Depuis toujours, plusieurs approches ont été tentées pour améliorer la production végétale. Le priming est une méthode physiologique qui améliore la production végétale en modulant les activités métaboliques de la germination avant l'émergence de la radicule. Cependant, les mécanismes physiologiques, biochimiques et moléculaires régissant le priming sont mal connus. Notre travail a pour objectif d’étudier, d’une part, les effets de l’hydrorpiming des graines de Vigna unguiculata sur la germination et la croissance en conditions favorables et stressantes (PEG à 20 %), et d’autre part, l’évolution des métabolites au niveau des organes d’embryon lors la germination dans les deux conditions. Nos résultats révèlent que l’hydropriming des semences permet l’amélioration des performances germinatives et la croissance des radicules, particulièrement en conditions stressantes, en provoquant des modifications physiologique et biochimique au niveau des cotylédons, de la radicule et la gemmule. Parmi cette modification, nous révélons la stimulation d’une forte accumulation des acides aminés, la diminution de la teneur en proline libre et le taux du malondialdéhyde (MDA) permettant la protection des membranes contre la peroxydation lipidique. Cependant ces modifications dépendent étroitement de l’organe et de la phase de germination.

1. Université des Sciences et de la Technologie
Houari Boumediene
(U.S.T.H.B)
Faculté des Sciences Biologiques
Mémoire de MASTER
En Sciences de la Nature et de la Vie
Spécialité : sciences du végétal et biotechnologie
Effets du priming sur l’accumulation de la
proline libre au niveau des embryons de
graines de (Vigna unguiculata L.), lors de
la germination
Présenté par:
Mlle. ABER Khawla
Mlle. SEGMANE Chaimal Juillet 2019
Dirigé par:
Dr. BOUCELHA Lilya

2. Plan de travail I. Introduction
III. Matériel et méthodes
IV. Résultats discussion
V. Conclusion

4. Introduction Matériel et méthodes Résultats et discussion Conclusion
Graine, ou autre partie
d'un végétal, apte à
former une plante
complète après semis
ou enfouissement.
Etapes de développement
d’une graine:
1- L’embryogénèse.
2- Le remplissage.
3- La dessiccation.
L’embryon (future
plantule)
Cotylédons ( réserves)
Tégument (protection)

5. La germination est un terme qui désigne le passage de la semence d’une vie
latente à un état actif en conditions favorables (Heller et al., 2000).
Introduction Matériel et méthodes Résultats et discussion Conclusion

6. Hydratation partielle des
semences avec de l’eau distillée
Activation des processus
métaboliques pré-germinatifs
Chimiopriming
Traitement
chimique
Hormopriming
Traitement
hormonal
Hydropriming
Traitement
hydrique ou
redéshydratation
Osmopriming
Traitement
osmotique
Redéshydratation
(Avant l’émergence de la radicule)
Rehydratation+germination
La phase
réversible de la
germination
Introduction Matériel et méthodes Résultats et discussion Conclusion

7. Effets bénéfiques
du priming
Germination
homogène
(synchronisée)
et rapide
Levée de la
dormance
Meilleure
croissance
Floraison plus
précoce
Augmentation
du rendement
Obtention
des cultures
uniformes
Obtention des
plantes plus
tolérantes aux stress
abiotiques
L’endurcissement des semences
provoque des modifications
Physiologiques
L'accumulation de composants de
signalisation latents qui seront utilisés lors
d’une nouvelle exposition à un stress
Ces mécanismes moléculaires
permettent aux plantes de mémoriser les
événements d'amorçage précédents et de
générer, ensuite, des empreintes de
mémoire. Sous contrôle épigénétique
GénétiquesBiochimiques Moléculaires
Introduction Matériel et méthodes Résultats et discussion Conclusion

8. Introduction Matériel et méthodes Résultats et discussion Conclusion
Cette contrainte résulte d'un
abaissement du potentiel
hydrique dans l'air et/ou dans le
sol en dessous d'une certaine
valeur, dépendant du génotype,
du phénotype et des
caractéristiques du milieu
Inhibition du
croissance
cellulaire et une
altération de la
reproduction
Augmentation de la
production des espèces
réactives d’oxygène et
ainsi l’augmentation
de la peroxydation
lipidique
Effets de la
contrainte
hydrique
Modifications des
propriétés
intrinsèques de la
membrane
Un déficit hydrique s'installe lorsque l’eau
disponible pour la plante ne lui permet pas de
répondre à la demande climatique
(Djebbar, 2012).

