l'espèce M.truncatula, présente un degré de tolérance plus élevé par rapport aux autres populations pour les deux paramètres sous différentes concentrations en chlorure de sodium, avec un indice de tolérance important par rapport aux autres écotypes Pol 242, Cil 242 et Pol 248 considérés sensibles. Pour les variétés considérées sensibles, les résultats montre que l'écotype Pol 248 a un faible indice de tolérance (I.T1) et un indice (I.T3) nul. Ils sont en accord avec ceux de Teyssendier et al (1972) qui comparent deux variétés de luzerne de Gabès de vigueur différente et constatent que la plus vigoureuse germe mieux que l'autre en présence d'une forte pression osmotique qu'elle soit due au chlorure de sodium, au mannitol ou au polyéthylène-glycol. Une étude réalisée au sein d'un lot de luzerne de Gabès sur les répercussions d'une sélection pour la germination en présence d'une forte pression osmotique, révèle que la faculté germinative et l'énergie germinative des graines du lot étudié sont plus faibles en présence de sel qu'en présence d'eau distillée. Lors d'un stress hydrique appliqué chez le Maïs, la croissance foliaire est ralentie, en particulier une diminution de la zone d'élongation (Vincent et al., 2002).

Chebouti et Abdelguerfi (2000) signalent que le stress hydrique provoque une réduction significative des organes, ainsi qu'une diminution de la production fourragère (feuilles+tiges) chez quatre populations de M.truncatula.

Selon Brown et Tanner (1983), la réduction de la longueur des rameaux chez M.sativa est induite par un déficit hydrique.

Abdelguerfi.A (1978), montre que M.truncatula est une espèce qui semble préférer les sols assez calcaires mais pauvres en sodium et pourtant, elle tolère les teneurs élevées en sodium (400 ppm), et que M.polymorpha est une espèce à écologie indifférente et on la trouve dans tous les milieux (salés ou non) et qu'il est nécessaire de descendre au niveau de la variété afin de préciser son écologie et d'étudier la résistance au pourcentage de saturation en sodium, et aussi d'effectuer des essais au laboratoire sur la résistance des différents écotypes à la salinité. Effectivement dans notre étude nous avons décelé que l'écotype Pol 248 qui présente le moins de variabilité, était le plus sensible et qu'il est plus ou moins associé à la variété Cil 242, et que l'écotype Tru 42 qui présente plus de variabilité, était le plus tolérant pour les deux paramètres (germination des graines et la longueur des jeunes plantes).

On peut ainsi supposer, l'origine édaphique des deux écotypes Tru 42 et Pol 248, et dire que la variété tolérante (Tru 42) provient d'une texture de sol riches en sel, et que la variété sensible (Pol 248) est issue d'un sol pauvre en sel.

Figure 1-a : Taux de germination des graines témoins et traitées des différentes populations de Medicago.

Figure 1-b : Indice de tolérance du taux de germination des graines sous l'action de différentes concentrations de salinité. (Durée neuf jours

Figure 2-a : Longueurs moyennes par écotype de jeunes plantes traitées et non traitées des différents écotypes étudiées chez Medicago.

Figure 2-b : Indice de tolérance de la longueur de la plantule sous différentes concentrations de sel (NaCl) des différents écotypes

Photo 01- Développement après neuf jours de croissance des écotypes sous différentes concentrations en sel (NaCl)

2 - Analyse biométrique au niveau gamétophytique :

Les résultats pour les deux paramètres (taux de germination des grains de pollen et longueur des tubes polliniques) sont résumés dans le Tableau 2.

L'analyse de variance appliquée aux résultats obtenus pour les deux paramètres (Taux de germination des grains de pollen et la longueur du tube pollinique), montre des différences significatives entre variétés que ce soit en conditions normales ou stressantes. Ainsi nous avons remarqué que le stress salin a entraîné des réductions importantes pour les deux paramètres morphologiques étudiés.

En conditions normales (0% NaCl), la figure 3-a montre que M.ciliaris (Cil 242) a le taux de germination le plus élevé et l'écotype (Pol 242) le plus faible. Le développement de la longueur du tube pollinique chez les témoins est le plus important chez M.truncatula (Tru 42) avec 65.22 u.m, et l'écotype Pol248 présente la longueur la plus faible : 22.75 u.m (Fig 4-a).

En général, les espèces M.truncatula et M.Ciliaris présentent une plus grande variabilité intrarspécifique que l'espèce M.polymorpha. L'écotype Tru42 parait le plus vigoureux par rapport aux autres écotypes en conditions normales (Photos 2).

