Les régulateurs de croissance des plantes ont été utilisés comme stratégie pour réduire le stress thermique dans diverses cultures

La production de riz est en déclin en raison du changement climatique et de la variabilité en Colombie.Régulateurs de croissance des plantesont été utilisés comme stratégie pour réduire le stress thermique dans diverses cultures. Par conséquent, l'objectif de cette étude était d'évaluer les effets physiologiques (conductance stomatique, teneur en chlorophylle totale, rapport Fv/Fm de deux génotypes de riz commerciaux soumis à un stress thermique combiné (températures diurnes et nocturnes élevées), température du couvert végétal et teneur en eau relative) et les variables biochimiques (malondialdéhyde (MDA) et teneur en acide prolinique). Les première et deuxième expériences ont été réalisées en utilisant des plantes de deux génotypes de riz Federrose 67 (« F67 ») et Federrose 2000 (« F2000 »), respectivement. Les deux expériences ont été analysées ensemble comme une série d'expériences. Les traitements établis étaient les suivants : contrôle absolu (CA) (plants de riz cultivés à des températures optimales (température jour/nuit 30/25°C)), contrôle du stress thermique (SC) [plants de riz soumis uniquement à un stress thermique combiné (40/25°C). Français 30°C)], et les plants de riz ont été stressés et pulvérisés avec des régulateurs de croissance des plantes (stress+AUX, stress+BR, stress+CK ou stress+GA) deux fois (5 jours avant et 5 jours après le stress thermique). La pulvérisation de SA a augmenté la teneur totale en chlorophylle des deux variétés (le poids frais des plants de riz « F67 » et « F2000 » était respectivement de 3,25 et 3,65 mg/g) par rapport aux plants SC (le poids frais des plants « F67 » était de 2,36 et 2,56 mg). g-1) » et le riz « F2000 », l'application foliaire de CK a également généralement amélioré la conductance stomatique des plants de riz « F2000 » (499,25 contre 150,60 mmol m-2 s) par rapport au témoin de stress thermique. stress thermique, la température de la couronne de la plante diminue de 2 à 3 °C et la teneur en MDA des plantes diminue. L'indice de tolérance relative montre que l'application foliaire de CK (97,69 %) et de BR (60,73 %) peut contribuer à atténuer le problème du stress thermique combiné, principalement chez les plants de riz F2000. En conclusion, la pulvérisation foliaire de BR ou de CK peut être considérée comme une stratégie agronomique pour contribuer à réduire les effets négatifs des conditions de stress thermique combiné sur le comportement physiologique des plants de riz.
Le riz (Oryza sativa) appartient à la famille des Poacées et est l'une des céréales les plus cultivées au monde, avec le maïs et le blé (Bajaj et Mohanty, 2005). La superficie rizicole est de 617 934 hectares, et la production nationale en 2020 s'élevait à 2 937 840 tonnes, avec un rendement moyen de 5,02 tonnes/ha (Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021).
Le réchauffement climatique affecte les cultures de riz, entraînant divers types de stress abiotiques tels que des températures élevées et des périodes de sécheresse. Le changement climatique entraîne une hausse des températures mondiales ; les températures devraient augmenter de 1,0 à 3,7 °C au XXIe siècle, ce qui pourrait accroître la fréquence et l'intensité du stress thermique. La hausse des températures environnementales a affecté le riz, entraînant une baisse des rendements des cultures de 6 à 7 %. D'autre part, le changement climatique entraîne également des conditions environnementales défavorables aux cultures, telles que des périodes de sécheresse sévère ou des températures élevées dans les régions tropicales et subtropicales. De plus, des événements de variabilité tels qu'El Niño peuvent entraîner un stress thermique et aggraver les dommages aux cultures dans certaines régions tropicales. En Colombie, les températures dans les zones rizicoles devraient augmenter de 2 à 2,5 °C d'ici 2050, réduisant la production de riz et affectant les flux de produits vers les marchés et les chaînes d'approvisionnement.
La plupart des rizières sont cultivées dans des zones où les températures sont proches de la plage optimale pour la croissance des cultures (Shah et al., 2011). Il a été rapporté que les températures moyennes optimales diurnes et nocturnes pourcroissance et développement du rizsont généralement de 28 °C et 22 °C, respectivement (Kilasi et al., 2018 ; Calderón-Páez et al., 2021). Des températures supérieures à ces seuils peuvent provoquer des périodes de stress thermique modéré à sévère pendant les stades sensibles du développement du riz (tallage, anthèse, floraison et remplissage des grains), affectant ainsi négativement le rendement en grains. Cette réduction du rendement est principalement due à de longues périodes de stress thermique, qui affectent la physiologie des plantes. En raison de l'interaction de divers facteurs, tels que la durée du stress et la température maximale atteinte, le stress thermique peut provoquer une série de dommages irréversibles au métabolisme et au développement des plantes.
Français Le stress thermique affecte divers processus physiologiques et biochimiques chez les plantes. La photosynthèse foliaire est l'un des processus les plus sensibles au stress thermique chez les plants de riz, car le taux de photosynthèse diminue de 50 % lorsque les températures quotidiennes dépassent 35 °C. Les réponses physiologiques des plants de riz varient en fonction du type de stress thermique. Par exemple, les taux de photosynthèse et la conductance stomatique sont inhibés lorsque les plantes sont exposées à des températures diurnes élevées (33-40 °C) ou à des températures diurnes et nocturnes élevées (35-40 °C pendant la journée, 28-30 °C). C signifie nuit) (Lü et al., 2013 ; Fahad et al., 2016 ; Chaturvedi et al., 2017). Les températures nocturnes élevées (30 °C) provoquent une inhibition modérée de la photosynthèse mais augmentent la respiration nocturne (Fahad et al., 2016 ; Alvarado-Sanabria et al., 2017). Quelle que soit la période de stress, le stress thermique affecte également la teneur en chlorophylle des feuilles, le rapport entre la fluorescence variable de la chlorophylle et la fluorescence maximale de la chlorophylle (Fv/Fm) et l'activation de Rubisco dans les plants de riz (Cao et al. 2009 ; Yin et al. 2010). ) Sanchez Reynoso et al., 2014).
Français Les changements biochimiques sont un autre aspect de l'adaptation des plantes au stress thermique (Wahid et al., 2007). La teneur en proline a été utilisée comme indicateur biochimique du stress des plantes (Ahmed et Hassan 2011). La proline joue un rôle important dans le métabolisme des plantes car elle agit comme source de carbone ou d'azote et comme stabilisateur de membrane dans des conditions de température élevée (Sánchez-Reinoso et al., 2014). Les températures élevées affectent également la stabilité de la membrane par la peroxydation lipidique, conduisant à la formation de malondialdéhyde (MDA) (Wahid et al., 2007). Par conséquent, la teneur en MDA a également été utilisée pour comprendre l'intégrité structurelle des membranes cellulaires sous stress thermique (Cao et al., 2009 ; Chavez-Arias et al., 2018). Enfin, le stress thermique combiné [37/30°C (jour/nuit)] a augmenté le pourcentage de fuite d'électrolytes et la teneur en malondialdéhyde dans le riz (Liu et al., 2013).
