Implication des mécanismes antioxydants enzymatiques et non enzymatiques dans la tolérance au stress hydrique chez deux variétés d'orge, Saïda et Express

Abstract

La sensibilité des plantes au déficit hydrique, qui s’exprime en terme agronomique par une diminution des récoltes, varie fortement d’un génotype à l’autre. L’orge affiche une grande diversité génétique, qui constitue une base précieuse de ressources génétiques vis-à-vis des capacités d’adaptation aux contraintes environnementales. La plupart de ces contraintes stimulent la production d'espèces réactives de l'oxygène (ERO) dans les plantes, provoquant ainsi un stress oxydant. Dans ce travail, nous avons estimé le niveau de stress oxydant et la participation de systèmes antioxydants lors de la réponse au manque d’eau de deux génotypes d'orge : Express, une variété sensible et Saïda, une variété locale algérienne sélectionnée pour sa tolérance au déficit hydrique. Les plantes âgées de 15 jours ont été soumises à un déficit hydrique de huit jours puis réhydratées dans des conditions contrôlées. Une diminution plus importante du contenu relatif en eau en condition de déficit hydrique et un niveau plus élevé de stress oxydant évalué par des méthodes HPLC et d'imagerie de la peroxydation lipidique ont été observés chez Express. Nous avons mesuré des teneurs beaucoup plus élevées en glutathion et en ascorbate chez Express par rapport à Saïda en condition de manque d’eau et après réarrosage. Express montre également lors d’un déficit hydrique de plus fortes augmentations des quantités d'antioxydants lipophiles comme l’α–tocophérol et les caroténoïdes de type xanthophylles. Concernant les enzymes de type réductases à thiol qui limitent les dommages oxydants, nous avons remarqué que certaines formes de peroxyrédoxines sont un peu plus abondantes chez Express lors du déficit hydrique et n’avons pas noté de différences importantes entre les 2 génotypes pour la quantité et l’activité des méthionine sulfoxyde réductases. En revanche, le cultivar Saïda présente des niveaux supérieurs des activités catalase et superoxyde dismutase, enzymes détoxiquant les espèces réactives de l’oxygène. Dans l'ensemble, les résultats montrent des réponses distinctes relatives aux mécanismes d’antioxydants chez les deux génotypes d’orge. En effet, la tolérance de Saïda par rapport à Express est associée à une capacité enzymatique d’élimination des ERO plus élevée. Le génotype sensible présente des quantités beaucoup plus fortes de composés antioxydants de faible poids moléculaire. Ces composés pourraient constituer une ligne de défense secondaire contre les dommages oxydants résultant d’une capacité plus faible des systèmes antioxydants enzymatiques.