Les résultats ont montré que le gamétophyte mâle de l'écotype Tru 42 présente plus de variabilité et donc une meilleure tolérance au stress salin par rapport aux autres écotypes pour tout les deux indices de tolérances. Seule l'indice de tolérance I.T1 chez l'écotype Cil 56 a révélé une meilleure vigueur pollinique seulement pour la longueur(Photos 3) , tandis que les gamétophytes mâles des deux variétés Pol 242 et Pol 248 les moins variable ont présentées une sensibilité vis-à-vis du stress salin. Sous traitement T2 et T3, des différences significatives entre écotypes ont permis de différencier entre les écotypes tolérants et sensibles.

Ces résultats permettent de conclure que la réponse des grains de pollen à différentes concentrations de salinité, se traduit par un faible taux de germination des grains de pollen et une diminution de la longueur du tube pollinique, ainsi que celles des indices de tolérance pour les deux paramètres chez les différents écotypes. L'écotype Tru42, présente dans la majorité des cas une plus forte croissance pollinique, alors que Pol248 présente un très faible développement quelque soit le traitement appliqué. La comparaison intrarspécifique, à partir de l'examen de ces deux paramètres (longueur du tube pollinique et taux de germination), montre que l'effet lié à la salinité a provoqué une variation importante au traitement T2 (0.6 % NaCl) et que la variation interspécifique est importante entre l'espèce M.polymorpha et l'ensemble des deux espèces M.ciliaris et M.truncatula. Ainsi à cette concentration en NaCl, nous avons pu déterminer quel est l'écotype le plus tolérant (Tru 42) et l'écotype le plus sensible (Pol 248) et ce résultat est le même que celui trouvé au stade sporophytique.

Le classement des variétés selon leur indice de tolérance, n'est pas superposable par rapport au classement des variétés en conditions normales quelque soit le stade diploïde ou haploïde. En condition de stress, l'écotype Tru 42 diffère significativement par rapport aux autres écotypes et surtout par rapport à l'écotype Pol 248 d'après le Test de Newman et keuls

Quelques travaux ont mis en évidence des corrélation négatives entre les stress abiotiques et la germination des grains de pollen ; on cite parmi eux ceux de (Lambert et al) en 1986, qui ont prouvé que la température a un effet important sur la viabilité du pollen du Maïs et que le stress hydrique n'a qu'un effet limité et que l'effet de la température dépend étroitement de la variété considérée.

D'après Basseti et Westgate (1993), s'il y a un stress hydrique la croissance du tube pollinique à l'intérieur de la soie chez le Maïs, est ralentie et le tube pollinique ne peut atteindre l'ovule et la fécondation est donc impossible.

Figure 3-a : Taux de germination des grains de pollen témoins et traités des différentes populations de Medicago.

Figure 3-b : Indice de tolérance du taux de germination des grains de pollen sous l'action de différentes concentrations de salinité.

Figure 4-b : Indice de tolérance de la longueur des tubes polliniques des grains de pollen. .

Figure 4-a : Longueurs moyennes par écotypes des tubes polliniques des grains de pollen traités et non traités des différents écotypes étudiées chez Medicago.

Photos- 02 : Germination du pollen chez quelques écotypes du genre Médicago en condition normales

Photos- 03 : Germination du pollen sous différentes concentrations de NaCl, chez l'écotype Cil 56

3- Comparaison entre le stade sporophytique et gamétophytique :

En conditions normales, aucune correspondance pour la vigueur n'a été enregistrée.

Dans l'ensemble, et après les différentes comparaisons étudiées, les résultats montrent une grande correspondance entre la vigueur des sporophytes et celles des gamétophytes pour l'écotype Tru 42 chez M.truncatula qui est le plus vigoureux et l'écotype Pol 248 de l'espèce M.Polymorpha, le moins vigoureux, que ce soit au niveau sporophytique ou au niveau gamétophytique dans la majorité des cas.

L'analyse des résultats obtenus à partir de toutes les combinaisons possibles de comparaisons de vigueur chez les différents écotypes entre le stade diploïde et le stade haploïde, montre une forte correspondance intraspécifique pour un même écotype, c'est le cas de l'écotype Tru 42 (le plus tolérant quelque soit le stade), et les écotypes Pol 242 et Pol 248 de l'espèce M.polymorpha (les plus sensibles). Concernant, les écotypes Cil 56 et Cil 242, la correspondance est moins forte, alors que pour l'écotype Tru 242 est très faible. Notons qu'au traitement T3, il y a une forte correspondance de vigueur, moins forte au traitement T2 et très faible au traitement T1.

