CENTRE D’ETUDE REGIONAL POUR L’AMELIORATION...
CENTRE D’ETUDE REGIONAL
POUR L’AMELIORATION DE L’ADAPTATION
A LA.SECHERESSE
CERAAS
I.S.R.A. - C.N.R.A.
BP 53 Bmbey scdgal
TCI.: 73-60-50
ETUDE SUR LA RESISTANCE PROTOPLASMIQUE
DU MANIOC Manihot Esculenta Crantz
A LA CHALEUri ET A LA DESSK%ATIAN.
1
t
Alain MBAYE, Fr&%ric MARIE et Daniel ANNEROSE.
CERAAS/ISRA
.ude réalisée au CERAAS
apport préliminaire
lanvier 1991.
“---mm---+-
. .
---
doux cultivé au Stsnégal, accomplit son cycle de culture en 10-12 mois. Pour
dispose que de 3 mois de pluies au maximum en début-de culture. Son
)n hydrique dépend donc pendant 7 à 9 mois de la quant& des $serves
ies possibilités qu’offre le sol pour les lib&er et aussi de la ~crti de la
8 extraire et (i les g6rer dans le temps. A terme et surtout chez.les vari&% les
ces, le probleme de la capacité des tissus foliaires à maintenir leur int&rité et
itk durant la déshydratation du sol et ,leur exposition à fa s&heresse
ique ainsi qu’aux fortes températures qui l’accompagnent se pose.
12 jet de cette étude est d’évaluer le niveau de tolkance protoplasmique chez le
f‘oc d’estimer son int&t pour l’obtention d’une bonne productiviti, d’evaluer la
d”t ersitk genotypique existant pour cc caractère chez cette espece et enfin de proposer
1
un, test de criblage adapté à la conduite d’un programme de s&ction.
j l-l. 1) EFFET D’UN CHOC THERMIOUE OU OSMOTIOUE SUR LE
l
MAINTIEN DE L’INTEGRITE MEMBRANAIRE
l
1
4) Détermination de la temperature de travail
Dispositif à randomisation complète.
l vari es: 30572, origine ZITA, haut rendement, large adaptation ;
ii
4
30786, haut rendement en conditions humides ;
I
(
I
Kombo 2, origine locale, haut rendement, sensible à la sécheresse.
’
ux d’irrigation: normal et stress par suspension d’arrosage.
tions. 1 plante par rép&ition
Méthode de culture :
lanta “on en fûts (hauteur 60 cm ; diamètre 3.5 cm ; contenance 80 kg de terre)
tutu ge le 07.03.90, rempotage le 10.05.90
!
y esure bffectuée le 30.07.90 (fige des plantes : 4 mois et 1/2)
éthod de mesure :
I
1
Prélèvement de 10 feuilles/plante sur l’ensemble des rangs de feuilles et conservation
e1 sachets de plastique humidifiés puis transport au laboratoire.
Décou’ age de disques foliaires de lcm de diamètre à l’emporte-pièces.
1
P
‘Flottai/son des disques foliaires dans de l’eau distillée (1 heure) puis deux rinçages (1
eure a* total).
$’ Repartition des disques dans chaque tube à raison de 6 par variéte et de deux pris au
4asard.
1 Temperature de travail comprise entre 45 et 60°C avec incréments de 2,5”C.
-~--
-----
2
4 tubes par niveau de tempkature :-1 tkmoin (t” labo), 3 testés
Traitement température pendant 30’, ajout de 30 ml d’eau distillk dans les tubes puis
diffusion dans Fobscurité pendant 24 heures à 10°C.
Retour & la temp&ature ambiante et mesure de la conductivité libre.
Traitement à 100°C pendant 1 heure puis diffusion dans l’obscurité pendant 24 heures
à 10°C.
Retour B la température ambiante et mesure de la conductivité totale.
R&&ats (Figure 1).
Réponse sigmoïdale
50% de dégats B 53,2”C
Conclusions
Choix d’une température de travail : 53°C pendant une 1/2 heure sur 20 disques
b) D&rmination du choc osmotique de travail
Dispositif et méthodes idem que précédemment.
Méthode de mesure:
Sur le reste des disques, choc osmotique avec PEG 600
4 lots de 20 disques par niveau de concentration en PEG:
1 lot témoin dans boîte de pétri sur eau distilk
3 lots traités dans boîte de pétri sur PEG
Flottaison pendant 24 heures entre -5 et -56 bars à température ambiante
Rinçage puis flottaison de 20 disques par tube dans 30 ml d’eau distillée
Diffusion pendant 24 heures dans l’obscurité à 10°C.