Français L'utilisation de régulateurs de croissance des plantes (GR) a été évaluée pour atténuer les effets négatifs du stress thermique, car ces substances sont activement impliquées dans les réponses des plantes ou les mécanismes de défense physiologiques contre un tel stress (Peleg et Blumwald, 2011 ; Yin et al. et al., 2011 ; Ahmed et al., 2015). L'application exogène de ressources génétiques a eu un effet positif sur la tolérance au stress thermique dans diverses cultures. Des études ont montré que les phytohormones telles que les gibbérellines (GA), les cytokinines (CK), les auxines (AUX) ou les brassinostéroïdes (BR) entraînent une augmentation de diverses variables physiologiques et biochimiques (Peleg et Blumwald, 2011 ; Yin et al. Ren, 2011 ; Mitler et al., 2012 ; Zhou et al., 2014). En Colombie, l'application exogène de ressources génétiques et son impact sur les cultures de riz n'ont pas été entièrement compris et étudiés. Cependant, une étude précédente a montré que la pulvérisation foliaire de BR pouvait améliorer la tolérance du riz en améliorant les caractéristiques d'échange gazeux, la teneur en chlorophylle ou en proline des feuilles des plantules de riz (Quintero-Calderón et al., 2021).
Français Les cytokinines interviennent dans les réponses des plantes aux stress abiotiques, notamment au stress thermique (Ha et al., 2012). De plus, il a été rapporté que l'application exogène de CK peut réduire les dommages thermiques. Par exemple, l'application exogène de zéatine a augmenté le taux de photosynthèse, la teneur en chlorophylle a et b et l'efficacité du transport d'électrons chez l'agrostide stolonifère (Agrotis estolonifera) pendant le stress thermique (Xu et Huang, 2009 ; Jespersen et Huang, 2015). L'application exogène de zéatine peut également améliorer l'activité antioxydante, stimuler la synthèse de diverses protéines, réduire les dommages causés par les espèces réactives de l'oxygène (ROS) et la production de malondialdéhyde (MDA) dans les tissus végétaux (Chernyadyev, 2009 ; Yang et al., 2009). , 2016 ; Kumar et al., 2020).
Français L'utilisation d'acide gibbérellique a également montré une réponse positive au stress thermique. Des études ont montré que la biosynthèse de l'AG intervient dans diverses voies métaboliques et augmente la tolérance dans des conditions de température élevée (Alonso-Ramirez et al. 2009 ; Khan et al. 2020). Abdel-Nabi et al. (2020) ont constaté que la pulvérisation foliaire d'AG exogène (25 ou 50 mg*L) pouvait augmenter le taux de photosynthèse et l'activité antioxydante chez les orangers soumis à un stress thermique par rapport aux plantes témoins. Il a également été observé que l'application exogène d'AH augmente la teneur en humidité relative, la teneur en chlorophylle et en caroténoïdes et réduit la peroxydation lipidique chez le palmier dattier (Phoenix dactylifera) soumis à un stress thermique (Khan et al., 2020). L'auxine joue également un rôle important dans la régulation des réponses de croissance adaptative aux conditions de température élevée (Sun et al., 2012 ; Wang et al., 2016). Français Ce régulateur de croissance agit comme marqueur biochimique dans divers processus tels que la synthèse ou la dégradation de la proline sous stress abiotique (Ali et al. 2007). De plus, l'AUX améliore également l'activité antioxydante, ce qui entraîne une diminution du MDA dans les plantes en raison d'une diminution de la peroxydation lipidique (Bielach et al., 2017). Sergeev et al. (2018) ont observé que chez les plants de pois (Pisum sativum) soumis à un stress thermique, la teneur en proline – diméthylaminoéthoxycarbonylméthyl)naphtylchlorométhyl éther (TA-14) augmente. Dans la même expérience, ils ont également observé des niveaux de MDA plus faibles chez les plantes traitées par rapport aux plantes non traitées à l'AUX.
Français Les brassinostéroïdes sont une autre classe de régulateurs de croissance utilisés pour atténuer les effets du stress thermique. Ogweno et al. (2008) ont rapporté que la pulvérisation exogène de BR augmentait le taux net de photosynthèse, la conductance stomatique et le taux maximal de carboxylation de Rubisco des plants de tomate (Solanum lycopersicum) soumis à un stress thermique pendant 8 jours. La pulvérisation foliaire d'épibrassinostéroïdes peut augmenter le taux net de photosynthèse des plants de concombre (Cucumis sativus) soumis à un stress thermique (Yu et al., 2004). De plus, l'application exogène de BR retarde la dégradation de la chlorophylle et augmente l'efficacité de l'utilisation de l'eau et le rendement quantique maximal de la photochimie PSII chez les plantes soumises à un stress thermique (Holá et al., 2010 ; Toussagunpanit et al., 2015).
En raison du changement et de la variabilité climatiques, les cultures de riz sont confrontées à des périodes de températures quotidiennes élevées (Lesk et al., 2016 ; Garcés, 2020 ; Federarroz (Federación Nacional de Arroceros), 2021). Dans le phénotypage des plantes, l'utilisation de phytonutriments ou de biostimulants a été étudiée comme stratégie pour atténuer le stress thermique dans les zones rizicoles (Alvarado-Sanabria et al., 2017 ; Calderón-Páez et al., 2021 ; Quintero-Calderón et al., 2021). Français De plus, l'utilisation de variables biochimiques et physiologiques (température des feuilles, conductance stomatique, paramètres de fluorescence de la chlorophylle, teneur en chlorophylle et en eau relative, synthèse de malondialdéhyde et de proline) est un outil fiable pour le criblage des plants de riz soumis à un stress thermique au niveau local et international (Sánchez-Reynoso et al., 2014 ; Alvarado-Sanabria et al., 2017 ; Cependant, les recherches sur l'utilisation de pulvérisations foliaires phytohormonales dans le riz au niveau local restent rares. Par conséquent, l'étude des réactions physiologiques et biochimiques de l'application de régulateurs de croissance des plantes est d'une grande importance pour la proposition de stratégies agronomiques pratiques pour cela. abordant les effets négatifs d'une période de stress thermique complexe chez le riz. Par conséquent, le but de cette étude était d'évaluer les effets physiologiques (conductance stomatique, paramètres de fluorescence de la chlorophylle et teneur en eau relative) et biochimiques de l'application foliaire de quatre régulateurs de croissance des plantes (AUX, CK, GA et BR). (Teneur en pigments photosynthétiques, malondialdéhyde et proline) Variables dans deux génotypes de riz commerciaux soumis à un stress thermique combiné (températures diurnes/nocturnes élevées).
