Le priming des semences est une méthode physiologique qui améliore la production végétale en modulant les activités métaboliques de la germination avant l'émergence de la radicule, c'est à dire au cours de la phase réversible de la germination. Pendant cette phase, la semence peut être redéshydratée tout en gardant sa capacité à germer. Parmi les différents types de priming, figure "le chimiopriming" qui repose sur l'utilisation des substances chimiques, telles que le nitroprussiate de sodium, le chlorure de calcium, le peroxyde d’hydrogène, l’hydrosulfure de sodium, ou le silicium. Ces molécules jouent un rôle primordial dans l’activation de certaines voies de signalisation. Cependant, peu de travaux ont utilisé le silicium, considéré comme phytostimulant, dans le chimiopriming. Il en ressort que le priming avec le silicium permet d’améliorer les performances germinatives et la tolérance au stress hydrique. Notre travail s’inscrit dans cette optique et a pour objectif d’étudier l’effet du silicium utilisé dans le chimiopriming de graines de Trigonella foenum graecum (L), sur quelques paramètres biochimiques (protéines, acides aminés, proline, amidon, sucres solubles, protéases et l’alpha-amylase). Les mesures ont été réalisées au niveau de la radicule prélevée des graines témoins et traitées après 24 h de germination. Nos résultats confirment que l’hydropriming seul induisait une accélération des phases de la germination, une amélioration de la croissance ainsi qu’une activation de l’hydrolyse des réserves (protéines et amidon) suivie d’une augmentation de la teneur en produits de la dégradation (acide aminées et sucres solubles) et d’une baisse de la teneur en proline au niveau des radicules. D’autre part, nos résultats indiquent que le prétraitement par le silicium seul n’a pas d’influence sur la croissance de la radicule, mais a des effets variables sur certains paramètres biochimiques. En effet, il semble que le silicium (Si) atténue ou annihile l’action de l’hydropriming. Notre hypothèse est que ce minéral inhiberait certains enzymes lesquelles seraient stimulées par l’hydropriming (protéases et amylases).

1. Études des mécanismes métaboliques du
chimiopriming par le silicium permettant
l’amélioration du développement du
fenugrec Trigonella Foenum Graecum (L.)
Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene
Premier Séminaire National sur l’Agriculture
Durable et la Biodiversité (SNADB 2022)
Dr Lilya BOUCELHA
Présenté par : Co-auteurs :
-Réda DJEBBAR
-Ouzna ABROUS-BELBACHIR
-Pierre CAROL
11-12 Mai 2022

2. ntroduction
2

3. La production végétale
et l'établissement d’une
bonne agriculture
dépendent étroitement
de la germination des
semences qui est une
étape cruciale dans le
cycle de vie des
végétaux supérieurs.
La germination est un terme qui désigne le passage de la semence d’une vie latente à un
état actif en conditions favorables (Heller and al., 2000).
Germination
Phase cruciale
du cycle de Vie
des plantes

4. Or, la germination peut être hétérogène vu que les semences ne
germent pas toutes de la même manière ni en même temps.
Patrimoine
génétique
Taille des graines
Quantité des
réserves Stade de maturité
Position des graines
sur la plante mère
et dans le fruit
Etat physiologique
de la plante mère
Les graines et les plantes sont souvent soumises à des
contraintes abiotiques sur le terrain
Faible disponibilité
en eau
Salinité
du sol
Température
extrêmes

5. Les phases de la germination
Phase
d’imbibition
Phase de
germination
Phase de
croissance
Phase Réversible
Application de l’amorçage
Phase
Irréversible
Percée de
la radicule
Au cours de la phase
réversible, la semence
peut être redéshydratée
sans être affectée
(Aucun dommage)
Application du
traitement
prégerminatif
Ou Priming
Ou Amorçage

6. Imbibition partielle de la semence
Activités métaboliques
Pré-germinatives
La phase
réversible
de la
germination
Redéshydratation avant
l’Émergence de la radicule
Traitement prégerminatif Ou Priming
Réhydratation et
Mise en Germination
Activation
des Processus
germinatifs

7. Obtention des
plantes plus
tolérantes aux
stress abiotiques
Floraison plus
précoce
Levée de la
dormance
Obtention des
cultures uniformes
Amélioration de la
croissance et du
rendement.
Germination
homogène
(synchronisée) et
rapide.
Effets
bénéfiques
du Priming