Retour à la température ambiante et mesure de la conductivité libre.
Traitement à 100”~ pendant 1 heure puis 24 heures de diffusion dans l’obscurité à
10°C.
Retour à Ia température ambiante et mesure de la conductivité! totale.
Résultats (Figure 2)
Réponse sigmoïdale entre -10 et -56 bars
l
3
l
5 % de ég&s à -37 bars
o
<i Concldom
l
choix dlune concentration de travail en PEG 600 a -37 bars sur 20 disques.
l
l
l
~
~
&2) DETERMINATION DU RANG DE PRELEVEMENT DE LA FEUILLE
Voirm&hode par choc osmotique.
~mérotation des rangs de feuilles à partir du sommet.
Mesures sur feuilles non stressées
Résultats (Figure 3)
Bonne discrimination des données au niveau des rangs 2 et 3
Conclusion
I@gs de travail : 2 et 3
Ih EVALUATION DU DEGRE DE TOLERANCE MEMB
A
CH()(I- m(-jUE
%DES
OU OSMOTIQUE DE 3 VARIE
~~OU&~I~ES A DEUX NIVEAUX D’IRRIGATION
llispositif :: idem que II
Méthode : Idem que II
Résultats
1
a’~ Tolérance à la chaleur.
L’analyse des resultats indique que dans des conditions optimales d’alimentation hy-
rique les variétés étudiées présentent des niveaux de sensibilité à la chaleur significati-
ement différents (Tableau 1). La variété 30786 montre les meilleurs niveaux de tolé-
ce tandis que Kombo est la plus sensible au choc thermique (Figure 4)
”
I$n conditions d’alimentation hydrique limitante on observe une diminution du niveau
e tolérance membranaire des 3 variétés Elle est de 31% et de 18% respectivement
ans le cas des variétés 30786 et Kombo 2 alors qu’elle est négligeable (1,9%) pour la
30572 (Figure 4).
b) Tolérance à la dessiccation.
s niveaux de sensibilité à la dessiccation mesurés indiquent des différences significa-
entre les variétés quel que soit le mode d’alimentation en eau (Tableau 2).
.-.-
1~
-
-
4
En conditions normales d’alimentation hydrique, les variét& 30786 et Kombo 2 resen-
tent les niveaux de tolerance les plus &ev& alors que la variété 30572 est signi Kcative-
ment plus sensible à la dessiccation (Figure 5).
En conditions limitantes d’alimentation hydrique on retrouve chez les variétés 30786 et
Kombo 2 une diminution significative du niveau de tolérance des membranes, Par
contre on observe une augmentation significative importante (31%) du niveau de tolé-
rance à la dessiccation de la variété 30572 (Figure 5).
CONCLUSIONS
La méthode de dosage des électrolytes liber& apres un choc osmotique ou thermique
permet de mettre en évidence des différences significatives entre vari&5s.
Les études préliminaires ont permis de définir une méthodologie simple pour
l’évaluation du degré de tolérance des membranes chez cette espèce.
Les differences de comportement observées en fonction de la nature du choc applique
indiquent que les mécanismes impliqués dans la capacité de résistance des membranes à
la chaleur sont différents de ceux contrôlant la capacité de résistance à la dessiccation.
Bien que cette méthode facilite une évaluation simple du degre de tolérance chez le
manioc, une s&ction pour les régions semi-arides implique d’identifier separement le
materiel tolérant à la chaleur de celui tolCrant à la dessiccation.
Dans le cas du Sénégal, la résistance a la dessiccation apparaît comme l’un des carac-
tères d’adaptation les plus importants. Toutefois, les différences que nous avons obser-
vées dans les réponses en fonction du niveau d’alimentation hydrique impliquent
d’identifier du matériel à la fois en conditions normales et en conditions limitantes
d’alimentation en eau. Cette approche apparaît indispensable dans le cas de mka-
nismes qui nécessitent au préalable l’application d’un stress hydrique pour atteindre leur
niveau maximum d’expression. Dans ce cas la s&ction ne portera pas uniquement sur
une valeur absolue du niveau d’adaptation mais plutôt sur un indice de sensibilite ou de
résistance à la sécheresse exprimé en fonction d’un témoin bien irrigué.
Remerciements particuliers a Mr Abdou Faye du laboratoire de Physiologie de
I’Adaptation à la sécheresse pour son assistance technique durant toutes les mesures
effectuées.
5
I : Analyse de variante du % de dég$ts membranaires
aprés un choc thermique à 53Oc pendant 30' sur 20
foliaires (rang 2 et 3) de 3 variét&s de manioc.