Français Dans cette étude, deux expériences indépendantes ont été réalisées. Les génotypes Federrose 67 (F67 : un génotype développé à des températures élevées au cours de la dernière décennie) et Federrose 2000 (F2000 : un génotype développé au cours de la dernière décennie du 20e siècle montrant une résistance au virus de la feuille blanche) ont été utilisés pour la première fois. graines. et la deuxième expérience, respectivement. Les deux génotypes sont largement cultivés par les agriculteurs colombiens. Les graines ont été semées dans des plateaux de 10 L (longueur 39,6 cm, largeur 28,8 cm, hauteur 16,8 cm) contenant un sol limoneux sableux avec 2 % de matière organique. Cinq graines prégermées ont été plantées dans chaque plateau. Les palettes ont été placées dans la serre de la Faculté des Sciences Agronomiques de l'Université Nationale de Colombie, campus de Bogotá (43°50′56″ N, 74°04′051″ O), à une altitude de 2556 m au-dessus du niveau de la mer (asl). m.) et ont été réalisées d'octobre à décembre 2019. Une expérience (Federroz 67) et une deuxième expérience (Federroz 2000) au cours de la même saison de 2020.
Français Les conditions environnementales dans la serre pendant chaque saison de plantation sont les suivantes : température diurne et nocturne 30/25°C, humidité relative 60~80%, photopériode naturelle 12 heures (rayonnement photosynthétiquement actif 1500 µmol (photons) m-2 s-). 1 à midi). Les plantes ont été fertilisées en fonction de la teneur de chaque élément 20 jours après la levée des graines (DAE), selon Sánchez-Reinoso et al. (2019) : 670 mg d'azote par plante, 110 mg de phosphore par plante, 350 mg de potassium par plante, 68 mg de calcium par plante, 20 mg de magnésium par plante, 20 mg de soufre par plante, 17 mg de silicium par plante. Les plantes contiennent 10 mg de bore par plante, 17 mg de cuivre par plante et 44 mg de zinc par plante. Les plants de riz ont été maintenus jusqu'à 47 DAE dans chaque expérience lorsqu'ils ont atteint le stade phénologique V5 pendant cette période. Des études antérieures ont montré que ce stade phénologique est un moment approprié pour mener des études sur le stress thermique chez le riz (Sánchez-Reinoso et al., 2014 ; Alvarado-Sanabria et al., 2017).
Français Dans chaque expérience, deux applications distinctes du régulateur de croissance foliaire ont été effectuées. La première série de pulvérisations foliaires de phytohormones a été appliquée 5 jours avant le traitement contre le stress thermique (42 JAE) pour préparer les plantes au stress environnemental. Une deuxième pulvérisation foliaire a ensuite été effectuée 5 jours après que les plantes aient été exposées aux conditions de stress (52 JAE). Quatre phytohormones ont été utilisées et les propriétés de chaque ingrédient actif pulvérisé dans cette étude sont répertoriées dans le tableau supplémentaire 1. Les concentrations de régulateurs de croissance foliaire utilisés étaient les suivantes : (i) Auxine (acide 1-naphtylacétique : NAA) à une concentration de 5 × 10−5 M (ii) 5 × 10–5 M de gibbérelline (acide gibbérellique : NAA) ; GA3) ; (iii) Cytokinine (trans-zéatine) 1 × 10-5 M (iv) Brassinostéroïdes [Spirostan-6-one, 3,5-dihydroxy-, (3b,5a,25R)] 5 × 10-5 ; M. Ces concentrations ont été choisies car elles induisent des réponses positives et augmentent la résistance des plantes au stress thermique (Zahir et al., 2001 ; Wen et al., 2010 ; El-Bassiony et al., 2012 ; Salehifar et al., 2017). Les plants de riz sans pulvérisation de régulateur de croissance ont été traités uniquement avec de l'eau distillée. Tous les plants de riz ont été pulvérisés avec un pulvérisateur manuel. Appliquer 20 ml H2O sur la plante pour humidifier les surfaces supérieures et inférieures des feuilles. Toutes les pulvérisations foliaires ont utilisé un adjuvant agricole (Agrotin, Bayer CropScience, Colombie) à 0,1 % (v/v). La distance entre le pot et le pulvérisateur est de 30 cm.
Français Les traitements de stress thermique ont été administrés 5 jours après la première pulvérisation foliaire (47 JAE) dans chaque expérience. Les plants de riz ont été transférés de la serre à une chambre de croissance de 294 L (MLR-351H, Sanyo, IL, États-Unis) pour établir le stress thermique ou maintenir les mêmes conditions environnementales (47 JAE). Le traitement combiné de stress thermique a été réalisé en réglant la chambre aux températures jour/nuit suivantes : température maximale diurne [40 °C pendant 5 heures (de 11 h 00 à 16 h 00)] et période nocturne [30 °C pendant 5 heures], 8 jours d'affilée (de 19 h 00 à 24 h 00). La température de stress et la durée d'exposition ont été sélectionnées sur la base d'études antérieures (Sánchez-Reynoso et al. 2014 ; Alvarado-Sanabría et al. 2017). D'autre part, un groupe de plantes transférées dans la chambre de croissance a été maintenu dans la serre à la même température (30°C le jour/25°C la nuit) pendant 8 jours consécutifs.
Français À la fin de l'expérience, les groupes de traitement suivants ont été obtenus : (i) condition de température de croissance + application d'eau distillée [témoin absolu (AC)], (ii) condition de stress thermique + application d'eau distillée [témoin de stress thermique (SC)], (iii) conditions de stress thermique + application d'auxine (AUX), (iv) condition de stress thermique + application de gibbérelline (GA), (v) condition de stress thermique + application de cytokinine (CK), et (vi) condition de stress thermique + brassinostéroïde (BR) Annexe. Ces groupes de traitement ont été utilisés pour deux génotypes (F67 et F2000). Tous les traitements ont été réalisés dans un plan complètement randomisé avec cinq réplicats, chacun composé d'une plante. Chaque plante a été utilisée pour lire les variables déterminées à la fin de l'expérience. L'expérience a duré 55 JAE.
La conductance stomatique (gs) a été mesurée à l'aide d'un porosomètre portable (SC-1, METER Group Inc., États-Unis) avec une plage de 0 à 1 000 mmol m-2 s-1 et une ouverture de 6,35 mm. Les mesures ont été effectuées en fixant une sonde stomamétrique sur une feuille mature dont la pousse principale était complètement développée. Pour chaque traitement, les valeurs de gs ont été relevées sur trois feuilles de chaque plante entre 11 h et 16 h, puis la moyenne a été calculée.