Il a été considéré que l'écotype Tru 42, est l'écotype le plus tolérant et les écotypes Pol248, Pol242, les plus sensibles quelque soit le stade, sporophytique ou gamétophytique, et ceci par le biais des différentes comparaisons effectuées entre le stade diploïde et le stade haploïde pour les deux paramètres mesurés, et qui ont révélé des correspondances spécifiques pour un même écotype chez l'espèce M.Truncatula (Tru 42) et chez M.Polymorpha (Pol 248), et pour différents écotypes chez M.Ciliaris. Le classement des écotypes au traitements T3, a révélé une forte correspondance spécifique par rapport au traitement T2, et la comparaison par rapport au traitement T1, a mis en évidence beaucoup de correspondances non spécifiques .

A partir de ces résultats, on peut supposer qu'il y a un « overlapping » fonctionnel vis-à-vis de la salinité surtout sous les traitements T2 et T3.

D'ailleurs un grand nombre de travaux ont montré une corrélation positive entre les réponses du pollen et celles du sporophyte à un ensemble de stress (Evans et al., 1990 ; Hormaza et Herrero., 1992).

Des résultats identiques chez les deux types de plante « légumineuse et solanée », révèlent que les réactions du pollen à différents stress biotiques et abiotiques sont parallèles aux réactions des plantes ; Par exemple pour le froid, les génotypes les plus tolérants au niveau sporophytique sont également les plus tolérants au niveau gamétophytique chez la tomate (Zamir et al., 1981) ; Chez Solanum tuberosum (Kristjansddottir., 1990) et chez Zea mays (Lyaki et al., 1989) ;

Des études citées par Evans et al. (1988) indiquent l'existence d'un tel phénomène chez diverses plantes : Gossypium hirsutum, vigna sinensis, triticum aestivum, lycopersicon esculentum et zea mays.

D'après nos résultats qui sont en accord avec ces divers travaux, nous avons pu prouver qu'il y a une correspondance entre la vigueur des sporophytes et celles des gamétophytes pour la tolérance et la sensibilité vis-à-vis du stress salin pour les écotypes Tru 42 ,Pol 248 et Pol 242 chez les différents espèces du genre Médicago, ce qui laisse supposer, l'existence d'un chevauchement dans l'expression des gènes au niveau du sporophyte et du gamétophyte responsables pour la tolérance à la salinité et donc un overlapping structural .

L'overlapping fonctionnel, est un concept qui suppose l'existence de l'overlapping structural, et établit en outre, une corrélation entre la vigueur des gamétophytes et celles des sporophytes qui en sont issus. (Saar et al., 1992).

La similitude qui se manifeste entre la croissance du tube pollinique et la tolérance à la salinité au niveau sporophytique chez l'écotype Tru 42, permettra ultérieurement de sélectionner les pollens les plus aptes afin de les utiliser pour féconder des écotypes sensibles comme Pol 248, donnant ainsi une descendance d'individus d'une population hybride tolérante au stress salin.

Tableau 02 : Influence du stress salin sur les deux paramètres, taux de germination et la longueur au niveau sporophytique et au niveau gamétophytique.

Analyse biométrique au niveau sporophytique (2n)

Analyse biométrique au niveau gamétophytique (n)

Esp

Ecty

M. truncatula M. ciliaris M. polymorpha

Tru 42 Tru 242 Cil 56 Cil 242 Pol 242 Pol 248

m #177; ó m #177; ó m #177; ó m #177; ó m #177; ó m #177; ó

M. truncatula M. ciliaris M. polymorpha

Tru 42 Tru 242 Cil 56 Cil 242 Pol 242 Pol 248

m #177; ó m #177; ó m #177; ó m #177; ó m #177; ó m #177; ó

T.G

I.T1

I.T2

I.T3

0,90 #177; 0.042 1#177; 0 0,80 #177; 0.056 0,80 #177; 0.056 0,98 #177; 0.019 0,96 #177; 0.027

0,86 #177; 0.049 0,80 #177; 0.065 0,54 #177; 0.070 0,40 #177; 0.069 0,54 #177; 0.070 0,46 #177; 0.070

0,58 #177; 0.069 0,46 #177; 0.070 0,28 #177; 0.063 0,06 #177; 0.033 0,14 #177; 0.049 0,06 #177; 0.033

