TP Végétale [PDF]

Zitiervorschau

Le 07 Mars 2021 Nom et prénom : -

Khanfri Walid Khodja Oumaima KrikaNihal Lasledj Abdallah Mohamed Amine Lebbal Lina

Groupe : G8

Compte rendu de TP Physiologie Végétale N° 03 :  Semences Et Germination.

NOTE

OBSERVATION

-1-

Introduction : Chez les végétaux la croissance est un phénomène quantitatif et le développement est un phénomène qualitatif. Elles sont très liées et se déroulent au même temps. Pour arriver à la croissance les graine doivent d’abord passer par un phénomène qui est la germination. La germination est une phase physiologique pendant laquelle la graine passe de l’état de vie ralentie à l’état de vie active (elle se réveille), mais sous des conditions extérieures favorables (lumière, oxygène, humidité, température) pour assurer la bonne germination. La germination est définie comme la somme des évènements qui conduisent la graine sèche à germer : cela commence par l’étape cruciale d’absorption de l’eau par la graine, se termine par l’allongement de l’axe embryonnaire et l’émergence de la radicule à travers les structures qui entourent l’embryon. La germination des graines nécessite la mobilisation des réserves accumulées au cours de la maturation dont leur dégradation apportera l’énergie nécessaire à la croissance de la plantule. Cette mobilisation est la résultante des activités hydrolytiques qui libèrent les nutriments à partir des tissus de réserve, d’une part, et des mécanismes de leur transport vers les tissus embryonnaires, d’autre part. Selon les espèces, ces réserves peuvent être majoritairement de nature glucidique, lipidique et/ou protéique. Pour déterminer l’influence de la température sur la germination des semences, on a utilisé différents types de graines qui sont dans l’ordre de gauche vers l’adroite : -

Le blé : (ordre : poales, famille : poaceae, espèce : triticum durum) Les lentilles : (famille : fabaceae, espèce : lens culinaris) Les maïs : (famille : poaceae, espèce : zea mays)

Ce TP consiste à la mise en évidence de l’effet de la salinité (imbibition) et l’effet de la température sur la germination des graines en effectuant des incubations a différentes températures (Température 4°C, température ambiante), tout en déterminant les forces d’imbibition ainsi que le pouvoir germinatif. En changeant les valeurs de la température et de [Na Cl] on peut observer la différence de germination chez ces espèces afin de déterminer la relation entre les deux facteurs.

But : -

Observation et étude de la morphologie externe des différentes semences avant et après germination. Observation de l’effet externe des semences par différents stress (stress salin & thermique) par une analyse biostatistique. Détermination de la différence entre les deux types de semences : mono et dico. Détermination de la différence entre les 2 types de germination : hypogée et épigée. Détermination de l’effet de la salinité sur la germination (l’imbibition par NaCl). Détermination de l’effet de la T sur la germination (incubation en T ambiante & 4°C). Détermination de l’interaction entre les espèces dans chaque stress appliqué. Détermination de la relation entre la germination et la force d’imbibition. Calcul du taux d’imbibition ainsi que le taux de la germination. Détermination du pouvoir germinatif. -2-

Principe : Le TP est basé sur la morphologie et l’effet de la salinité et de la T sur la germination des graines. Pour étudier l’effet de ces deux facteurs : 4 types de graines sont cultivées (deux lots par espèce) sur des boites de Pétri saturées d’eau sous des conditions différentes de concentration de NaCl (0g/l, 5g/L,10g/L et 20g/L). Les semences doivent êtres désinfectées avant l’incubation pour éviter les problèmes de contaminations. Les graines sont rincées dans NaCl (imbibition). Puis, incubées dans différentes T (ambiante et 4°C). La suivie de la germination permet d’observer le changement morphologique des graines en quelques jours après l’incubation. C’est pour déterminer le taux de germination ainsi que l’influence de la température et la salinité, ainsi le type de la germination (épigée ou hypogée). La relations utilisées pour calculer la force d’imbibition ainsi que l’erreur standard, sont citer par la suite dans les résultats ; ainsi que les interprétations théoriques de l’effet de l’imbibition et de la température sur la germination. Force d’imbibition: représente la capacité de la graine à absorber l’eau. le taux ∆P ∗100 d’imbibition est représenté par le relation suivante : Pi Où : Pi : le poids initial des graines /ΔP : la différence entre le Pi et le poids après imbibition. Taux de germination: le taux de germination représente le pourcentage des graines qui ont germiné par rapport à un nombre total de graines G%= Nombre de graines germin é es ∗100 Nombre de graines total Conditions favorables à la germination  : A toute graine, pour germer, il faut de l'oxygène, de l'eau et de la chaleur, humidité, température et/ou luminosité.