Le poids total des feuilles (RWC) a été déterminé selon la méthode décrite par Ghoulam et al. (2002). La feuille entièrement déployée utilisée pour déterminer g a également été utilisée pour mesurer le poids total des feuilles (RWC). Le poids frais (FW) a été déterminé immédiatement après la récolte à l'aide d'une balance numérique. Les feuilles ont ensuite été placées dans un récipient en plastique rempli d'eau et laissées à l'obscurité à température ambiante (22 °C) pendant 48 heures. Ensuite, pesées sur une balance numérique, le poids expansé (TW) a été enregistré. Les feuilles gonflées ont été séchées au four à 75 °C pendant 48 heures et leur poids sec (PS) a été enregistré.
Français La teneur relative en chlorophylle a été déterminée à l'aide d'un chlorophyllomètre (atLeafmeter, FT Green LLC, États-Unis) et exprimée en unités atLeaf (Dey et al., 2016). Les mesures d'efficacité quantique maximale du PSII (rapport Fv/Fm) ont été enregistrées à l'aide d'un fluorimètre à chlorophylle à excitation continue (Handy PEA, Hansatech Instruments, Royaume-Uni). Les feuilles ont été adaptées à l'obscurité à l'aide de pinces foliaires pendant 20 minutes avant les mesures Fv/Fm (Restrepo-Diaz et Garces-Varon, 2013). Après acclimatation des feuilles à l'obscurité, la ligne de base (F0) et la fluorescence maximale (Fm) ont été mesurées. À partir de ces données, la fluorescence variable (Fv = Fm – F0), le rapport entre la fluorescence variable et la fluorescence maximale (Fv/Fm), le rendement quantique maximal de la photochimie du PSII (Fv/F0) et le rapport Fm/F0 ont été calculés (Baker, 2008 ; Lee et al. ., 2017). Les mesures relatives de la chlorophylle et de la fluorescence de la chlorophylle ont été prises sur les mêmes feuilles utilisées pour les mesures gs.
Environ 800 mg de feuilles fraîches ont été prélevés comme variables biochimiques. Les échantillons de feuilles ont ensuite été homogénéisés dans de l'azote liquide et conservés pour analyse ultérieure. La méthode spectrométrique utilisée pour estimer la teneur en chlorophylle a, b et caroténoïdes des tissus est basée sur la méthode et les équations décrites par Wellburn (1994). Des échantillons de tissus foliaires (30 mg) ont été prélevés et homogénéisés dans 3 ml d'acétone à 80 %. Les échantillons ont ensuite été centrifugés (modèle 420101, Becton Dickinson Primary Care Diagnostics, États-Unis) à 5 000 tr/min pendant 10 min pour éliminer les particules. Le surnageant a été dilué à un volume final de 6 ml par ajout d'acétone à 80 % (Sims et Gamon, 2002). La teneur en chlorophylle a été déterminée à 663 (chlorophylle a) et 646 (chlorophylle b) nm, et en caroténoïdes à 470 nm à l'aide d'un spectrophotomètre (Spectronic BioMate 3 UV-vis, Thermo, USA).
La méthode à l'acide thiobarbiturique (TBA) décrite par Hodges et al. (1999) a été utilisée pour évaluer la peroxydation lipidique membranaire (MDA). Environ 0,3 g de tissu foliaire a également été homogénéisé dans de l'azote liquide. Les échantillons ont été centrifugés à 5 000 tr/min et l'absorbance a été mesurée sur un spectrophotomètre à 440, 532 et 600 nm. Enfin, la concentration en MDA a été calculée à l'aide du coefficient d'extinction (157 M mL−1).
La teneur en proline de tous les traitements a été déterminée selon la méthode décrite par Bates et al. (1973). 10 ml d'une solution aqueuse à 3 % d'acide sulfosalicylique ont été ajoutés à l'échantillon conservé et filtrés sur papier filtre Whatman (n° 2). 2 ml de ce filtrat ont ensuite été mis à réagir avec 2 ml d'acide ninhydrique et 2 ml d'acide acétique glacial. Le mélange a été placé au bain-marie à 90 °C pendant 1 heure. La réaction a été stoppée par incubation sur glace. Agiter vigoureusement le tube à l'aide d'un agitateur vortex et dissoudre la solution obtenue dans 4 ml de toluène. Les valeurs d'absorbance ont été déterminées à 520 nm à l'aide du même spectrophotomètre que celui utilisé pour la quantification des pigments photosynthétiques (Spectronic BioMate 3 UV-Vis, Thermo, Madison, WI, États-Unis).
Français La méthode décrite par Gerhards et al. (2016) pour calculer la température de la canopée et le CSI. Des photographies thermiques ont été prises avec une caméra FLIR 2 (FLIR Systems Inc., Boston, MA, États-Unis) avec une précision de ± 2 °C à la fin de la période de stress. Placez une surface blanche derrière la plante pour la photographie. Là encore, deux usines ont été considérées comme modèles de référence. Les plantes ont été placées sur une surface blanche ; l'une était enduite d'un adjuvant agricole (Agrotin, Bayer CropScience, Bogotá, Colombie) pour simuler l'ouverture de tous les stomates [mode humide (Twet)], et l'autre était une feuille sans aucune application [mode sec (Tdry)] (Castro -Duque et al., 2020). La distance entre la caméra et le pot pendant le tournage était de 1 m.
L'indice de tolérance relative a été calculé indirectement en utilisant la conductance stomatique (gs) des plantes traitées par rapport aux plantes témoins (plantes sans traitement de stress et avec régulateurs de croissance appliqués) pour déterminer la tolérance des génotypes traités évalués dans cette étude. L'IRT a été obtenu à l'aide d'une équation adaptée de Chávez-Arias et al. (2020).
Dans chaque expérience, toutes les variables physiologiques mentionnées ci-dessus ont été déterminées et enregistrées à 55 jours d'exposition (DAE) sur des feuilles entièrement déployées prélevées dans la partie supérieure de la canopée. De plus, les mesures ont été réalisées en chambre de croissance afin de préserver les conditions environnementales de croissance des plantes.
Les données des première et deuxième expériences ont été analysées ensemble dans le cadre d'une série d'expériences. Chaque groupe expérimental était composé de 5 plantes, et chaque plante constituait une unité expérimentale. Une analyse de la variance (ANOVA) a été réalisée (p ≤ 0,05). Lorsque des différences significatives ont été détectées, le test comparatif post-hoc de Tukey a été utilisé à p ≤ 0,05. Utilisez la fonction arcsinus pour convertir les valeurs en pourcentage. Les données ont été analysées à l'aide du logiciel Statistix v 9.0 (Analytical Software, Tallahassee, FL, États-Unis) et représentées graphiquement à l'aide de SigmaPlot (version 10.0 ; Systat Software, San Jose, CA, États-Unis). L'analyse en composantes principales a été réalisée à l'aide du logiciel InfoStat 2016 (Analysis Software, Université nationale de Córdoba, Argentine) afin d'identifier les meilleurs régulateurs de croissance des plantes à l'étude.