8. Le priming des semences provoque des modifications
biochimiques, physiologiques, moléculaires et génétiques.
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.
(Bruce et al., 2007).
Contrôle
épigénétique
Méthylation de l’ADN

9. Types de
traitements
prégerminatifs
Osmopriming
Double
hydropriming
Hydropriming Chimiopriming
Silicium
Hormopriming

10. Le Silicium ne se trouve jamais à
l’état libre ou pur dans la nature,
mais uniquement sous forme de
combinaisons car il réagit rapidement
avec l’eau et l’oxygène.
Le Silicium est
retrouvé sous deux
formes :
Minérale
Organique
Le Silicium est le deuxième élément
chimique le plus abondant de la
croûte terrestre après l'oxygène
(27,6 %).

11. Dans des conditions
favorables
Dans des conditions
défavorables
Amélioration de la
croissance des parties
aériennes et racinaires.
Une meilleure tolérance aux
stress abiotiques en
activant les systèmes de
défense notamment les
enzymes antioxydantes

12. Le traitement prégerminatif des graines est la méthode la plus efficace
permettant la pénétration du silicium à des concentrations contrôlées.
Elle est considérée comme l’une des principales techniques qui peuvent
améliorer la tolérance au stress abiotique chez les plantes.
Application du Si sur les plantes par arrosage ou aspersion,
n’est pas toujours évidente pour permettre son absorption.

13. Beaucoup de travaux
ont étudié l’impact du
Si sur les plantes
entières
Coskun et la. (2019)
Mécanismes d’action du silicium
impliquant la tolérance au stress
abiotiques
Très peu d’articles ont été consacrés
aux prétraitements des graines par le Si
Mais

14. Bjectifs du travail
14

15. Traitements prégerminatifs des semences de
Trigonella foenum- graecum
Chimiopriming-Si
Effet sur la
germination
Etude du
métabolisme
carboné
Etude de la
croissance
des radicules
Etude du
Métabolisme
azoté
Ce qui a attiré l’attention de notre équipe de
« Physiologie végétale » et nous a poussé à s’intéresser à
ce travail

16. Matériel et
Méthodes
16

17. Le Fenugrec
« Trigonella
foenum-
graecum L »
Plante
légumineuse
Cultivée
Famille des
Fabaceae
✓ Excellente source minéraux (cuivre,
calcium…)
✓ Riche en vitamine essentielles
(thiamine, Acide folique, ….)
✓ Une gamme de composés
phytochemique (choline, trigonelle…. )
Intérêts médicinaux
✓ Appétitive
✓ Pouvoir d'éliminer les toxines
✓ Augmente la digestion
✓ Augmente l’assimilation des aliments

18. Application du traitement
Sélection des
graines
Désinfecter (3 min)
par l’eau de javel,
puis rincer (5 min)
par l’eau distillée
Imbiber dans
le silicate de
sodium à 1 mM
Imbiber dans
d’eau distillée
Lot traité
50 Gaines
Lot témoin
50 Graines
Mise en
germination
Sélection des
graines

19. Imbibition
Imbibition
seule 6h dans
l’eau distillée
Simple
Hydropriming
Imbibition dans
l’eau distillée
Prétraitement
Imbibition dans le
Si
Pas de Priming Priming ou Amorçage
Chimiopriming
Imbibition dans le
silicium
Imbibition Prim
Si-Prim
+Redéshydratation
+Redéshydratation
6h
Aucun
Traitement
Si-6h
6h
6h
6h
Témoin

20. Étude physiologique et
biochimiques des graines
et des radicules
Cinétique
d’imbibition
Croissance des
radicules
Etude du
métabolisme
Protéique
Glucidique

21. Métabolisme Glucidique
Amylases
Suces Solubles
Amidon
Schuster et Giford (1962)
Mc Cready (1950)
Métabolisme Protéique
Protéases
Acides aminés
Protéines
McDonald et Chen (1965)
Rosen (1957)
Bradford (1976)
Mc Cready (1950)

22. ésultats
22
iscussion

23. 0
1
1
2
2
3
3
0h 2h 4h 6h 8h 10h 12h 14h 16h 18h 20h 22h 24h
%
d'absorption
de
l'eau
Temps (heures)
Témoin Imb-6 Si-6 Si priming Priming
I II III Témoin
Imb-6h Si-6h
Si priming Priming
Accélération des phases de germination
par Priming