Matériels : -

Boites de Pétri. Eau déminéralisée. Hypochlorite de Sodium (eau de Javel). Balance. Papier hygiénique. Papier aluminium. Graines de quelques espèces cultivées : haricots, lentilles, maïs et le blé.

Protocole : -

Compter 20 graines et préparer 2 lots de 10 graines. Peser chaque lot avant imbibition. Laver les graines avec l’eau de Javel (5min), puis avec NaCl deux fois (5min). Laisser imbiber dans la même solution (20min) de concentrations différentes. Peser les lots après l’imbibition. Mettre les graines de chaque lot à germer dans des boites de Pétri recouvrir d’un papier hygiénique humidifié. -3-

-

Recouvrir les boites avec de papier aluminium et les mettre à T ambiante et à 4°C. Estimer le taux de germination de chaque lot après quelques jours dans les deux T.

Résultats et discussion : 1- La morphologie externe : Avant l’incubation, les semences sont rigides. Après imbibition, les semences ont gagné un peu de poids et après 48h d’incubation, on a observé chez certaines espèces la percée des enveloppes par la radicule. 2- Le type de semence : Monocotylédone : dont les semences portent une seule feuille (cotylédon) sur le premier nœud de l’axe, ou tige. Dicotylédone : dont les semences ont deux feuilles. Monocotylédone Blé, maïs et lentille

Dicotylédone Haricot

Tableau N°1 : Le

type de semence

3- Le type de germination : Germination épigée : Les cotylédons de la graine sont au-dessus du niveau du sol. Germination hypogée : Les cotylédons de la graine sont en dessous du niveau du sol. Epigée Haricot, blé

Hypogée Maïs, lentille

Tableau N°2 : Le type de germination

L’effet de la température sur la germination de graines de quelques espèces : La température a un effet très important sur la germination des graines où selon Hawker and Jenner que : Les hautes températures inhibent la germination des graines en limitant la disponibilité d’énergie et des hydrolysats ; événement conséquent d’un retard et d’une inhibition de la synthèse et/ou l’activité des enzymes hydrolytiques. La température contrôle l’augmentation ou l’inhibition de la germination (la vitesse de la germination) en amélioration la fonctionnement et la sécrétion des phytohormones ou on peut dire aussi des hormones végétales qui sont des substances chimiques organiques produites par les plantes qui régulent la croissance, aussi sont affectées par la variation de la température et ces phytohormones comme : cytokinine, auxine, gibbérelline, acide asismique où la température interagit avec différentes hormones pour conduit l'activation ou bien l’inhibition du développement car il y a une relation entre les facteurs externes et les facteurs internes . Donc on doit maintenir une température suffisante car le froid ralentit ou arrêter la germination ou elle l’entre dans une dormance. La vitesse de germination étant fonction de la température, Où il faut maintenir les graines en température ambiante ou proche à l’ambiante pour une bonne croissance et la -4-

température. Et chaque plante a son propre température ambiante où chaque espèce a température qui en ligne avec elle A la fin on peut dire que la germination des graines favorise des températures que d’autres et donc leur germination dépend du facteur de température du milieu externe.