Le tableau 1 résume l'ANOVA montrant les expériences, les différents traitements et leurs interactions avec les pigments photosynthétiques des feuilles (chlorophylle a, b, totale et caroténoïdes), la teneur en malondialdéhyde (MDA) et en proline, et la conductance stomatique. Effet de gs, teneur relative en eau (RWC), teneur en chlorophylle, paramètres de fluorescence de la chlorophylle alpha, température de la couronne (PCT) (°C), indice de stress des cultures (CSI) et indice de tolérance relative des plants de riz à 55 DAE.
Tableau 1. Résumé des données ANOVA sur les variables physiologiques et biochimiques du riz entre les expériences (génotypes) et les traitements de stress thermique.
Français Les différences (P ≤ 0,01) dans les interactions des pigments photosynthétiques des feuilles, la teneur relative en chlorophylle (mesures Atleaf) et les paramètres de fluorescence de l'alpha-chlorophylle entre les expériences et les traitements sont présentées dans le tableau 2. Les températures diurnes et nocturnes élevées ont augmenté les teneurs totales en chlorophylle et en caroténoïdes. Les semis de riz sans pulvérisation foliaire de phytohormones (2,36 mg g-1 pour « F67 » et 2,56 mg g-1 pour « F2000 ») par rapport aux plantes cultivées dans des conditions de température optimales (2,67 mg g -1) ont montré une teneur totale en chlorophylle plus faible. Dans les deux expériences, « F67 » était de 2,80 mg g-1 et « F2000 » était de 2,80 mg g-1. Français De plus, les plants de riz traités avec une combinaison de pulvérisations AUX et GA sous stress thermique ont également montré une diminution de la teneur en chlorophylle dans les deux génotypes (AUX = 1,96 mg g-1 et GA = 1,45 mg g-1 pour « F67 » ; AUX = 1,96 mg g-1 et GA = 1,45 mg g-1 pour « F67 » ; AUX = 2,24 mg) g-1 et GA = 1,43 mg g-1 (pour « F2000 ») dans des conditions de stress thermique. Dans des conditions de stress thermique, le traitement foliaire avec BR a entraîné une légère augmentation de cette variable dans les deux génotypes. Enfin, la pulvérisation foliaire CK a montré les valeurs de pigments photosynthétiques les plus élevées parmi tous les traitements (traitements AUX, GA, BR, SC et AC) dans les génotypes F67 (3,24 mg g-1) et F2000 (3,65 mg g-1). Français La teneur relative en chlorophylle (unité Atleaf) a également été réduite par le stress thermique combiné. Les valeurs les plus élevées ont également été enregistrées chez les plantes pulvérisées avec CC dans les deux génotypes (41,66 pour « F67 » et 49,30 pour « F2000 »). Les rapports Fv et Fv/Fm ont montré des différences significatives entre les traitements et les cultivars (tableau 2). Globalement, parmi ces variables, le cultivar F67 était moins sensible au stress thermique que le cultivar F2000. Les rapports Fv et Fv/Fm ont davantage souffert dans la deuxième expérience. Les semis 'F2000' stressés qui n'ont été pulvérisés avec aucune phytohormone avaient les valeurs Fv les plus faibles (2120,15) et les rapports Fv/Fm (0,59), mais la pulvérisation foliaire avec CK a aidé à restaurer ces valeurs (Fv : 2591, 89, rapport Fv/Fm : 0,73). , recevant des lectures similaires à celles enregistrées sur les plantes « F2000 » cultivées dans des conditions de température optimales (Fv : 2955,35, rapport Fv/Fm : 0,73:0,72). Il n'y avait pas de différences significatives dans la fluorescence initiale (F0), la fluorescence maximale (Fm), le rendement quantique photochimique maximal de PSII (Fv/F0) et le rapport Fm/F0. Enfin, BR a montré une tendance similaire à celle observée avec CK (Fv 2545,06, rapport Fv/Fm 0,73).
Tableau 2. Effet du stress thermique combiné (40°/30°C jour/nuit) sur les pigments photosynthétiques des feuilles [chlorophylle totale (Chl Total), chlorophylle a (Chl a), chlorophylle b (Chl b) et caroténoïdes Cx+c], la teneur relative en chlorophylle (unité Atliff), les paramètres de fluorescence de la chlorophylle (fluorescence initiale (F0), fluorescence maximale (Fm), fluorescence variable (Fv), efficacité maximale du PSII (Fv/Fm), rendement quantique photochimique maximal du PSII (Fv/F0) et Fm/F0 chez les plantes de deux génotypes de riz [Federrose 67 (F67) et Federrose 2000 (F2000)] 55 jours après la levée (DAE)).
Français La teneur en eau relative (RWC) des plants de riz traités différemment a montré des différences (P ≤ 0,05) dans l'interaction entre les traitements expérimentaux et foliaires (Fig. 1A). Lorsqu'ils ont été traités avec SA, les valeurs les plus faibles ont été enregistrées pour les deux génotypes (74,01 % pour F67 et 76,6 % pour F2000). Dans des conditions de stress thermique, la RWC des plants de riz des deux génotypes traités avec différentes phytohormones a augmenté de manière significative. Dans l'ensemble, les applications foliaires de CK, GA, AUX ou BR ont augmenté la RWC à des valeurs similaires à celles des plants cultivés dans des conditions optimales pendant l'expérience. Les plants témoins absolus et les plants pulvérisés foliaires ont enregistré des valeurs d'environ 83 % pour les deux génotypes. D'autre part, les gs ont également montré des différences significatives (P ≤ 0,01) dans l'interaction expérience-traitement (Fig. 1B). Français La plante témoin absolu (AC) a également enregistré les valeurs les plus élevées pour chaque génotype (440,65 mmol m-2s-1 pour F67 et 511,02 mmol m-2s-1 pour F2000). Les plants de riz soumis à un stress thermique combiné seul ont montré les valeurs gs les plus faibles pour les deux génotypes (150,60 mmol m-2s-1 pour F67 et 171,32 mmol m-2s-1 pour F2000). Le traitement foliaire avec tous les régulateurs de croissance des plantes a également augmenté g. Sur les plants de riz F2000 pulvérisés avec CC, l'effet de la pulvérisation foliaire avec des phytohormones était plus évident. Ce groupe de plantes n'a montré aucune différence par rapport aux plants témoins absolus (AC 511,02 et CC 499,25 mmol m-2s-1).
Figure 1. Effet du stress thermique combiné (40°/30°C jour/nuit) sur la teneur en eau relative (RWC) (A), la conductance stomatique (gs) (B), la production de malondialdéhyde (MDA) (C) et la teneur en proline (D) chez les plants de deux génotypes de riz (F67 et F2000) 55 jours après la levée (DAE). Les traitements évalués pour chaque génotype comprenaient : le contrôle absolu (AC), le contrôle du stress thermique (SC), le stress thermique + auxine (AUX), le stress thermique + gibbérelline (GA), le stress thermique + mitogène cellulaire (CK) et le stress thermique + brassinostéroïde (BR). Chaque colonne représente la moyenne ± erreur type de cinq points de données (n = 5). Les colonnes suivies de lettres différentes indiquent des différences statistiquement significatives selon le test de Tukey (P ≤ 0,05). Les lettres avec un signe égal indiquent que la moyenne n'est pas statistiquement significative (≤ 0,05).