9. Traitements pré-germinatifs des semences
de Vigna unguiculata  Hydropriming
Effets sur la germination et la croissance
radiculaire
Evolution des métabolites durant la
germination
1
2 Cotylédons
Radicule
Gemmule
Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion
Favorables
Stressantes

11. Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion
• Vigna unguiculata « La dolique ou le haricot à
l’œil noir »
Matériel végétal:
• Madagascar
Origine :
• Graines et embryons
Parties utilisées :
• Règne : Plantae
• Clade : Spermatophyta
• Ordre : Fabales
• Famille : Fabaceae
• Genre : Vigna Savi
• Espèce : Vigna unguiculata (L.) Walp.
• Sous-Espèce : Vigna
unguiculata subsp. unguiculata (L.) Walp.
Classification phylogénétique APG III :
Graines
Cotylédons
Radicules
Gemmules
Embryons

12. Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion
Lot non traité
(témoins)
Lot traité
(Hydropriming)
Sélection des graines
-I-Etude de la germination
Cinétique de
germination
Croissance linéaire
des radicules
Conditions favorables
(eau distillée)
Conditions défavorables
(PEG 20%)

14. Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion
Figure: Effets du priming sur la germination des semences de Vigna unguiculata (haricot à l’œil noir) dans des conditions
favorables (eau distillée) et stressantes (PEG à 20%).
Photos montrant la germination des semences au cinquième jour de la mise en germination:
A: Primées PEG 20% B: Témoins PEG 20% C: Primées eau D: Témoins eau
0
20
40
60
80
100
120
1 2 3 4 5
Pourcentagedegermination
parjour JoursTémoins
Primées
Eau
0
20
40
60
80
100
120
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213
Pourcentagedegermination
parjour
JoursTémoins
Primées
PEG 20%
Cinétique de germination

15. Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion
Figure: Effets de priming sur la longueur des radicules (cm) des plantules âgées de cinq jours issues
des semences de Vigna unguiculata mises à germer dans l’eau distillée et dans le PEG à 20%.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Témoins Primées Témoins Primées
Dans l'eau Dans le PEG
Longueurdesradicule
(cm)
41.81%
33.33%

16. -II-
Etude à l’échelle des embryons
Analyses biochimiques
Cotylédons
Gemmule
Radicule
Acides aminés
totaux
Rosan (1957)
Proline libre
Magné et
Larher (1992)
MDA
Popham et
Novacky (1991)
Les résultats obtenus par notre étude des effets de
l’hydropriming sur les performances germinatives et la
croissance sont soutenus par des études antérieurs sur plusieurs
espèces cultivées telles que le blé (Janmohammadi et al., 2008),
le mais (Amoaghaie et al., 2010), l’oignon (Mehri., 2015), le riz
(Hussain et al., 2016), le sorgho (Hathal et al., 2017), le seigle
chinois (Hong-Yuan et al., 2018).
Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion

17. Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion
Figure: Evolution de la teneur en acides aminés totaux chez les cotylédons, la radicule et la gemmule des
graines témoins et traitées de Vigna unguiculata au cours de la germination dans des condition favorables
(eau distillée).
C: Cotylédons. R: Radicule. G: Gemmule.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1h 6h 12h 22h 32h 42h
Teneursenacidesaminés
(mg,g-1MVS)
Temps de germination
Témoins
PriméesC
0
5
10
15
20
25
30
35
1h 6h 12h 22h 32h 42h
Teneursenacidesaminés
(mg,g-1MVS)
Temps de germination
Témoins
Primées
R
0
5
10
15
20
25
1h 6h 12h 22h 32h 42h
Teneursenacidesaminés
(mg,g-1MVS)
Temps de germination
Témoins
Primées
G

18. Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion
Figure: Evolution de la teneur en acides aminés totaux chez les cotylédons, la radicule et la gemmule des
grains témoins et traitées de Vigna unguiculata au cours de la germination dans des condition défavorables
(PEG à 20%).
C: Cotylédons. R: Radicule. G: Gemmule.
0
2
4
6
8
10
12
14
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneursenAcidesamineés
(mg,g-1MVS)
Temps de germination
Témoins
Primées
C
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneursenAcidesaminés
(mg,g-1MVS)
Temps de germination
Témoins
Primées
R
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneursenAcidesAminés
(mg,g-1MVS)
Temps de germination
Témoins
PriméesG

19. Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion
Figure: Evolution de la teneur en proline libre chez les cotylédons, la radicule et la gemmule des grains
témoins et traitées de Vigna unguiculata au cours de la germination dans des condition favorables (Eau
distillée).
C: Cotylédons. R: Radicule. G: Gemmule.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneursenProline
(mg,g-1MVS)
Temps de germination
Témoins
PriméesC
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneursenProline
mg,gMVS
Temps de germination
Témoins
PriméesR
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
1h 6h 12h 22h 32h 42h
eneursenProline
mg,gMVS
Temps de germination
Témoins
Primées
G

20. Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion
Figure: Evolution de la teneur en proline libre chez les cotylédons, la radicule et la gemmule des grains témoins
et traitées de Vigna unguiculata au cours de la germination dans des condition défavorables (PEG 20%).
C: Cotylédons. R: Radicule. G: Gemmule.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneursenProline
(mg,g-1MVS)
Temps de germination
Témoins
Primées
C
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneursenProline
(mg,g-1MVS)
Temps de germination
Témoins
Primées
R
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneursenProline
(mg,g-1MVS)
Temps de germination
Témoins
Primées
G

21. Figure: Evolution de la teneur en MDA chez les cotylédons, la radicule et la gemmule des grains témoins et
traitées de Vigna unguiculata au cours de la germination dans des condition favorables (Eau distillée).
C: Cotylédons. R: Radicule. G: Gemmule.
Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0,2
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneurenMDA
(µmole.g-1MVF)
Temps de germination
Témoins
PriméesC
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneurenMDA
(µmole.g-1MVF)
Temps de germination
Témoins
PriméesR
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneurenMDA
(µmole.g-1MVF)
Temps de germination
Témoins
Primées
G

22. Figure: Evolution de la teneur en MDA chez les cotylédons, la radicule et la gemmule des grains témoins et
traitées de Vigna unguiculata au cours de la germination dans des condition défavorables (PEG à 20%).
C: Cotylédons. R: Radicule. G: Gemmule.
Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneurenMDA
(µmole/g)
Temps de germination
Témoins
PriméesC
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneurenMDA
(µmole/g)
Temps de germination
Témoins
PriméesR
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
1h 6h 12h 22h 32h 42h
TeneurenMDA
(µmole/g)
Temps de germination
Témoins
PriméesG

23. Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion
L’hydropriming induit des
modifications morphologiques,
physiologiques et biochimiques.
Dégradation et
mobilisation des réserves
protéiques en conditions
favorables et défavorables
Modifications de la régulation de
la biosynthèse et la dégradation
de la proline
Atténuer les effets du
stress oxydatif en
diminuant la
peroxydation lipidique
Amélioration de la
germination et la croissance
des radicules en conditions
normales et stressantes
Empreinte
de mémoire
Changement
épigénétiques

25. Introduction
Matérielset
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion
Le traitement pré-germinatif des semence de Vigna unguiculata permet d’améliorer les performances
germinatives et la croissance des radicules. Ce traitement provoque des modifications de l’évolution des
métabolites au niveau embryonnaire lors de la germination sous des conditions favorables et stressantes.
Ces modifications dépendent étroitement de l’organe et de la phase de germination tels que la stimulation d’une
forte accumulation des acides aminés totaux, la diminution de la teneur en proline libre et le taux de
malondéhaldéhyde (MDA).
Quant aux réponses au stress, notre étude montre que l’embryon réagit d’une manière très différente aux plantes
(feuilles) face à une contrainte hydrique, notamment la non accumulation de la proline, aussi bien au niveau des
embryons traités que non traités.

26. Etudier d'une manière plus approfondie les mécanismes réagissant l’hydropriming des semences, en identifiant
d’une manière plus précise les protéines, les enzymes et les antioxydants.
Étudier l’expression de certains gènes candidats ainsi que les facteurs régulateurs responsables des modifications
de cette expression suite à un priming.
Confronter les plantules issus de graines traitées à d’autre contraintes telles que la salinité et les bases
températures.
Introduction
Matériel et
méthodes
Résultats et
discussion
Conclusion