4- L’effet de la salinité sur la germination de graines de quelques espèces : Au début, on doit dire que l’NaCl est un paramètre qui permet la détermination de l’origine d’effet osmotique ou bien toxique Le sel exerce un effet peu marqué sur le taux de germination et sur l’émergence de coléoptile En revanche ; cet effet est plus significatif pour la croissance radiculaire avec des différences entre écotype où la salinité n’a pas influencé la hauteur des plantes Donc par rapport à la salinité, le taux de germination était fort pour les baisses concentrations et l’inverse pour les l’hautes concentration où les taux de germination des graines diminuent au fur et à mesure que la dose de NaCl augmente (l’inverse est juste) Pour un plus de précisément : - concentration suffisante de NaCl conduit à une bonne germination où cette concentration est important d’être présents dans les réserves des semences. Donc la pression osmotique interne est ajustée et l’eau est accessible autour de cellule. En plus que la graine ne trouve pas des difficultés à absorber l’eau car son milieu interne n’est pas concentré .la germination est parfaite et le fonctionnement des phytohormones est adéquat.

- Pour les concentrations grandes de NaCl il commence à devient toxique pour la semence là (un stress salin) ce ces des conditions défavorables pour la croissance et peut modifier le fonctionnement des phytohormone (les hormones responsables à la croissance).

la salinité inhibe la germination par son effet osmotique donc il y a un difficulté pour les graines pour absorber la quantité d’eau important pour faire les processus métaboliques important a la croissance où la concentration élevé de sel peut donner un retard de la germination ou peut-être aussi une inhibition et ce retard peut être expliqué par le temps nécessaire à graine pour faire des mécanismes lui permettant de réglée la pression osmotique interne a une relation avec le potentiel hydrique.

Ou bien ce retard pourrait être à cause des hormones qui se trouvent dans la graine. Aussi on peut dire que l’effet de la salinité sur les comportements germinatifs traduit par une relation entre le temps de latence et la vitesse et du taux de germination selon la concentration des sels. -5-

Les résultats : Calcule le taux de germination : Taux de germination = Nombre de graines germées Nombre de graines totale *100

Pour la première observation : Pour la température 4℃ : Dans toutes les concentrations et les espèces ne germent pas donc le taux = 0%. - Pour la température ambiante : **A la concentration 0 g/l : -le taux de maïs : -le taux de blé :

3 ∗100 =30% 10

4 ∗100 =40% 10

-le taux de lentille :

6 ∗100 =60% 10

-le taux de l’haricot :

7 ∗100 =70% 10

**A la concentration 5 g/l : -le taux de maïs : -le taux de blé :

-le taux de blé :

0 ∗100=0% 10

4 ∗100=40% 10

-le taux de lentille :

1 ∗100=10 % 10

-le taux de l’haricot :

0 ∗100=0 % 10

4 ∗100=40% 10

-le taux de lentille :

8 ∗100=80% 10

-le taux de l’haricot :

**A la concentration 10 g/l : -le taux de maïs :

2 ∗100=20% 10

3 ∗100=30% 10

**A la concentration 20 g/l : -le taux de maïs : -le taux de blé :

0 ∗100 =0% 10

0 ∗100 =0% 10

-le taux de lentille :

0 ∗100 =0% 10

-le taux de l’haricot :

0 ∗100 =0% 10

Pour la deuxième observation : Pour la température 4℃ : **A la concentration 0 g/l : -le taux de maïs :

**A la concentration 5 g/l :

10 ∗100 =100 % 10

-le taux de maïs :

-6-

10 ∗100=100% 10

-le taux de blé :

10 ∗100 =100 % 10

-le taux de lentille :

10 ∗100=100 % 10

-le taux de haricot:

**A la concentration 10 g/l : -le taux de maïs : -le taux de blé :

9 ∗100=90% 10

10 ∗100 =100 % 10

-le taux de lentille : -le taux de haricot:

-le taux de blé :

10 ∗100 =100% 10

1 ∗100 =10% 10

-le taux de lentille :

1 ∗100=10% 10

**A la concentration 20 g/l : -le taux de maïs : -le taux de blé :

1 ∗100 =10% 10

0 ∗100 =0% 10

2 ∗100=20 % 10

-le taux de lentille :

0 ∗100=0 % 10

-le taux de l’haricot :

-le taux de l’haricot:

5 ∗100=50% 10

0 ∗100 =0% 10 0 ∗100 =0% 10

Pour la température ambiante : **A la concentration 0 g/l : -le taux de maïs : -le taux de blé :