Français Les teneurs en MDA (P ≤ 0,01) et en proline (P ≤ 0,01) ont également montré des différences significatives dans l'interaction entre l'expérience et les traitements aux phytohormones (Fig. 1C, D). Une augmentation de la peroxydation lipidique a été observée avec le traitement SC dans les deux génotypes (Figure 1C), cependant les plantes traitées avec un spray régulateur de croissance foliaire ont montré une diminution de la peroxydation lipidique dans les deux génotypes ; En général, l'utilisation de phytohormones (CA, AUC, BR ou GA) entraîne une diminution de la peroxydation lipidique (teneur en MDA). Français Aucune différence n'a été trouvée entre les plantes AC de deux génotypes et les plantes soumises à un stress thermique et pulvérisées avec des phytohormones (les valeurs FW observées dans les plantes « F67 » variaient de 4,38 à 6,77 µmol g-1, et dans les plantes FW « F2000 » « les valeurs observées variaient de 2,84 à 9,18 µmol g-1 (plantes). D'autre part, la synthèse de proline dans les plantes « F67 » était plus faible que dans les plantes « F2000 » sous stress combiné, ce qui a conduit à une augmentation de la production de proline. chez les plants de riz soumis à un stress thermique, dans les deux expériences, il a été observé que l'administration de ces hormones augmentait significativement la teneur en acides aminés des plantes F2000 (AUX et BR étaient respectivement de 30,44 et 18,34 µmol g-1) (Fig. 1G).
Français Les effets de la pulvérisation de régulateur de croissance foliaire des plantes et du stress thermique combiné sur la température du couvert végétal et l'indice de tolérance relative (RTI) sont présentés dans les figures 2A et B. Pour les deux génotypes, la température du couvert végétal des plantes AC était proche de 27 °C, et celle des plantes SC était d'environ 28 °C. AVEC. Il a également été observé que les traitements foliaires avec CK et BR ont entraîné une diminution de 2 à 3 °C de la température du couvert végétal par rapport aux plantes SC (figure 2A). Le RTI a montré un comportement similaire à d'autres variables physiologiques, montrant des différences significatives (P ≤ 0,01) dans l'interaction entre l'expérience et le traitement (figure 2B). Les plantes SC ont montré une tolérance végétale plus faible dans les deux génotypes (34,18 % et 33,52 % pour les plants de riz « F67 » et « F2000 », respectivement). L'alimentation foliaire en phytohormones améliore le RTI chez les plantes exposées à un stress thermique élevé. Français Cet effet était plus prononcé chez les plants « F2000 » pulvérisés avec CC, chez lesquels le RTI était de 97,69. D'autre part, des différences significatives n'ont été observées que dans l'indice de stress de rendement (CSI) des plants de riz dans des conditions de stress de pulvérisation de facteur foliaire (P ≤ 0,01) (Fig. 2B). Seuls les plants de riz soumis à un stress thermique complexe ont montré la valeur d'indice de stress la plus élevée (0,816). Lorsque les plants de riz ont été pulvérisés avec diverses phytohormones, l'indice de stress était plus faible (valeurs de 0,6 à 0,67). Enfin, le plant de riz cultivé dans des conditions optimales avait une valeur de 0,138.
Figure 2. Effets du stress thermique combiné (40°/30°C jour/nuit) sur la température du couvert végétal (A), l'indice de tolérance relative (RTI) (B) et l'indice de stress des cultures (CSI) (C) de deux espèces végétales. Les génotypes commerciaux de riz (F67 et F2000) ont été soumis à différents traitements thermiques. Les traitements évalués pour chaque génotype comprenaient : contrôle absolu (AC), contrôle du stress thermique (SC), stress thermique + auxine (AUX), stress thermique + gibbérelline (GA), stress thermique + mitogène cellulaire (CK) et stress thermique + brassinostéroïde (BR). Le stress thermique combiné implique l'exposition des plants de riz à des températures diurnes/nocturnes élevées (40°/30°C jour/nuit). Chaque colonne représente la moyenne ± erreur type de cinq points de données (n = 5). Les colonnes suivies de lettres différentes indiquent des différences statistiquement significatives selon le test de Tukey (P ≤ 0,05). Les lettres avec un signe égal indiquent que la moyenne n’est pas statistiquement significative (≤ 0,05).
Français L'analyse en composantes principales (ACP) a révélé que les variables évaluées à 55 JAE expliquaient 66,1 % des réponses physiologiques et biochimiques des plants de riz stressés par la chaleur et traités avec un spray régulateur de croissance (Fig. 3). Les vecteurs représentent les variables et les points représentent les régulateurs de croissance des plantes (GR). Les vecteurs de gs, de teneur en chlorophylle, d'efficacité quantique maximale de PSII (Fv/Fm) et de paramètres biochimiques (TChl, MDA et proline) sont à des angles proches de l'origine, indiquant une forte corrélation entre le comportement physiologique des plantes et leur variable. Un groupe (V) comprenait des plants de riz cultivés à température optimale (AT) et des plants F2000 traités avec CK et BA. Dans le même temps, la majorité des plants traités avec GR formaient un groupe distinct (IV), et le traitement avec GA dans F2000 formait un groupe distinct (II). En revanche, les plants de riz stressés par la chaleur (groupes I et III) sans aucune pulvérisation foliaire de phytohormones (les deux génotypes étaient SC) étaient situés dans une zone opposée au groupe V, démontrant l'effet du stress thermique sur la physiologie des plantes.
Français Figure 3. Analyse bigraphique des effets du stress thermique combiné (40°/30°C jour/nuit) sur les plants de deux génotypes de riz (F67 et F2000) à 55 jours après la levée (DAE). Abréviations : AC F67, contrôle absolu F67 ; SC F67, contrôle du stress thermique F67 ; AUX F67, stress thermique + auxine F67 ; GA F67, stress thermique + gibbérelline F67 ; CK F67, stress thermique + division cellulaire BR F67, stress thermique + brassinostéroïde. F67 ; AC F2000, contrôle absolu F2000 ; SC F2000, contrôle du stress thermique F2000 ; AUX F2000, stress thermique + auxine F2000 ; GA F2000, stress thermique + gibbérelline F2000 ; CK F2000, stress thermique + cytokinine, BR F2000, stress thermique + stéroïde laiton ; F2000.