0,12#177; 0.045 0,02#177; 0.019 0,10#177; 0.042 0,02#177; 0.019 0 #177; 0 0,02#177; 0.019

0.95 0.80 0.67 0.50 0.55 0.47

0.64 0.46 0.35 0.075 0.14 0.14

0.133 0.020 0.12 0.025 0 0.020

0.56#177;0.049 0.68#177;0.046 0.488#177;0.049 0.73#177;0.044 0.402#177;0.049 0.486#177;0.049

0.482#177;0.049 0.326#177;0.046 0.326#177;0.046 0.36#177;0.048 0.16#177;0.036 0.122#177;0.032

0.406#177;0.049 0.234#177;0.042 0.14#177;0.034 0.212#177;0.04 0.086#177;0.028 0.092#177;0.028

0.242#177;0.042 0.122#177;0.032 0.09#177;0.028 0.134#177;0.034 0.014#177;0.011 0.028#177;0.016

0.85 0.47 0.66 0.49 0.39 0.25

0.71 0.34 0.28 0.29 0.22 0.17

0.42 0.17 0.18 0.18 0.06 0.02

I.T1

I.T2

I.T3

5.91 #177; 2.60 7,80 #177; 2.07 4.76 #177; 2.89 4,02 #177; 2.72 5,60 #177; 2.04 5,38 #177; 1.54

4.79 #177; 2.61 3.55 #177; 2.67 1.21 #177; 1.98 1.75 #177; 2.54 2,07 #177; 2.59 1,27 #177; 1.91

2,20#177; 2.35 0.94 #177; 1.84 0,16#177; 0.30 0,07#177; 0.36 0,16#177; 0.48 0,086#177; 0.44

0,174#177; 0.58 0,03#177; 0.15 0,048#177; 0.17 0,008#177; 0.056 0,004#177; 0.028 0 #177; 0

0.81 0.45 0.25 0.43 0.38 0.22

0.37 0.12 0.030 0.017 0.014 0.028

0.029 0.003 0.01 0.001 0.0007 0

65.22#177;74.92 55.18#177;65.39 36.06#177;53.80 52.68#177;50.53 23.13#177;34.30 22.75#177;33.27

18.83#177;27.13 8.45#177;16.94 11.26#177;21.26 1.64#177;5.39 3.09#177;8.49 12.2#177;22.66

7.75#177;12.69 4.20#177;9.36 2.59#177;7.86 6.23#177;16.21 0.8#177;3.23 1.18#177;4.55

2.80#177;6.67 1.41#177; 50 0.99#177;3.59 2.16#177;7.39 0.18#177;2.13 0.42#177;2.88

0.28 0.15 0.31 0.23 0.13 0.07

0.11 0.04 0.06 0.11 0.05 0.035

0.043 0.026 0.027 0.041 0.018 0.007

Esp : Espèce, Ecty : Ecotype, m #177; ó : moyenne #177; écart-type, T.G : Taux de germination des graines et des grains de pollen, L : Longueur de la jeune plante (cm, centimètre) et longueur du tube pollinique (u.m : unité micrométrique), T0 : Témoin, T1, T2 et T3 : 0.4 %, 0.6 % et 0.8 % de NaCl respectivement.

Carac-tères	Stade sporophytique (2n)						Stade gamétophytique (n)
T.G	Traitem-ents	Source de la variation	ddl	Carré moyen	F.obs	Niveau p	Source de la variation	ddl	Carré moyen	F.obs	Niveau p
	T0	Variété	5	0.035	4.146**	0.0095	Variété	5	0.078	3.29*	0.021
	T1	Variété	-	-	Ns	< 0.01	Variété	5	0.089	2.90*	0.034
	T2	Variété	5	0.237	4.637*	0.0056	Variété	5	0.071	3.45*	0.017
	T3	Variété	-	-	Ns	< 0.01	Variété	-	-	Ns	< 0.01
	T0-T1-T2-T3	Traitement	3	4.31	141.48	0.00	Traitem-ent	3	1.15	51.25*	0.00
L	T0	Variété	5	81.72	5.478**	0.0024	Variété	5	158722.8	54.03*	0.0000
	T1	Variété	5	102.18	6.67*	0.000827	Variété	5	20115.89	57.70*	0.0000
	T2	Variété	5	36.11	6.35*	0.0010	Variété	5	3896.289	38.64*	0.0000
	T3	Variété	-	-	Ns	< 0.01	Variété	5	511.58	20.45*	0.0000
	T0-T1-T2-T3	Traitement	3	1868.49	86.89*	0.00	Traitem-ent	3	1099544	1289.05*	0.000

Tableau 03 : résultats de l'analyse de variance pour les deux paramètres étudiés (Taux de germination et longueur) à deux stades de développement (sporophytique et gamétophytique)

Tableau 05 : Comparaison des moyennes des différents écotypes témoins pour le taux de germination (tg) au stade (2n) avec la longueur (L) au stade (n) et vice versa .