10 ∗100 =100 % 10

10 ∗100 =100 % 10

-le taux de lentille :

10 ∗100 =100 % 10

-le taux de l’haricot :

10 ∗100 =100 % 10

**A la concentration 5 g/l : -le taux de maïs : -le taux de blé :

6 ∗100=60% 10

8 ∗100=80% 10

-le taux de lentille :

0 ∗100=0% 10

-le taux de l’haricot :

**A la concentration 10 g/l :

1 ∗100=10% 10

**A la concentration 20 g/l : -7-

-le taux de maïs : -le taux de blé :

10 ∗100 =100 % 10

6 ∗100 =60 % 10

-le taux de lentille :

-

-le taux de blé :

9 ∗100=90 % 10

-le taux de l’haricot :

-le taux de maïs :

0 ∗100 =0% 10

0 ∗100 =0% 10

-le taux de lentille :

0 ∗100 =0 % 10

0 ∗100 =0% 10

-le taux de l’haricot

0 ∗100 =0% 10

Résultats et discussion : Le poids : Les poids avant imbibition :

  Mais Blé Lentille Haricot

0 g/l 1,5 0,433 0,497 5,35

5 g/l 1,5065 0,4265 0,5875 6,543

10 g/l 1,4565 0,4345 0,4645 5,7005

20 g/l 1,5075 0,401 0,4895 5,0525

Tableau N°3 : Le poids avant imbibition

Les poids après imbibition :   Mais Blé Lentille Haricot

0 g/l 1,71 0,625 0,665 6

5 g/l 1,678 0,4755 0,6675 6,8085

10 g/l 1,5955 0,4905 0,51 5,9975

20 g/l 1,695 0,4605 0,573 5,2125

Tableau N°4 : Le poids après imbibition

Les différences de poids :   Mais Blé Lentille Haricot

0 g/l 0,21 0,192 0,168 0,65

5 g/l 0,1715 0,049 0,08 0,2655

10 g/l 0,139 0,056 0,0455 0,297

Tableau N°5 : La différence du poids

-8-

20 g/l 0,1875 0,0595 0,0835 0,16

deslagraines Variation de poids de graine avant après imbibition en fonction des différentes concentrations 7 8

Poids Poids(g) (g)

7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 0 0

Mais Mais Blé Blé Lentille Lentille Haricot Haricot

0 g/l 0 g/l

5 g/l 5 g/l

10 g/l 10 g/l

20 g/l 20 g/l

Concentration (g/l) Concentration (g/l)

Figure N°1 : Variation de poids des graines avant imbibition en fonction des différences concentrations

Figure N°2 : Variation de poids des graines après imbibition en fonction des différences concentrations

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Variation de la différence de poids ∆P=Pf-Pi en fonction de différence concentrations dans différences espèces 0.7 0.6

90 80 70 60 50

∆P (g)

Variation du taux de germination en fonction de la 0.5 concentration (Température ambiante) 0.4 0.3 0.2 0.1

40 0

30

0g/l

5g/l

20

10g/l

20g/l

Concentrations (g/l)

10 0

Mais Blé Lentille Haricots

0g/l

5g/l Mais

Blé

10g/l Lentille

20g/l

Haricots

Figure N°3 : Variation de la différence du poids des graines en fonction des différences concentrations

Selon ces histogrammes, on remarque que le poids des graines varie pour des concentrations différentes de NaCl. Les poids de ces espèces augmentent après l’imbibition en NaCl.

Le taux de germination : 1ère observation :

-10-

Figure N°4 : Variation taux de germination en fonction des différences concentrations

À 4°C : il n’y a pas de germination pour toutes les graines (le taux de germination =0%). Cela due à la température baisse du milieu qui influe sur la germination des 4 graines  elle provoque l’arrêt ou le ralentissement de croissance. À la température ambiante : on remarque qu’il y a une germination des graines mais le taux se diffère selon la graine. La température ambiante permet une bonne croissance des semences. La diminution du taux due à l’augmentation de la concentration de NaCl (effet de la salinité). En 20 g/l pas de germination car la salinité est élevée.

