Identification of morpho-physiological and biochemical markers linked to tolerance to water and salt stress in durum wheat (Triticum durum Desf.)

Abstract

La salinité et la sécheresse sont parmi les stress abiotiques qui limitent la production agricole dans le monde. Les réponses physiologiques des plantes à la sécheresse et au stress de salinité pourraient avoir des caractéristiques communes. De nombreux traits différents contribuent à la salinité et à la tolérance à la sécheresse (stress hydrique), qui sont spécifiques à l'espèce et dépendent du stade de développement de la plante. Dans la présente étude, la tolérance à la salinité (Chapitre 1) et stress hydrique (Chapitre 2) a été évaluée chez neuf cultivars de blé dur (Triticum durum Desf.). Les plantes ont été cultivées en hydroponie. Ces cultivars de blé ont été soumis à un stress hydrique à l'aide d'un traitement au polyéthylène glycol (PEG) et à un stress de salinité en présence de NaCl pendant 21 jours. Un certain nombre de traits morphologiques et physiologiques représentatifs du développement des plantes et du métabolisme primaire du carbone et de l'azote ont été analysés. L'analyse des composants principaux (ACP) a permis d'identifier des génotypes présentant différents niveaux de tolérance au PEG et au NaCl. Les cultivars INRAT 69 et Om Rabiaa étaient respectivement les plus tolérants aux deux stress respectifs, tandis que les cultivars Ben Bechir et Mahmoudi étaient les plus sensibles. De plus, nous avons pu mettre en évidence, des traits phénotypiques et physiologiques caractéristiques de la résistance à la salinité et à la tolérance à la sècheresse. Seule la proline est un trait en commun entre ces deux stressSalinity and drought are among the abiotic stresses that limit agricultural production worldwide. Plant physiological responses to drought (water stress) and salinity stress may have common characteristics. Many different traits are different in salinity and drought tolerance, which are species specific and dependent on the stage of development of the plant. In the present study, salinity tolerance (Chapter 1) and water stress (Chapter 2) were studied in nine cultivars of durum wheat (Triticum durum Desf.). The plants were grown in hydroponics. These wheat cultivars were subjected to water stress using a treatment with polyethylene glycol (PEG) and to salt stress in the presence of NaCl for 21 days. A number of morphological and physiological traits representative of plant development and the primary metabolism of carbon and nitrogen were analyzed. Principal component analysis (PCA) has made it possible to identify genotypes with different levels of tolerance to PEG and NaCl. The INRAT 69 and Om Rabiaa cultivars were the most tolerant of the two respective stresses, respectively, while the Ben Bechir and Mahmoudi cultivars were the most sensitive. In addition, we were able to highlight phenotypic and physiological traits characteristic of resistance to salinity and tolerance to drought. Only proline is a trait in common between these two stresse