Tableau 04 : Comparaison des moyennes des différents écotypes témoins pour le taux de germination et la longueur entre les deux stades : sporophytique et gamétophytique.

Ecotype T0 TG (2n)	Ecotype T0 TG (n)		Ecotype T0 L (2n)		Ecotype T0 L (n)
*Tru 242*	*Cil 242*		Tru 242		*Tru 42*
*Pol 242*	Tru 242		*Tru 42*		Tru 242
*Pol 248*	*Tru 24*		*Pol 248*		*Cil 242*
Tru 42	*Cil 56*		*Pol 242*		*Cil 56*
*Cil 56*	*Pol 248*		*Cil 56*		*Pol 242*
*Cil 242*	*Pol 242*		*Cil 242*		*Pol 248*
EcotypeT0 TG (2n)		EcotypeT0 L (n)		Ecotype T0 L (2n)		EcotypeT0 TG (n)
*Tru 242*		*Tru 42*		Tru 242		*Cil 242*
*Pol 242*		Tru 242		*Tru 42*		Tru 242
*Pol 248*		*Cil 242*		*Pol 248*		*Tru 24*
Tru 42		*Cil 56*		*Pol 242*		*Cil 56*
*Cil 56*		*Pol 242*		*Cil 56*		*Pol 248*
*Cil 242*		*Pol 248*		*Cil 242*		*Pol 242*

Tableau 06 : Comparaison des moyennes des différents écotypes traités pour le taux de germination entre les deux stades : sporophytique (2n) et gamétophytique (n).

Ecotype T1 (2n)	Ecotype T1 (n)	Ecotype T2 (2n)	Ecotype T2 (n)	Ecotype T3 (2n)	Ecotype T3 (n)
Tru 42	Tru 42	*Tru 42*	*Tru 42*	*Tru 42*	*Tru 42*
*Tru 242*	*Cil 242*	*Tru 242*	*Tru 242*	*Cil 56*	*Cil 242*
*Cil 56*	*Tru 242*	*Cil 56*	*Cil 242*	*Cil 242*	*Tru 242*
*Pol 242*	*Cil 56*	*Pol 248*	*Cil 56*	*Tru 242*	*Cil 56*
*Pol 248*	*Pol 242*	*Pol 242*	*Pol 242*	*Pol 242*	*Pol 242*
*Cil 242*	*Pol 248*	*Cil 242*	*Pol 248*	*Pol 248*	*Pol 248*

Tableau 07 : Comparaison des indices de tolérances des différents écotypes pour le taux de germination entre les deux stades : sporophytique (2n) et gamétophytique (n).

Ecotype I.T1 (2n)	Ecotype I.T1 (n)	Ecotype I.T2 (2n)	Ecotype I.T2 (n)	Ecotype I.T3 (2n)	Ecotype I.T3 (n)
*Tru 42*	*Tru 42*	*Tru 42*	*Tru 42*	*Tru 42*	*Tru 42*
*Tru 242*	*Cil 56*	*Tru 242*	*Tru 242*	*Cil 56*	*Cil 56*
*Cil 56*	*Cil 242*	*Cil 56*	*Cil 242*	*Cil 242*	*Cil 242*
*Pol 242*	*Tru 242*	*Pol 248*	*Cil 56*	*Tru 242*	*Tru 242*
*Cil 242*	*Pol 242*	*Pol 242*	*Pol 242*	*Pol 242*	*Pol 242*
*Pol 248*	*Pol 248*	*Cil 242*	*Pol 248*	*Pol 248*	*Pol 248*

Tableau 08 : Comparaison de moyennes des différents écotypes traités pour la longueur entre les deux stades : sporophytique (2n) et gamétophytique (n).