2ème observation :

Variation du taux de germination des graines après 4 jour à4°c et température ambiante pour les 4 concentrations de NaCl 120 100 80 60 40 20 0 ai M

s

c) 4° à ( m

ai

s

am (t°

b) Bl

c) 4° ( é

é bl

0g/l

(

m t°a

b)

5g/l

l nti Le

l

c) 4° ( e

10g/l

le

l nti

le

am (t°

b( Ha

c 4° s( t o ric

) ts ico r ha

am (t°

b)

20g/l

Figure N°5 : Variation taux de germination après 4 jours à 4°C et température ambiante en fonction des différences concentrations de NaCl.

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En 0g/l : pour 4°C et la température 90% 80% ambiante : 70% toutes les 60% graines Taux 50% f(x) = 0.01 x + 0.41 germes Linear (Taux) R² = 0.04 40% présents 30% 20% dans les 10% boites à 0% cause des 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 bonnes Force d'imbibition conditions de milieu (après une durée plus long on peut observer la croissance des graines car elle la ralentit pour la première observation qui est après 48 h). La variation du taux de germination dépend aux graines et la concentration du milieu (20g/l pas de germination à cause de la salinité de milieu).

Taux de germination(%)

Variation du taux de germination en fonction de force d'imbibition à T ambiante

5- La relation entre la force d’imbibition et la germination :   Mais Blé Lentille Haricot

0 g/l 14,00 44,34 33,80 12,15

5 g/l 10 g/l 20 g/l 11,38 9,54 12,44 11,49 12,89 14,84 13,62 9,80 17,06 4,06 5,21 3,17 Tableau N°6 : La force d’imbibition

moyenne 11,84 20,89 18,57 6,15

Exemple de calcul de force d’imbibition : Force d ' imbibition=

∆P 1.71−1.5 ∗100= ∗100=14 Pi 1.5

On prend en considération la deuxième observation: Le taux de germination récapitulé dans des tableaux : A T ambiante    Mais Blé Lentille Haricot

0 g/l

5 g/l

100% 100% 100% 100%

10 g/l 20 g/l 100% 100% 10% 90% 10% 0% 50% 20% 0% 10% 0% 0% Tableau N°7 : le taux de germination à T ambiante

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moyenne 78% 50% 43% 28%

Variation du taux de germination en fonction de force d'imbibition à 4°C Taux de germination (%)

70% 60% f(x) = 0.02 x + 0.17 R² = 0.92

50%

Taux Linear (Taux)

40% 30% 20% 10% 0% 4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

Force d'imbibition

Figure N°6 : Variation taux de germination en fonction

de la force d’imbibition à T ambiante

A 4°C :   Mais Blé Lentille Haricot

0 g/l

5 g/l

100% 100% 100% 100%

10 g/l 20 g/l 60% 10% 0% 80% 60% 0% 0% 90% 0% 10% 0% 0% Tableau N°8 : le taux de germination à 4°C

moyenne 43% 60% 48% 28%

Figure N°7 : Variation taux de germination en fonction de la force d’imbibition à 4°C

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L’imbibition a un effet très important sur la germination des semences, est un phénomène d’entrée rapide et passive d’eau. Elle se déroule même si la graine n’est pas viable. Cette entrée d’eau est accompagnée d’une augmentation de la consommation d’oxygène attribuée à l’activation des enzymes mitochondriales. Ce qui permet la croissance de la graine en note aussi que chaque espèce a besoin d’un taux précis d’hydratation avec de l’eau. Ça dépend de besoin et des conditions climatiques de la germination. C’est pour ça qu’on a observé un gonflement des graines Force d’imbibition: représente la capacité de la graine a absorbé l’eau. La régression linéaire entre les points du dernier graphe a donné un coefficient de corrélation, significatif, d’où on peut conclure qu’il y’a une relation linéaire entre la force d’imbibition et la germination tels que, le taux de germination est proportionnel à la force d’imbibition. plus la force d’imbibition augmente, plus la germination des graines est importante. Comme la force d’imbibition représente le taux d’eau absorbée par la graine, on peut dire que plus les graines absorbent de l’eau, plus elles sont hydratées ce qui lie directement à le levée de dormance, le retour en vie et la réactivation du métabolisme des graines et donc développement et germination.

