Adaptation des plantes à l environnement

Stress hydrique
Mehdi JABNOUNE 2007-2008

Plan du cours
Introduction – définition du stress hydrique Les effets du stress hydrique Réponse au stress hydrique – Adaptations des plantes Paramètres décrivant le statut hydrique des plantes Les osmolytes Approches biotechnologiques pour l’amélioration de la résistance au stress hydrique Autres facteursimportants Les voies de signalisation

Introduction
Résistance au stress hydrique ? Enjeu très important lorsque les plantes ont colonisé le milieu terrestre: adaptations morphologiques et métaboliques

~ 1/3 des surfaces émergées de la Terre se trouvent en condition de stress hydrique : zones arides et semi-arides

Ou encore Zones en approvisionnement saisonnier en eau? Conditions destress saisonnières

? trop basses (toundra) Favorisent le stress hydrique Eau trop salée (près des mers)

Importance de l’eau et ses propriétés:
L’eau est essentielle à la vie
Chez les plantes, on trouve un contenu en eau variable selon les plantes et l’organe considéré Solvant pour les molécules hydrophiles Milieu et parfois substrat pour de nbeuses réactions chimiques Permet l’organisationdes structures cellaires Assure des fonctions mécaniques et physiologiques

Pression contre la paroi végétale: la turgescence des cellules ? assure la rigidité du végétal Lien entre les cells d’un tissu ? Cells sont en contact par un flux d’eau continu à travers les parois Cells sont en contact aussi par les plasmodesmes ? Voie symplasmique. Flux d’eau depuis racinaire [sève (vaisseaux duxylème)] jusqu’à transpiration par les stomates Nécessaire pour la photosynthèse ? donneur d’électrons

Eau apoplasmique.

Quand la plante est-elle en déficit hydrique?

Quantité H2O [transpiration]

>

Quantité H2O [absorption]

Les réactions des plantes à la sécheresse dépendent: ? De la vitesse d’évaporation de l’eau ? De la durée du déficit en eau ? De l’espèce végétale concernée

Auniveau cellulaire, les réactions varient en fonction de :
?l’organe considéré, ?du type de cellule, ?du stade de développement de la plante.

Effets du stress hydrique
Végétaux non adaptés : ?Dégâts mécaniques : Liées aux caractéristiques des cellules végétales : flexibilité (très limitée ) de la paroi et stockage de l’eau dans les vacuoles.

La déshydratation ? perte d’eau des vacuoles ?plasmolyse des cellules. ?Création d’une tension entre la membrane plasmique et la paroi ? peut conduire à un déchirement de la membrane (collapse) et rupture des parois cellulaires.
?Modifications structurales : Changements des propriétés mécaniques et de composition des membranes : ? Taux d’acides gras libres ? dé-estérification des phospholipides membranaires (due à l’oxydation des lipides) Chutede la quantité des protéines membranaires.

Etat hydraté

Etat non hydraté

Orientation des lipides et protéines en fct de l’état d’ hydratation

?Perturbation métabolique ? altération des macromolécules, en particulier à cause du stress oxydatif induit ?Modifications au niveau de l’ADN

Rupture des brins d’ADN
Chez les plantes résistantes ? Mécanismes de réparation de l’ADN Végétauxadaptés :

2 constantes:

? Présence de composés osmoprotectants ? Présence de molécules hydrophiles.

Réponses au stress hydrique : Végétaux non adaptés

Pour faire face au déficit en eau, la plante doit

? Réduire ses pertes

? Augmenter son approvisionnement en H2O

1- Comment réduire la transpiration? Fermeture des stomates [Rappel] : passive ou active. Voie hormonale ? ABApermet le contrôle de la turgescence des cells de garde. Conséquence grave : Arrêt de la photosynthèse ? Echanges des gaz st empêchés Adapatations ? Stomates adaptés
Exemple CAM (cactus) ? Ouvreture des stomates seulement la nuit

Abscission des feuilles (éthylène) ? Réduction de la surface foliaire ? ? transpiration

Rappel Les stomates : Siège des échanges gazeux (O2, CO2) et lieu de la…