Ecotype T1 (2n)	Ecotype T1 (n)	Ecotype T2 (2n)	Ecotype T2 (n)	Ecotype T3 (2n)	Ecotype T3 (n)
*Tru 42*	*Tru 42*	*Tru 42*	*Tru 42*	*Tru 42*	*Tru 42*
*Tru 242*	*Cil 242*	*Tru 242*	*Cil 242*	*Cil 56*	*Cil 242*
*Pol 242*	*Cil 56*	*Cil 56*	*Tru 242*	*Tru 242*	*Tru 242*
*Cil 242*	*Tru 242*	*Pol 248*	*Cil 56*	*Pol 242*	*Cil 56*
*Pol 248*	*Pol 242*	*Cil 242*	*Pol 242*	*Cil 242*	*Pol 242*
*Cil 56*	*Pol 248*	*Pol 242*	*Pol 248*	*Pol 248*	*Pol 248*

Tableau 09 : Comparaison des indices de tolérances des différents écotypes pour la longueur entre les deux stades : sporophytique (2n) et gamétophytique (n).

Ecotype	I.T1 (2n)	Ecotype	I.T1 (n)	Ecotype	I.T2 (2n)	Ecotype	I.T2 (n)	Ecotype	I.T3 (2n)	Ecotype	I.T3 (n)
*Tru 42*	0.81	*Cil 56*	0.31	*Tru 42*	0.37	*Tru 42*	0.11 0.11	*Tru 42*	0.029	*Tru 42*	0.043
*Tru 242*	0.45	*Tru 42*	0.28	*Tru 242*	0.12	*Cil 242*	0.11 0.11	*Cil 56*	0.01	*Cil242*	0.041
*Cil 242*	0.43	*Cil 242*	0.23	*Cil 56*	0.030	*Tru 242*	0.04	*Tru 242*	0.003	*Cil 56*	0.027
*Pol 242*	0.38	*Tru242*	0.15	*Pol 248*	0.028	*Cil 56*	0.06	*Cil 242*	0.001	*Tru242*	0.026
*Cil 56*	0.25	*Pol 242*	0.13	*Cil 242*	0.017	*Pol 242*	0.05	*Pol 242*	0.0007	*Pol242*	0.018
*Pol 248*	0.22	*Pol 248*	0.07	*Pol 242*	0.014	*Pol 248*	0.03	*Pol 248*	0	*Pol248*	0.007

Tableau 10 : Comparaison des moyennes des différents écotypes traités pour le taux de germination (tg) au stade (2n) avec la longueur (L) au stade (n).

Ecotype	T1tg (2n)	Ecotype	T1 L (n)	Ecotype	T2 tg (2n)	Ecotype	T2 L (n)	Ecotype	T3 tg (2n)	Ecotype	T3 L (n)
Tru 42	0.86	*Tru 42*	18.83	*Tru 42*	0.58	*Tru 42*	7.75	*Tru 42*	0.12	*Tru 42*	2.80
*Tru 242*	0.80	*Cil 242*	12.2	*Tru 242*	0.48	*Cil 242*	6.23	*Cil 56*	0.10	*Cil 242*	2.16
*Cil 56*	0.54	*Cil 56*	11.26	*Cil 56*	0.28	*Tru 242*	4.20	*Cil 242*	0.02	*Tru 242*	1.41
*Pol 242*	0.54	*Tru 242*	8.45	*Pol 248*	0.14	*Cil 56*	2.59	*Tru 242*	0.02	*Cil 56*	0.99
*Pol 248*	0.46	*Pol 242*	3.09	*Pol 242*	0.06	*Pol 242*	1.18	*Pol 242*	0.02	*Pol 242*	0.42
*Cil 242*	0.40	*Pol 248*	1.64	*Cil 242*	0.06	*Pol 248*	0.8	*Pol 248*	0	*Pol 248*	0.18

Tableau 11 : Comparaison de moyennes des différents écotypes traités pour taux de germination au stade (n) avec la longueur au stade (2n)

Ecotype	T1 L (2n)	Ecotype	T1 tg (n)	Ecotype	T2 L (2n)	Ecotype	T2tg (n)	Ecotype	T3 L (2n)	Ecotype	T3tg (n)
*Tru 42*	4.79	Tru 42	0.48	*Tru 42*	2.20	*Tru 42*	0.40	*Tru 42*	0.17	*Tru 42*	0.24
*Tru 242*	3.55	*Cil 242*	0.36	*Tru 242*	0.94	*Tru 242*	0.23	*Cil 56*	0.048	*Cil 242*	0.13
*Pol 242*	2.07	*Tru 242*	0.32	*Cil 56*	0.16	*Cil 242*	0.21	*Tru 242*	0.030	*Tru 242*	0.12
*Cil 242*	1.75	*Cil 56*	0.32	*Pol 248*	0.16	*Cil 56*	0.14	*Pol 242*	0.004	*Cil 56*	0.09
*Pol 248*	1.27	*Pol 242*	0.16	*Cil 242*	0.07	*Pol 242*	0.09	*Cil 242*	0.008	*Pol 242*	0.02
*Cil 56*	1.21	*Pol 248*	0.12	*Pol 242*	0.08	*Pol 248*	0.08	*Pol 248*	0	*Pol 248*	0.01

