INFLUENCE DES CONDITIONS D’ÉCLAIREMENT ET DE L’ÉTHYLÈNE SUR LA CROISSANCE DES HYPOCOTYLES DE PLANTULES DE SOJA VERT

INFLUENCE DES CONDITIONS D’ÉCLAIREMENT ET DE L’ÉTHYLÈNE SUR LA CROISSANCE DES HYPOCOTYLES DE PLANTULES DE SOJA VERT

1. Introduction

Le soja vert (Vigna radiata L.) fait parti des plantes les plus utilisées pour les études sur la croissance. La germination (épigée) du soja se fait dans des conditions très simples. Elle se fait notamment à l’obscurité. Pour les études de croissance, il est d’usage d’utiliser des organes étiolés. En effet, la croissance en longueur est plus forte à l’obscurité qu’à la lumière et l’action de l’auxine est plus facile à mettre en évidence. 

Comme toutes les germinations épigées, les cotylédons sont soulevés par la croissance de l’hypocotyle. Cet organe grandit plus à l’obscurité qu’à la lumière. Il est le siège d’une simple élongation. Parallèlement aux conditions d’éclairement, l’éthylène peut également intervenir dans la germination du Soja. C’est une phytohormone gazeuse appartenant à la famille des inhibiteurs de croissance. Elle peut être produite sous l’influence de l’auxine ou de l’acide abscissique. Elle va principalement agir sur la maturation des fruits ainsi que sur la stimulation de l’abscission.  L'éthylène peut chez certaines espèces, soit inhiber la germination, soit lever la dormance embryonnaire ou tégumentaire des graines. Il peut également  stimuler l’épinastie des feuilles.

Par son action sur l’inhibition de la germination, l’éthylène pourrait donc (en plus de l'influence des conditions d’éclairement) agir sur la croissance des hypocotyles, en ayant une action sur la croissance des tiges et des racines.

L’objectif de ces travaux pratiques est donc de montrer l’influence des conditions d’éclairement (photopériodicité ou obscurité totale) ainsi que l’action de l’éthylène (endogène et exogène) sur le développement des hypocotyles. On utilisera des pommes mûres (fruits climactériques) comme source d’éthylène exogène. Nous utiliserons en tant que matériel végétal des graines de Haricot mungo (Vigna radiata ; Papilionacées) que l’on appelle aussi Soja Vert. Ces graines ont été mises à germer à 24°C en atmosphère semi-confinée, à la lumière (photopériode de 16h) ou à l’obscurité. Après deux jours de culture, une partie des germinations de chaque condition expérimentale est mise en présence d’une pomme mûre et laissée croître pendant 3 jours dans les mêmes conditions d’éclairement ou d’obscurité que les témoins sans pomme.

1. Matériel et méthode

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1. Résultats

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Figure 1 : Dessin d’observation d’une plantule de Soja vert cultivée à l’obscurité (témoin)

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Figure 2 : Dessin d’observation d’une plantule de Soja vert cultivée à la lumière (témoin)

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Figure 3 : Dessin d’observation d’une plantule de Soja vert cultivée en présence d’une pomme mûre et à l’obscurité

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Figure 4 :  Dessin d’observation d’une plantule de Soja vert cultivée en présence d’une pomme mûre et à la lumière

Tableau 1 : Longueurs moyennes des hypocotyles mesurées pour les 4 conditions de culture

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Nous pouvons observer sur cet histogramme que la longueur moyenne des hypocotyles la plus importante est celle pour les graines cultivées à l’obscurité, avec une longueur moyenne de 7,49 cm. Le plus petit hypocotyle, lui, a été mesuré pour les graines cultivées  à la lumière et à proximité d’une pomme mûre avec une longueur moyenne de 0,88cm.

1. Discussion

Dans un premier temps,  nous pouvons observer de nombreuses différences morphologiques en ce qui concerne l’influence des conditions d’éclairement sur la croissance des hypocotyles de  plantules de Soja vert après cinq jours de culture.

En effet, la couleur des feuilles est différente. La coloration des jeunes feuilles qui émergent des cotylédons nous renseigne sur l’activité photosynthétique des plantules. En effet, les plantes exposées à la lumière possèdent des feuilles vertes. La coloration verte indique la présence de chlorophylle située dans les thylakoïdes des chloroplastes. Elle possède donc une activité photosynthétique plus importante. Nous pouvons également observer une différence dans la couleur des hypocotyles.  La coloration violette des hypocotyles des plantules cultivées en lumière signifie qu’il y a présence de pigments naturels : les anthocyanes qui sont des flavonoïdes. Ils se situent dans les vacuoles des cellules. Ces pigments permettent de transformer l’energie lumineuse en énergie chimique. Ils ne sont pas synthétisés en l’absence de lumière. C’est pour cela, que les pigments sont présents lorsqu’ils sont en contact avec la lumière et absents à l’obscurité.  Nous avons également pu remarquer une différence quant à la taille des feuilles et des hypocotyles, pour les plantules ayant germés en régime photopériodique et à l’obscurité. En effet, les hypocotyles sont plus longs chez les plantules ayant germé à l’obscurité que celles ayant germées en régime photopériodique. Ce phénomène de croissance des hypocotyles à l’obscurité (ou scotophase) est appelé “étiolement” ou “scotomorphogenèse”. Lorsque les plantes sont privées de lumière, nous observons une croissance en longueur exagérée des tiges, un allongement des entre-noeuds ainsi qu’une inhibition de la croissance des limbes des feuilles des Dicotylédones. L’objectif principal pour la plantule est alors de chercher et de capter la lumière le plus possible. Ce phénomène est dû à l’auxèse qui correspond à l’augmentation de la taille des cellules végétales au niveau de la zone méristématique. L’auxèse fait intervenir une hormone de croissance naturelle produite par les végétaux, l’auxine. Ainsi, nous pouvons constater que la lumière a tendance à inhiber la croissance en longueur des tiges.

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