Le phosphore (P) est un élément indispensable pour la croissance des plantes. De nombreux travaux montrent des réponses très précoces à une limitation de la disponibilité en P. Pendant la germination et la croissance juvénile, la demande en P des plantules peut être satisfaite par la remobilisation des réserves en P des graines et le prélèvement racinaire. Les objectifs de la thèse sont d’étudier la contribution respective de la remobilisation des réserves en P des graines et du prélèvement racinaire de P à l’alimentation en P des plantules de maïs, et les interactions entre ces deux processus. Différentes expériences ont été conduites pour i) étudier les cinétiques de la remobilisation des réserves en P des graines, ii) identifier précisément le début du prélèvement de P exogène par les racines, iii) quantifier la contribution relative de ces flux à l’alimentation en P de la plantule, iv) comprendre les interactions entre ces flux. Des graines riches et des graines pauvres en P on été cultivées à différents niveaux de disponibilités P exogènes pendant quatre semaines. Le traçage isotopique du P exogène (32P) a été utilisé pour quantifier le flux de prélèvement et calculer le flux de remobilisation du P des graines. Initialement, 86% du P sous forme phytate et 13% du C de la graine est localisé dans le scutellum indépendamment du niveau de richesse en P de la graine. 4 jours après le semis, 98% des phytates des graines sont hydrolysés. La cinétique d’hydrolyse des phytates est indépendante de la richesse en P des graines et de la disponibilité en P dans le milieu. Le P issu de l’hydrolyse des phytates est stocké temporairement dans la graine avant d’être transporté vers les organes en croissance de la plantule. Le prélèvement de P exogène commence dès l’émergence de la radicule (4ième jour) et dépend de la disponibilité en P dans le milieu. L’initiation du prélèvement et son intensité ne dépend pas du flux de remobilisation des réserves en P de la graine. Le P issu de la remobilisation et du prélèvement est distribué dans les mêmes proportions entre les parties ariennes et racinaires. Un bilan de P à l’échelle de la plantule entière et de la graine a permis de mettre en évidence un efflux de P depuis la graine vers l’extérieur pendant la phase d’hydrolyse des phytates. La modélisation des flux de P pendant la germination et la croissance précoce permet de rendre compte des observations sous l’hypothèse d’absence d’interaction entre les flux de remobilisation et de prélèvement de P bien que ces deux processus se chevauchent dans le temps. Nos résultats démontrent l’importance de la disponibilité locale en P dans le milieu pendant les stades précoces indépendamment du niveau de richesse en P des graines. / Phosphorus (P) is an essential element for plant growth. Many studies have shown a very early seedling response to the limitation on the availability of P. During germination and early growth, the seedling P demand may be satisfied by the remobilization of seed P reserves and exogenous P uptake by developing roots. The objective of the thesis was to study the relative contribution of remobilization of seed P reserves, the exogenous P uptake by seedling roots and the interaction between these two processes. Various experiments were conducted to i) study the kinetics of the remobilization of seed P reserves, ii) identify precisely the beginning of exogenous P uptake by seedling roots, iii) quantify the relative contribution P fluxes in developing seedlings and iv) the interaction between these two P fluxes. Seeds with low and high P reserves were cultivated at different levels of exogenous P availability for the growth period of four weeks. The exogenous P was labelled with radioactive P (32P) to identify and quantify the P flux in young seedlings coming from exogenous P uptake and seed P reserves remobilization. Initially, 86% of P in the form of phytate and 13% C of seed reserves is localised in scutellum regardless of P initial seed P reserves. Four days after germination, 98% of seed phytate reserves are hydrolyzed. The kinetics of seed phytate hydrolysis was independent of seed P reserves and exogenous P availability. The hydrolyzed forms of phytate were temporarily stored in the seed before being translocated towards newly growing seedling compartments. The exogenous P uptake started soon after the radicle emergence (4th day) and depend mainly on the availability of exogenous P in the growth medium. The beginning of exogenous P uptake and its intensity was not influenced by the seed P reserves remobilization. The proportion of distribution of remobilized seed P reserves and the exogenous P uptake was similar among seedling shoot and roots. The whole seed and seedling P budget showed the significant P losses from germinating seeds by P efflux with the beginning of phytate hydrolysis in seeds. We proposed a model for the seed P remobilization and exogenous P uptake during germination and early growth. Assuming no interaction between seed P reserves remobilization and exogenous P uptake, the simulations were found to be in close agreement with experimental data. Our results showed the importance of exogenous P availability in growth medium during early growth stages regardless of seed P reserves.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2011BOR14439 |
| Date | 16 December 2011 |
| Creators | Nadeem, Muhammad |
| Contributors | Bordeaux 1, Mollier, Alain, Pellerin, Sylvain |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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