Etude physiologique, biochimique, moléculaire et agronomique du stress salin chez le melon (Cucumis melo L.)

Abstract

Chaque année sur son site de Malaga (Espagne), certaines parcelles de la société Rouge-Gorge, qui produit des melons, subissent une perte de rendement de 5 tonnes/ha. Des analyses indiquent que ces parcelles ont une teneur élevée en ion Na+ dans le sol et dans l eau d irrigation. Les problèmes de stress salin sont très étudiés sur de nombreuses espèces d intérêt agronomique, mais aucune étude n a encore été menée sur le melon. Un long travail préliminaire a permis de mettre en place les différents outils indispensables pour la suite (notamment la mise au point du système de culture reproduisant ce stress). Les résultats obtenus montrent que lors d un stress salin, chez cette variété de melon, il y a activation des systèmes de production des AOS (NADPH oxydases), mais pas des mécanismes de détoxication (peroxydases). Il y a aussi activation de la galactinol synthase et accumulation de sucres (stachyose en particulier) dans les feuilles. Un traitement à l acide ascorbique permet de restaurer, en grande partie, le rendement. Ce traitement influe négativement sur l état d activation des NADPH oxydases, positivement sur les peroxydases et négativement sur le niveau d expression de la galactinol synthase. L accumulation des sucres dans les feuilles est aussi diminuée. La présence d éléments de réponse (NFkb et AP-1 like) au potentiel redox sur le promoteur de la galactinol synthase permet de lier le stress salin (qui favorise la production d AOS) à la perte de rendement (due à l accumulation de sucre dans les feuilles). La vitamine C en limitant la production d AOS permet aussi d atténuer l effet du stress salin sur la plante.The company which funded this work cultivates melon in 3 different places: in the Center West and South East in France, as well as in South of Spain. In this third location, the proximity of the sea, and the irrigation technique make the water salty (approximatively 30 mM NaCl in water and soil extract). This NaCl concentration decreases the growth of melon plants and the yield from 13 tons/ha to 8 tons/ha. The present work begun with the preparation of the tools needed for further experiments, especially the culture systems. A publication of Shalata and Neumann (Shalata and Neumann, 2001) shows that an exogenous application of ascorbic acid could increase salt tolerance in tomato. Exogenous application of ascorbic acid during hydroponic culture of melon improved salt tolerance in melon, and allowed a partial recovery of yield (near 20% more than in salt stress plant without ascorbic acid). Biochemical evidences shows that NADPH oxidases , but not peroxidases, are activated during salt stress. Addition of ascorbic acid (0,5 mM) in the medium prevented the activation of NADPH oxidases and increased the activity of peroxidases. RNA blot experiments revealed activation of galactinol synthase gene, which encodes a key enzyme of stachyose synthesis. Stachyose is the major transported sugar in melon. The activation of this gene probably creates a metabolic deviation and contributes to the loss of yield. The promoter of galactinol synthase contains a NFkB response box, which senses redox status of the cell. The relationship between ascorbic acid and galactinol synthase is not fully understood, but it is still under investigation in the lab. Field experiments confirmed that AA increases salt tolerance.POITIERS-BU Sciences (861942102) / SudocSudocFranceF