Conclusion : Il existe une très grande diversité des espèces végétales. Mais pour qu’une graine germe il existe des facteurs principaux sans lesquels il y’aura plus de germination, parmi ces facteurs : l’effet de la température et de salinité ainsi que les forces d’imbibition. L’effet de ces derniers diffère d’une espèce à l’autre. Mais en général, pour germer, les graines ont besoin d’eau et d’une température favorable et une concentration optimale des sels. Un stress est un facteur environnemental biotique ou abiotique. On estime un stress par son impact sur le développement de la plante : croissance et rendement sont évalués. Le but de notre TP est atteint, nous avons réalisé une incubation des graines et voir l’effet de la température et de salinité sur la germination. On a constaté à la fin que la bonne germination (la croissance des graines) est assurée lorsque les conditions sont favorables. La température et l’humidité jouent un rôle important et permettent le bon déroulement de la germination et la dégradation des réserves. La température basse entraîne un retard et une dormance de la plante par contre les fortes températures peuvent entrainer la perte de viabilité ainsi chaque espèce nécessite une température précise pour germer. Il n’y a pas de relation apparente d’après les résultats de ce TP entre la force d’imbibition et la force de germination car ce sont deux choses qui se font séparément. Sauf si on considère que l’imbibition minimise les besoins de la graine en eau et donc plus -14-

la force d’imbibition est grande (grande rétention d’eau) et moins les besoins en eau lors de la germination sont élevés (certaines boites de Pétri ont été desséché lors de l’incubation). La salinité ou NaCl est un élément indispensable à la germination des graines mais à des proportions limitées (varient selon l’espèce) : la salinité influe sur la germination. Mais le stress thermique et salin peuvent changer le comportement de la graine par une inhibition ou activation des processus métaboliques. Chaque espèce a une température de germination optimal (la température influe la germination) cela explique la variation des plantes entre l’été et l’hiver. Une force élevée d’imbibition s’accompagne d’une augmentation de taux de germination. Cette dernière est maximale lorsque la valeur des facteurs est optimale. T°↘, [NaCl]↗= pas de germination, mais il y a des espèces résistent ces stress et peuvent germer en quantités faibles. Il y a d’autres conditions pour la germination: L’humidité optimale : s’il fait trop sec, la matière fraîche ne se développera pas et les graines ne vont pas germer. Et s’il fait trop humide, l’excès d’eau risque d’asphyxier les graines et de les faire moisir. L’oxygène : Le fait d’utiliser le terme d’asphyxie signifie que les graines se remettent à respirer lorsqu’elles changent d’état. Il ne faut donc pas les noyer car elles ont besoin d’oxygène pour se développer Température suffisante : car le froid ralentit ou peut même stopper l’activité de la graine. La vitesse de germination étant fonction de la température, il faut maintenir les graines en intérieur à température ambiante ou proche d’une source de chaleur pour une croissance rapide. Selon le type de graine la température optimale est variable (le blé germe à 5°C alors que le haricot est frileux, il ne germe pas en dessous de 15°C). Si les graines ont rarement besoin de lumière pour germer, une fois que les germes sont sortis, il est nécessaire pour leur croissance de les exposer à la lumière indirecte. C’est cette exposition qui donnera leur couleur verte aux pousses. Donc : humidité, chaleur, oxygénation et exposition à la lumière sont les maîtres mots d’une germination efficace. Selon les variétés de graines, les valeurs varient quelque peu. Il est essentiel de consulter la notice des graines que vous ferez germer pour votre alimentation crue si c’est l’objectif car les conditions et temps de pousse ne sont pas identiques selon que vous choisissiez des lentilles ou du blé. L’étude statistique de la germination peut nous permettre de connaitre les effets de différents facteurs sur la germination et nous pouvons déterminer les conditions optimales pour chaque espèce et les caractéristiques de chaque espèce vis-à-vis les facteurs étudiés comme la résistance à la salinité ou le seuil de températures minimale pour la germination. La germination est la reprise du développement et du métabolisme d'un embryon de spermatophyte, jusqu'à ce qu'il devienne une plante adulte.

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