DDL
SCM
C M
F
2
3213,8
1606,9
55,2;;;
1
924,0
924‘0
31,7*
2
482,0
241,O
8,3
12
349‘3
29,l
1
48,0
48,0
“1; ;Es
2
69,4
34,7
T xR
1
80,8
80,l
3,9y
xTxR
2
195,4
97,7
4,7
Frreur
12
248,0
20,7
u II : Analyse de variante du % de dégâts membranaires
é après un choc osmotique au PEG 600 a -37 bars pendant
r 20 disques foliaires (rang 2 et 3) de 3 variétés de
-r
Sou1 e I
C M
F
1
DDL I / SCM
L
Varj tés (V)
2
1053,3
526,7
34,0***
Traj - (T)
1
14,2
14,2
w*t*
v x
2
1436,8
718,4
46,3
Erre c
12
186,l
15,5
Ranc (RI
1
62,4
62,4
72;
v x
2
72,6
3.6, 3
4,6
TX
1
oro
oro
o,ons
v x
xR
2
38,7
19,3
2,5"'
Erre r
12
94,3
719
I
L
( .V.
-4,72%
-
”
FIGURE 1 : % de dégâts membranaires me-
suré après un choc thermique.
80
70
60
50
40
30
20
10
0
T E c a r t - t y p e
40
45
50
55
60
65
Température de traitement (Oc>
FIGURE 2 : Z de dégâts membranaires me-
suré après un choc osmot ique au PEG 600.
Z de dégats membranawes
80L
70
60
50
40
30
20
10
0
T E c a r t - t y p e
0
10
20
30
40
50
60
Po tent ie 1 osmotique de la solution de
trempage C-bars)
7
FIGURE 3 : Z de degats membranaires me-
l
a&r& un choc osmotique en fonction du
rang de la feuille.
2 dégats relatifs
-----. 5 1 rrig.
- K Irrig.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
Rang de la feuille
8
FIGURE 4 : % d’ intégrité relative mem-
branaire de 3 variétés de manioc mesuré
après un choc thermique C53*c, 30’ 3.
I
.
100 L d ’ intégra t e r e l a t i v e W
1
75
50
25
E St ressés
m Témoins
0 0
1
2
3
4
Variétés WKOMBO; 2: 30572; 3:30786)
F I G U R E 5 % d ’ i n t é g r i t é r e l a t i v e membra-
naire de 3 variétés de manioc mesuré
aprés un choc osmotique au PEG 600 à
- 37 bars.
loo [ d ’ lntégri t é r e l a t i v e C%l
50
25
E St ressés
m Témoins
Variétés (l.KOMBOj 2 30572; 3~30786)
.
obtenues
aves
30[----------
0
20
4.6 JarsqtÉs9ernt
‘7-----
i
.........
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4 0
50
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70
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90
100
POUR L’AMELIORATION DE L’ADAPTATION
A LA.SECHERESSE
CERAAS
I.S.R.A. - C.N.R.A.
BP 53 Bmbey scdgal
TCI.: 73-60-50
ETUDE SUR LA RESISTANCE PROTOPLASMIQUE
DU MANIOC Manihot Esculenta Crantz
A LA CHALEUri ET A LA DESSK%ATIAN.
1
t
Alain MBAYE, Fr&%ric MARIE et Daniel ANNEROSE.
CERAAS/ISRA
.ude réalisée au CERAAS
apport préliminaire
lanvier 1991.
“---mm---+-
. .
---
doux cultivé au Stsnégal, accomplit son cycle de culture en 10-12 mois. Pour
dispose que de 3 mois de pluies au maximum en début-de culture. Son
)n hydrique dépend donc pendant 7 à 9 mois de la quant& des $serves
ies possibilités qu’offre le sol pour les lib&er et aussi de la ~crti de la
8 extraire et (i les g6rer dans le temps. A terme et surtout chez.les vari&% les
ces, le probleme de la capacité des tissus foliaires à maintenir leur int&rité et
itk durant la déshydratation du sol et ,leur exposition à fa s&heresse
ique ainsi qu’aux fortes températures qui l’accompagnent se pose.
12 jet de cette étude est d’évaluer le niveau de tolkance protoplasmique chez le
f‘oc d’estimer son int&t pour l’obtention d’une bonne productiviti, d’evaluer la
d”t ersitk genotypique existant pour cc caractère chez cette espece et enfin de proposer
1
un, test de criblage adapté à la conduite d’un programme de s&ction.
j l-l. 1) EFFET D’UN CHOC THERMIOUE OU OSMOTIOUE SUR LE
l
MAINTIEN DE L’INTEGRITE MEMBRANAIRE
l
1
4) Détermination de la temperature de travail
Dispositif à randomisation complète.
l vari es: 30572, origine ZITA, haut rendement, large adaptation ;
ii
4
30786, haut rendement en conditions humides ;
I
(
I
Kombo 2, origine locale, haut rendement, sensible à la sécheresse.