Français Des variables telles que la teneur en chlorophylle, la conductance stomatique, le rapport Fv/Fm, le CSI, le MDA, le RTI et la teneur en proline peuvent aider à comprendre l'adaptation des génotypes de riz et à évaluer l'impact des stratégies agronomiques sous stress thermique (Sarsu et al., 2018 ; Quintero-Calderon et al., 2021). Le but de cette expérience était d'évaluer l'effet de l'application de quatre régulateurs de croissance sur les paramètres physiologiques et biochimiques des plantules de riz dans des conditions complexes de stress thermique. Le test des plantules est une méthode simple et rapide pour l'évaluation simultanée des plants de riz en fonction de la taille ou de l'état des infrastructures disponibles (Sarsu et al. 2018). Les résultats de cette étude ont montré que le stress thermique combiné induit des réponses physiologiques et biochimiques différentes dans les deux génotypes de riz, indiquant un processus d'adaptation. Ces résultats indiquent également que les pulvérisations de régulateurs de croissance foliaire (principalement des cytokinines et des brassinostéroïdes) aident le riz à s'adapter au stress thermique complexe, car elles affectent principalement le gs, le RWC, le rapport Fv/Fm, les pigments photosynthétiques et la teneur en proline.
Français L'application de régulateurs de croissance contribue à améliorer l'état hydrique des plants de riz soumis à un stress thermique, qui peut être associé à un stress plus élevé et à des températures de canopée plus basses. Cette étude a montré que parmi les plants « F2000 » (génotype sensible), les plants de riz traités principalement avec CK ou BR présentaient des valeurs de gs plus élevées et des valeurs de PCT plus faibles que les plants traités avec SC. Des études antérieures ont également montré que gs et PCT sont des indicateurs physiologiques précis qui peuvent déterminer la réponse adaptative des plants de riz et les effets des stratégies agronomiques sur le stress thermique (Restrepo-Diaz et Garces-Varon, 2013 ; Sarsu et al., 2018 ; Quintero). -Carr DeLong et al., 2021). La CK ou le BR foliaire améliorent g sous stress car ces hormones végétales peuvent favoriser l'ouverture stomatique par des interactions synthétiques avec d'autres molécules de signalisation telles que l'ABA (promoteur de la fermeture stomatique sous stress abiotique) (Macková et al., 2013 ; Zhou et al., 2013). 2013). ). , 2014). L'ouverture stomatique favorise le refroidissement des feuilles et contribue à réduire les températures de la canopée (Sonjaroon et al., 2018 ; Quintero-Calderón et al., 2021). Pour ces raisons, la température de la canopée des plants de riz pulvérisés avec du CK ou du BR peut être plus basse en cas de stress thermique combiné.
Français Le stress thermique élevé peut réduire la teneur en pigments photosynthétiques des feuilles (Chen et al., 2017 ; Ahammed et al., 2018). Dans cette étude, lorsque les plants de riz étaient soumis à un stress thermique et n'étaient pas pulvérisés avec des régulateurs de croissance des plantes, les pigments photosynthétiques avaient tendance à diminuer dans les deux génotypes (tableau 2). Feng et al. (2013) ont également signalé une diminution significative de la teneur en chlorophylle dans les feuilles de deux génotypes de blé exposés au stress thermique. L'exposition à des températures élevées entraîne souvent une diminution de la teneur en chlorophylle, qui peut être due à une diminution de la biosynthèse de la chlorophylle, à la dégradation des pigments ou à leurs effets combinés sous stress thermique (Fahad et al., 2017). Cependant, les plants de riz traités principalement avec CK et BA ont augmenté la concentration de pigments photosynthétiques foliaires sous stress thermique. Des résultats similaires ont également été rapportés par Jespersen et Huang (2015) et Suchsagunpanit et al. (2015), qui ont observé une augmentation de la teneur en chlorophylle des feuilles après l'application d'hormones zéatine et épibrassinostéroïdes chez l'agrostide et le riz soumis à un stress thermique, respectivement. Une explication raisonnable de la raison pour laquelle CK et BR favorisent une teneur accrue en chlorophylle des feuilles sous stress thermique combiné est que CK peut améliorer l'initiation de l'induction soutenue des promoteurs d'expression (tels que le promoteur activateur de la sénescence (SAG12) ou le promoteur HSP18) et réduire la perte de chlorophylle dans les feuilles. , retarder la sénescence des feuilles et augmenter la résistance des plantes à la chaleur (Liu et al., 2020). BR peut protéger la chlorophylle des feuilles et augmenter la teneur en chlorophylle des feuilles en activant ou en induisant la synthèse d'enzymes impliquées dans la biosynthèse de la chlorophylle dans des conditions de stress (Sharma et al., 2017 ; Siddiqui et al., 2018). Enfin, deux phytohormones (CK et BR) favorisent également l’expression des protéines de choc thermique et améliorent divers processus d’adaptation métabolique, comme l’augmentation de la biosynthèse de la chlorophylle (Sharma et al., 2017 ; Liu et al., 2020).
Français Les paramètres de fluorescence de la chlorophylle a fournissent une méthode rapide et non destructive qui peut évaluer la tolérance ou l'adaptation des plantes aux conditions de stress abiotique (Chaerle et al. 2007 ; Kalaji et al. 2017). Des paramètres tels que le rapport Fv/Fm ont été utilisés comme indicateurs de l'adaptation des plantes aux conditions de stress (Alvarado-Sanabria et al. 2017 ; Chavez-Arias et al. 2020). Dans cette étude, les plantes SC ont montré les valeurs les plus faibles de cette variable, principalement les plants de riz « F2000 ». Yin et al. (2010) ont également constaté que le rapport Fv/Fm des feuilles de riz à tallage le plus élevé diminuait significativement à des températures supérieures à 35 °C. Selon Feng et al. (2013), le rapport Fv/Fm plus faible sous stress thermique indique que le taux de capture et de conversion de l'énergie d'excitation par le centre de réaction PSII est réduit, indiquant que le centre de réaction PSII se désintègre sous stress thermique. Cette observation nous permet de conclure que les perturbations de l'appareil photosynthétique sont plus prononcées chez les variétés sensibles (Fedearroz 2000) que chez les variétés résistantes (Fedearroz 67).
Français L'utilisation de CK ou de BR améliorait généralement les performances du PSII dans des conditions complexes de stress thermique. Des résultats similaires ont été obtenus par Suchsagunpanit et al. (2015), qui ont observé que l'application de BR augmentait l'efficacité du PSII sous stress thermique chez le riz. Kumar et al. (2020) ont également constaté que les plants de pois chiche traités avec de la CK (6-benzyladénine) et soumis à un stress thermique augmentaient le rapport Fv/Fm, concluant que l'application foliaire de CK en activant le cycle du pigment zéaxanthine favorisait l'activité du PSII. De plus, la pulvérisation foliaire de BR favorisait la photosynthèse du PSII dans des conditions de stress combiné, indiquant que l'application de cette phytohormone entraînait une diminution de la dissipation de l'énergie d'excitation des antennes du PSII et favorisait l'accumulation de petites protéines de choc thermique dans les chloroplastes (Ogweno et al. 2008 ; Kothari et Lachowitz ). , 2021).