24. 0
10
20
30
40
50
60
0h 2h 4h 6h 8h 10h 12h 14h 16h 18h 20h 22h 24h
%
Fuite
d’électrolytes
Temps (heures)
Témoin Imb-6h Si-6h Si Priming Priming
La cinétique de la fuite massive des
électrolytes des graines de fenugrec se
superpose à celle de l’imbibition.
Les graines primées ont des taux plus
élevés que les graines uniquement
imbibées avec ou sans Si, ceci pourrait
s’expliquer par une plus forte activité
hydrolytique induite par le priming.
La plupart des solutés solubles qui s’échappent
des semences sont des sucres et des acides
aminés en plus de la plupart des ions minéraux
présents dans la graine tels que le Ca+2, Na+2
et surtout le K+ dont on connait son rôle
essentiel au cours de la germination

25. 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Témoin Imb-6h Si-6h Si priming Priming
Longueurs
des
radicules
en
cm
Différents lots
a
b
c
d
e
Amélioration de la
croissance des
radicules
Accélération de la réplication
nucléaire, la division cellulaire et
l’élargissement des cellules au
niveau des racines (Farrooq et al.,
2007)
Priming
(avec ou
sans Si)
Phase
d’imbibition précoce
indique bien un décalage
dans le temps de début
de la croissance de la
radicule.
+71 %

26. 0
5
10
15
20
25
30
Témoin Imb-6h Si-6h Si Priming priming
Tenerurs
en
amidon
en
mg.
g
-1
MVS
a
b
c
d
e
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Témoin Imb-6h Si-6h Si priming Priming
Tenerurs
en
sucres
solubles
totaux
en
mg.
g
-1
MVS
a
b
c
d
e
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
Control Imb-6h Si-6h Si-Prim Priming
Activité
amylasique
(mg
d'amidon
dégradé.h
-1
.mg
-1
de
prot)
a
b
a
C
d
-38 %
+32 %
-26 % +17 %
+19 %
Amidon Sucres solubles
Amylases

27. ✓ Forte activité amylasique
✓ Dégradation de l’amidon
✓ Accumulation des sucres solubles
Métabolisme
Glucidique
Priming avec Si
Hydropriming
✓ Inhibition des amylases
✓ Forte teneur en l’amidon
✓ Faible teneur en sucres solubles
Activation de l’hydrolyse des
réserves glucidiques
Inhibition de l’hydrolyse des
réserves glucidiques
Inhibition du
site actif

28. 0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
Control Imb-6h Si-6h Si-Prim Priming
Activité
des
protéases
(mg
de
tyrosine
libérée.h
-1
.
mg
prot)
a
b
a a
c
-69 %
-18 %
+22 %
+86 %
+18 %
Protéines Acides aminés
Protéases

29. ✓ Forte activité protéasique
✓ Dégradation des protéines
✓ Accumulation des acides aminés
Métabolisme
Protéique
Priming avec Si
Hydropriming
✓ Inhibition des métalloproéases
✓ Forte teneur en protéines
✓ Faible teneur en acides aminés
Activation de l’hydrolyse des
réserves protéiques
Inhibition de l’hydrolyse des
réserves protéiques
Inhibition du
site actif

30. onclusion
30

31. Hydropriming Chimiopriming -Si-
Cinétique d’imbibition
Croissance des radicules
Protéines Solubles
Acides Aminés
Amidon
Sucres solubles
Inhibition
Activation Signalisation
Inhibition des
protéases
Inhibition de
amylases
Activation de
l’hydrolyse
des réserves
Priming des graines
Protéases
Amylases
Régulation
épigénétique

32. A l'issue de cette étude, nous pouvons conclure que le traitement
prégerminatif des semences de Trigonella foenum-graecum, permet
d’améliorer les performances germinatives et la croissance des radicules en
induisant un large spectre de modification biochimiques et métaboliques.
Il semble que le silicium inhibe l’effet de l’hydropriming.
❖ Confirmer l’effet du silicium sur les enzymes In Vivo
❖ Refaire toutes ces mesures au nivaux de la graine sèche ou de l’embryon
❖ Tester d’autres concentrations de silicium et sous d’autres formes
❖ Mesurer les nivaux de silicium intracellulaire

33. Merci pour votre attention!