’
ux d’irrigation: normal et stress par suspension d’arrosage.
tions. 1 plante par rép&ition
Méthode de culture :
lanta “on en fûts (hauteur 60 cm ; diamètre 3.5 cm ; contenance 80 kg de terre)
tutu ge le 07.03.90, rempotage le 10.05.90
!
y esure bffectuée le 30.07.90 (fige des plantes : 4 mois et 1/2)
éthod de mesure :
I
1
Prélèvement de 10 feuilles/plante sur l’ensemble des rangs de feuilles et conservation
e1 sachets de plastique humidifiés puis transport au laboratoire.
Décou’ age de disques foliaires de lcm de diamètre à l’emporte-pièces.
1
P
‘Flottai/son des disques foliaires dans de l’eau distillée (1 heure) puis deux rinçages (1
eure a* total).
$’ Repartition des disques dans chaque tube à raison de 6 par variéte et de deux pris au
4asard.
1 Temperature de travail comprise entre 45 et 60°C avec incréments de 2,5”C.
-~--
-----
2
4 tubes par niveau de tempkature :-1 tkmoin (t” labo), 3 testés
Traitement température pendant 30’, ajout de 30 ml d’eau distillk dans les tubes puis
diffusion dans Fobscurité pendant 24 heures à 10°C.
Retour & la temp&ature ambiante et mesure de la conductivité libre.
Traitement à 100°C pendant 1 heure puis diffusion dans l’obscurité pendant 24 heures
à 10°C.
Retour B la température ambiante et mesure de la conductivité totale.
R&&ats (Figure 1).
Réponse sigmoïdale
50% de dégats B 53,2”C
Conclusions
Choix d’une température de travail : 53°C pendant une 1/2 heure sur 20 disques
b) D&rmination du choc osmotique de travail
Dispositif et méthodes idem que précédemment.
Méthode de mesure:
Sur le reste des disques, choc osmotique avec PEG 600
4 lots de 20 disques par niveau de concentration en PEG:
1 lot témoin dans boîte de pétri sur eau distilk
3 lots traités dans boîte de pétri sur PEG
Flottaison pendant 24 heures entre -5 et -56 bars à température ambiante
Rinçage puis flottaison de 20 disques par tube dans 30 ml d’eau distillée
Diffusion pendant 24 heures dans l’obscurité à 10°C.
Retour à la température ambiante et mesure de la conductivité libre.
Traitement à 100”~ pendant 1 heure puis 24 heures de diffusion dans l’obscurité à
10°C.
Retour à Ia température ambiante et mesure de la conductivité! totale.
Résultats (Figure 2)
Réponse sigmoïdale entre -10 et -56 bars
l
3
l
5 % de ég&s à -37 bars
o
<i Concldom
l
choix dlune concentration de travail en PEG 600 a -37 bars sur 20 disques.
l
l
l
~
~
&2) DETERMINATION DU RANG DE PRELEVEMENT DE LA FEUILLE
Voirm&hode par choc osmotique.
~mérotation des rangs de feuilles à partir du sommet.
Mesures sur feuilles non stressées
Résultats (Figure 3)
Bonne discrimination des données au niveau des rangs 2 et 3
Conclusion
I@gs de travail : 2 et 3
Ih EVALUATION DU DEGRE DE TOLERANCE MEMB
A
CH()(I- m(-jUE
%DES
OU OSMOTIQUE DE 3 VARIE
~~OU&~I~ES A DEUX NIVEAUX D’IRRIGATION
llispositif :: idem que II
Méthode : Idem que II
Résultats
1
a’~ Tolérance à la chaleur.
L’analyse des resultats indique que dans des conditions optimales d’alimentation hy-
rique les variétés étudiées présentent des niveaux de sensibilité à la chaleur significati-
ement différents (Tableau 1). La variété 30786 montre les meilleurs niveaux de tolé-
ce tandis que Kombo est la plus sensible au choc thermique (Figure 4)
”
I$n conditions d’alimentation hydrique limitante on observe une diminution du niveau
e tolérance membranaire des 3 variétés Elle est de 31% et de 18% respectivement
ans le cas des variétés 30786 et Kombo 2 alors qu’elle est négligeable (1,9%) pour la
30572 (Figure 4).
b) Tolérance à la dessiccation.
s niveaux de sensibilité à la dessiccation mesurés indiquent des différences significa-
entre les variétés quel que soit le mode d’alimentation en eau (Tableau 2).