Tableau 12 : Comparaison des indices de tolérance des différents écotypes traités pour le taux de germination (tg) au stade (2n) avec la longueur (L) au stade (n)

Ecotype	I.T1 tg (2n)	Ecotype	I.T1 L (n)	Ecotype	I.T2 tg (2n)	Ecotype	I.T2 L (n)	Ecotype	I.T3 tg (2n)	Ecotype	I.T3 L (n)
*Tru 42*	0.95	*Cil 56*	0.31	*Tru 42*	0.64	*Tru 42* *Cil 242*	0.11	*Tru 42*	0.133	*Tru 42*	0.043
*Tru 242*	0.80	*Tru 42*	0.28	*Tru 242*	0.46	*Tru 42* *Cil 242*	0.11	*Cil 56*	0.12	*Cil242*	0.041
*Cil 56*	0.67	*Cil 242*	0.23	*Cil 56*	0.35	*Tru 242*	0.04	*Cil 242*	0.025	*Cil 56*	0.027
*Pol 242*	0.55	*Tru242*	0.15	*Pol 248*	0.14	*Cil 56*	0.06	*Tru 242*	0.020	*Tru242*	0.026
*Cil 242*	0.50	*Pol 242*	0.13	*Pol 242*	0.14	*Pol 242*	0.05	*Pol 242*	0.020	*Pol242*	0.018
*Pol 248*	0.47	*Pol 248*	0.07	*Cil 242*	0.07	*Pol 248*	0.03	*Pol 248*	0	*Pol248*	0.007

Tableau 13 : Comparaison des indices de tolérance des différents écotypes traités pour le taux de germination (tg) au stade (n) avec la longueur (L) au stade (2n)

Ecotype	I.T1 tg (n)	Ecotype	I.T1 L (2n)	Ecotype	I.T2 tg (n)	Ecotype	I.T2 L (2n)	Ecotype	I.T3 tg (n)	Ecotype	I.T3 L (2n)
*Tru 42*	0.85	*Tru 42*	0.81	*Tru 42*	0.71	*Tru 42*	0.37	*Tru 42*	0.42	*Tru 42*	0.029
*Cil 56*	0.66	*Tru 242*	0.45	*Tru 242*	0.34	*Tru 242*	0.12	*Cil 56*	0.18	*Cil 56*	0.01
*Cil 242*	0.49	*Cil 242*	0.43	*Cil 242*	0.29	*Cil 56*	0.030	*Cil 242*	0.18	*Tru 242*	0.003
*Tru 242*	0.47	*Pol 242*	0.38	*Cil 56*	0.28	*Pol 248*	0.028	*Tru 242*	0.17	*Cil 242*	0.001
*Pol 242*	0.39	*Cil 56*	0.25	*Pol 242*	0.22	*Cil 242*	0.017	*Pol 242*	0.06	*Pol 242*	0.0007
*Pol 248*	0.25	*Pol 248*	0.22	*Pol 248*	0.17	*Pol 242*	0.014	*Pol 248*	0.02	*Pol 248*	0

Conclusion

Grâce a cette étude, il a été possible d'apprécier et d'évaluer, pour des jeunes plantes de Medicago, la variabilité génétique de la tolérance à la salinité au niveau sporophytique et gamétophytique et de déterminer préalablement l'écotype le plus tolérant et performant qui est Tru 42, appartenant à l'espèce M.truncatula, en vue de son utilisation dans des systèmes de rotation « céréale-luzerne » dans les zones salines, arides et semi-arides.

Au niveau métabolique (biochimique), l'étude de la cinétique d'expression des isoenzymes d'estérases et des protéines totales durant l'ontogenèse et pendant le stress salin, a mis en évidence des variations quantitatives et qualitatives pour la synthèse des protéines et des enzymes de stress, entre les deux variétés, tolérante et sensible, avec une cinétique d'apparition différente d'osmotines, due à des différences d'expression génique au cours du stress salin. En repérant ces marqueurs de tolérance inductibles par ce stress, il est possible de remonter au niveau des gènes correspondant afin de localiser les zones du génome impliquées dans la variation de ce caractère de tolérance au stress salin et de rechercher les QTLs en question.