Français Les teneurs en MDA et en proline augmentent souvent lorsque les plantes sont soumises à un stress abiotique par rapport aux plantes cultivées dans des conditions optimales (Alvarado-Sanabria et al. 2017). Des études antérieures ont également montré que les niveaux de MDA et de proline sont des indicateurs biochimiques qui peuvent être utilisés pour comprendre le processus d'adaptation ou l'impact des pratiques agronomiques chez le riz sous des températures élevées diurnes ou nocturnes (Alvarado-Sanabria et al., 2017 ; Quintero-Calderón et al. . , 2021). Ces études ont également montré que les teneurs en MDA et en proline avaient tendance à être plus élevées chez les plants de riz exposés à des températures élevées la nuit ou pendant la journée, respectivement. Cependant, la pulvérisation foliaire de CK et de BR a contribué à une diminution du MDA et à une augmentation des niveaux de proline, principalement dans le génotype tolérant (Federroz 67). Le spray CK peut favoriser la surexpression de la cytokinine oxydase/déshydrogénase, augmentant ainsi la teneur en composés protecteurs tels que la bétaïne et la proline (Liu et al., 2020). Le BR favorise l'induction d'osmoprotecteurs tels que la bétaïne, les sucres et les acides aminés (dont la proline libre), maintenant ainsi l'équilibre osmotique cellulaire dans de nombreuses conditions environnementales défavorables (Kothari et Lachowiec, 2021).
Français L'indice de stress des cultures (CSI) et l'indice de tolérance relative (RTI) sont utilisés pour déterminer si les traitements évalués aident à atténuer divers stress (abiotiques et biotiques) et ont un effet positif sur la physiologie des plantes (Castro-Duque et al., 2020 ; Chavez-Arias et al., 2020). Les valeurs de CSI peuvent varier de 0 à 1, représentant respectivement des conditions de non-stress et de stress (Lee et al., 2010). Les valeurs de CSI des plantes soumises à un stress thermique (SC) variaient de 0,8 à 0,9 (Figure 2B), indiquant que les plants de riz étaient affectés négativement par le stress combiné. Cependant, la pulvérisation foliaire de BC (0,6) ou de CK (0,6) a principalement conduit à une diminution de cet indicateur dans des conditions de stress abiotique par rapport aux plants de riz SC. Français Chez les plantes F2000, le RTI a montré une augmentation plus élevée lors de l'utilisation de CA (97,69 %) et de BC (60,73 %) par rapport à SA (33,52 %), indiquant que ces régulateurs de croissance des plantes contribuent également à améliorer la réponse du riz à la tolérance de la composition. Surchauffe. Ces indices ont été proposés pour gérer les conditions de stress chez différentes espèces. Une étude menée par Lee et al. (2010) a montré que le CSI de deux variétés de coton soumises à un stress hydrique modéré était d'environ 0,85, tandis que les valeurs CSI des variétés bien irriguées variaient de 0,4 à 0,6, concluant que cet indice est un indicateur de l'adaptation à l'eau des variétés. conditions stressantes. De plus, Chavez-Arias et al. (2020) ont évalué l'efficacité des éliciteurs synthétiques comme stratégie globale de gestion du stress chez les plantes C. elegans et ont constaté que les plantes pulvérisées avec ces composés présentaient un RTI plus élevé (65 %). Sur la base de ce qui précède, CK et BR peuvent être considérés comme des stratégies agronomiques visant à augmenter la tolérance du riz au stress thermique complexe, car ces régulateurs de croissance des plantes induisent des réponses biochimiques et physiologiques positives.
Français Au cours des dernières années, la recherche sur le riz en Colombie s'est concentrée sur l'évaluation des génotypes tolérants aux températures diurnes ou nocturnes élevées en utilisant des caractères physiologiques ou biochimiques (Sánchez-Reinoso et al., 2014 ; Alvarado-Sanabria et al., 2021). Cependant, au cours des dernières années, l'analyse de technologies pratiques, économiques et rentables est devenue de plus en plus importante pour proposer une gestion intégrée des cultures afin d'améliorer les effets des périodes complexes de stress thermique dans le pays (Calderón-Páez et al., 2021 ; Quintero-Calderon et al., 2021). Ainsi, les réponses physiologiques et biochimiques des plants de riz à un stress thermique complexe (40 °C jour/30 °C nuit) observées dans cette étude suggèrent que la pulvérisation foliaire avec CK ou BR pourrait être une méthode de gestion des cultures appropriée pour atténuer les effets néfastes. Effet des périodes de stress thermique modéré. Ces traitements ont amélioré la tolérance des deux génotypes de riz (faible CSI et RTI élevé), démontrant une tendance générale dans les réponses physiologiques et biochimiques des plantes sous stress thermique combiné. La principale réponse des plants de riz a été une diminution de la teneur en GC, en chlorophylle totale, en chlorophylles α et β et en caroténoïdes. De plus, les plants souffrent de dommages PSII (diminution des paramètres de fluorescence chlorophyllienne tels que le rapport Fv/Fm) et d'une augmentation de la peroxydation lipidique. En revanche, lorsque le riz a été traité avec CK et BR, ces effets négatifs ont été atténués et la teneur en proline a augmenté (Fig. 4).
Français Figure 4. Modèle conceptuel des effets combinés du stress thermique et de la pulvérisation de régulateurs de croissance foliaire sur les plants de riz. Les flèches rouges et bleues indiquent les effets négatifs ou positifs de l'interaction entre le stress thermique et l'application foliaire de BR (brassinostéroïde) et de CK (cytokinine) sur les réponses physiologiques et biochimiques, respectivement. gs : conductance stomatique ; Chl totale : teneur en chlorophylle totale ; Chl α : teneur en chlorophylle β ; Cx+c : teneur en caroténoïdes ;
Français En résumé, les réponses physiologiques et biochimiques de cette étude indiquent que les plants de riz Fedearroz 2000 sont plus sensibles à une période de stress thermique complexe que les plants de riz Fedearroz 67. Tous les régulateurs de croissance évalués dans cette étude (auxines, gibbérellines, cytokinines ou brassinostéroïdes) ont démontré un certain degré de réduction combinée du stress thermique. Cependant, la cytokinine et les brassinostéroïdes ont induit une meilleure adaptation des plantes car les deux régulateurs de croissance des plantes ont augmenté la teneur en chlorophylle, les paramètres de fluorescence de l'alpha-chlorophylle, gs et RWC par rapport aux plants de riz sans aucune application, et ont également diminué la teneur en MDA et la température du couvert végétal. En résumé, nous concluons que l'utilisation de régulateurs de croissance des plantes (cytokinines et brassinostéroïdes) est un outil utile pour gérer les conditions de stress dans les cultures de riz causées par un stress thermique sévère pendant les périodes de températures élevées.
Les documents originaux présentés dans l’étude sont inclus dans l’article et toute demande de renseignements complémentaires peut être adressée à l’auteur correspondant.