.-.-
1~
-
-
4
En conditions normales d’alimentation hydrique, les variét& 30786 et Kombo 2 resen-
tent les niveaux de tolerance les plus &ev& alors que la variété 30572 est signi Kcative-
ment plus sensible à la dessiccation (Figure 5).
En conditions limitantes d’alimentation hydrique on retrouve chez les variétés 30786 et
Kombo 2 une diminution significative du niveau de tolérance des membranes, Par
contre on observe une augmentation significative importante (31%) du niveau de tolé-
rance à la dessiccation de la variété 30572 (Figure 5).
CONCLUSIONS
La méthode de dosage des électrolytes liber& apres un choc osmotique ou thermique
permet de mettre en évidence des différences significatives entre vari&5s.
Les études préliminaires ont permis de définir une méthodologie simple pour
l’évaluation du degré de tolérance des membranes chez cette espèce.
Les differences de comportement observées en fonction de la nature du choc applique
indiquent que les mécanismes impliqués dans la capacité de résistance des membranes à
la chaleur sont différents de ceux contrôlant la capacité de résistance à la dessiccation.
Bien que cette méthode facilite une évaluation simple du degre de tolérance chez le
manioc, une s&ction pour les régions semi-arides implique d’identifier separement le
materiel tolérant à la chaleur de celui tolCrant à la dessiccation.
Dans le cas du Sénégal, la résistance a la dessiccation apparaît comme l’un des carac-
tères d’adaptation les plus importants. Toutefois, les différences que nous avons obser-
vées dans les réponses en fonction du niveau d’alimentation hydrique impliquent
d’identifier du matériel à la fois en conditions normales et en conditions limitantes
d’alimentation en eau. Cette approche apparaît indispensable dans le cas de mka-
nismes qui nécessitent au préalable l’application d’un stress hydrique pour atteindre leur
niveau maximum d’expression. Dans ce cas la s&ction ne portera pas uniquement sur
une valeur absolue du niveau d’adaptation mais plutôt sur un indice de sensibilite ou de
résistance à la sécheresse exprimé en fonction d’un témoin bien irrigué.
Remerciements particuliers a Mr Abdou Faye du laboratoire de Physiologie de
I’Adaptation à la sécheresse pour son assistance technique durant toutes les mesures
effectuées.
5
I : Analyse de variante du % de dég$ts membranaires
aprés un choc thermique à 53Oc pendant 30' sur 20
foliaires (rang 2 et 3) de 3 variét&s de manioc.
DDL
SCM
C M
F
2
3213,8
1606,9
55,2;;;
1
924,0
924‘0
31,7*
2
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12
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1
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2
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4,7
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12
248,0
20,7
u II : Analyse de variante du % de dégâts membranaires
é après un choc osmotique au PEG 600 a -37 bars pendant
r 20 disques foliaires (rang 2 et 3) de 3 variétés de
-r
Sou1 e I
C M
F
1
DDL I / SCM
L
Varj tés (V)
2
1053,3
526,7
34,0***
Traj - (T)
1
14,2
14,2
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v x
2
1436,8
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12
186,l
15,5
Ranc (RI
1
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2
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TX
1
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2
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Erre r
12
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719
I
L
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-4,72%
-
”
FIGURE 1 : % de dégâts membranaires me-
suré après un choc thermique.
80
70
60
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40
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20
10
0
T E c a r t - t y p e
40
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65
Température de traitement (Oc>
FIGURE 2 : Z de dégâts membranaires me-
suré après un choc osmot ique au PEG 600.
Z de dégats membranawes
80L
70
60
50
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T E c a r t - t y p e
0
10
20
30
40
50
60
Po tent ie 1 osmotique de la solution de
trempage C-bars)
7
FIGURE 3 : Z de degats membranaires me-
l
a&r& un choc osmotique en fonction du
rang de la feuille.
2 dégats relatifs
-----. 5 1 rrig.
- K Irrig.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
Rang de la feuille
8
FIGURE 4 : % d’ intégrité relative mem-
branaire de 3 variétés de manioc mesuré
après un choc thermique C53*c, 30’ 3.
I
.
100 L d ’ intégra t e r e l a t i v e W
1
75
50
25
E St ressés
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1
2
3
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F I G U R E 5 % d ’ i n t é g r i t é r e l a t i v e membra-
naire de 3 variétés de manioc mesuré
aprés un choc osmotique au PEG 600 à
- 37 bars.
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50
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Variétés (l.KOMBOj 2 30572; 3~30786)
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