En comparant, entre le stade sporophytique et gamétophytique, nous avons pu mettre en évidence un overlapping fonctionnel entre la vigueur des gamétophytes et celles des sporophytes chez les deux écotypes, tolérant et sensible, et qui suppose qu'il y a un chevauchement dans l'expression génétique pour la tolérance ou la sensibilité au stress salin chez ces deux écotypes du genre Médicago.

Ce modeste travail constitue une preuve que la sélection au stade gamétophytique, technique de sélection, rapide et économique, peut s'appliquer a la sélection de variétés tolérantes au sel.

Abdelguerfi.A., 1978. Contribution à l'étude écologique des luzernes annuelles en Algérie. Mémoire en vue de l'obtention du diplôme de magister, p : 1-116.

Bassetti et Westgate. , 1993. Water deficit affects receptivity of maize silks. Crop.Sci., 33: 275-278.

Brown.P.W, Tanner.C.B., 1983. Alfalfa stem and leaf growth during water stress. Agro. J.Vol.75 (5): 799-804.

Chebouti.A, Abdelguerfi.A., 2002. Etude de l'effet du déficit hydrique sur le développement et le rendement fourrager chez quatre populations de Medicago truncatula (L) GAERTN. INRA d'Alger. Revue semestrielle (10).27-31.

Evans. De, Singh. M .B, Knox. R. B., 1990. Plant development: Application in biotechnology. In : Blackmore.S, knox.R.B (Eds) Microspores: evolution and antogeny. Academic press, london San diego, p 309-338.

Evans. De, Rohnie. N .E, sang j. P., palmer M. v, Mulcahy D. L, Singh M .B and Knox R. B., 1988. Correlation between gametophytic (pollen) and sporophytic (seed) generation for polyunsaturated fatty acids in oilseed rape Brassica napus L. Theor. Appl. Genet., 76: 411-419.

Fyad-Lameche. F-Z., 1999. Polymorphisme des isoenzymes et des protéines de réserves des graines de population naturelles d'espèces annuelles de Medicago en relation avec le système de reproduction. Thèse docteur D'état en Amélioration des plantes. Université d'Oran-Es-Sénia. 194 p.

Hormaza. J. I, Herrero. M., 1996. Male gametophitic selection as a plant breeding tool. Scientia horticulturae. 65:321-333.

Lambert.P-J, Schoper.J-B, Vaislas.B-L., 1986. Maize pollen viability and ear receptivity under water and high temperature stress. Crop Science, 26, pp: 1029- 1033.

Laval-Martin.D et Mazliak.P., 1995. Physiologie végétale I : Nutrition et métabolisme. Collection Methodes : 510-526.

Lyaki.V.A, Soraka.A.I, Kravchenko.A., 1989. Gametophyte and sporophyte reponse to low temperature in different maize genotypes. pp:51-55. In: Characterization of male transmission units in higer plant. Bamabas.B and Liszt (Eds) Martonvasar hungary.

Saar.A, Robert.T, Pilate-André.S, Lamy.F, Sandmeier.M, Peigne .M-T, Heugas.M, Ricroch.A, Khalfallah.N,Yakovlev.S, Cherkaoui.M, Bendaoud.L, Tazi.l, Lespinasse.R, le Thi. K., 1992. la domestication du mil ( Pennisetum typhoïdes Stapf et Hubb). Modèle d'étude de l'évolution des complexes d'espèces. Actes du colloque en hommage à Jean Pernès. pp : 19-35.

Shivanna K.R and sawhney V.K.,1993. Pollen selection for alternia resistance in oilseed brassicas : responses of pollen grains and leaves to a toxin of A.brassicae.Theor.Appl.Genet-86 :339-344.

Teyssendier de la serve.B et Boutin.J-P., 1972. Polymorphisme de la luzerne : Etude d'une sélection pour la germination en présence de chlorure de sodium au sein du cultivar GABES. Ann.Amélior. Plantes, 22 : 225-232.

Vincent. D, Negroni. L, Zivy. M., 2002. L'analyse protéomique de la réponse au déficit hydrique dans la feuille de maïs en croissance. Congrès de la SFEAP, 16, 17,18 Octobre 2002, Lille. p : 6.

Zamir.D, transkley.S.D, Jones.R.A., 1981. Low temperature effect on fertilization by pollen mixtures of wild and cultivated tomato species. Theor. Appl. Genet. 80: 139-142.