Actuellement, afin d’améliorer la production végétale et la tolérance à certains stress une nouvelle approche est adoptée. Elle consiste à traiter les graines en prégermination par hydropriming et/ou osmopriming. L’objectif de notre étude est d’étudier l’effet du priming sur la tolérance à une contrainte hydrique (induite par un arrêt d’arrosage). Au niveau des plantes de Vigna unguiculata issues des graines témoins et traitées, nous mesurerons la croissance linéaire, la teneur relative en eau, la conductance stomatique, l’intégrité membranaire ainsi que la teneur en proline libre et en pigments photosynthétiques en conditions favorables et stressantes. Nos résultats indiquent que le prétraitement, et plus particulièrement la double redéshydratation, permet une amélioration de la croissance, un maintien de la turgescence cellulaire, une protection des membranes cellulaires contre la peroxydation lipidique, une bonne conductance stomatique et une teneur élevée en chlorophylles traduisant une bonne activité photosynthétique, donc un bon développement. Cette amélioration de la tolérance au stress hydrique pourrait correspondre à une forme d’acclimatation de l’embryon lui conférant une capacité à maintenir une homéostasie dans de nouvelles conditions. Cette acclimatation fait, donc, suite à une forme de stress hydrique induit par la redéshydratation des graines et/ou le choc osmotique. Cette acclimatation est décrite par certains auteurs comme des mécanismes moléculaires qui permettent aux plantes de mémoriser les événements du priming précédents et de générer, ensuite, des empreintes de mémoire lors de l'établissement de l'amorçage. Cette « mémorisation » correspond à une régulation épigénétique. Notre étude révèle que les traitements prégerminatifs, et surtout le double hydropriming, permet d’obtenir des plantes plus tolérantes au déficit hydrique. Nous pouvons, ainsi, conclure que la double redéshydratation pourrait représenter une méthode très efficace pour l'amélioration de la production végétale et en particulier dans des conditions hydriques défavorables.

1. Université Ferhat Abbas Sétif 1
Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie
Département Des Sciences Agronomiques
En partenariat avec l’association
« TRAIT D’UNION » Sétif
Premier Colloque International sur la
”Sécurité Alimentaire et Développement
Durable en milieu semi-aride”
08-10 Décembre 2018
Amélioration de la tolérance à la sècheresse par
priming des graines
Présenté par:
Dr Lilya BOUCELHA
liliaboucelha@yahoo.fr
Co-auteur:
Pr. Réda DJEBBAR
reda_djebbar@yahoo.fr
Laboratoire de Biologie et Physiologie des Organismes
Faculté des Sciences Biologiques (U.S.T.H.B)

2. INTRODUCTION
Afin d’améliorer la production végétale et le rendement, plusieurs approches sont
utilisées:
L’adoption de techniques culturales adéquates
La sélection de variétés tolérantes
La création de génotypes modifiés par génie génétique (OGM)
Actuellement, afin d’améliorer la
production végétale et la tolérance à
certains stress et particulièrement la
sècheresse, une nouvelle approche est
adoptée.
Elle consiste à traiter les graines en
prégermination par hydropriming et/ou
osmopriming.

3. Les phases de germination
Phase réversible Phase irréversible
Imbibition Germination au
sens strict
Croissance
Émergence de la
radicule
Au cours de la phase
réversible, la semence
peut être
redéshydratée sans
être affectée (aucun
dommage)
Application du
traitement
prégerminatif Ou
Priming
Ou Amorçage

4. Hydratation partielle
de la semence
Activités métaboliques
Pré-germinatives
La phase
réversible
de la
germination
Émergence de la radicule
Bradford (1986)
Traitement
Prégerminatif

5. Hydropriming
Hydratation partielle
(imbibition avec de l’eau)
Redéshydratation (avant
l’émergence de la radicule)
Réhydratation + Germination
Traitements prégerminatifs
Osmopriming
Traitement
Osmotique
Hydropriming
Amorçage hydrique
ou Redéshydratation
Hormopriming
Traitement
Hormonal

6. Hydratation avec une
solution osmotisante
(PEG, KNO3, NaCl, KCl,
Mannitol,…….)
Réhydratation avec de l’eau
+ Germination
Redéshydratation (avant
l’émergence de la radicule)
Ou +
Hydratation avec de l’eau + Germination
Osmopriming

7. (Bradford, 1986; Gelormini, 1995; Fabunmi et al., 2012; Ghasemi-Golezani
et al., 2012; 2013; 2014; Mehri, 2015; Krainart et al., 2015).
Une germination homogène (synchronisée) et rapide
Levée de la dormance
Meilleure croissance
Une floraison plus précoce
Augmentation du rendement
Obtention des cultures uniformes
Obtention des plantes plus tolérantes aux
stress abiotiques
Les effets bénéfiques des
traitements prégerminatifs

8. L’endurcissement des semences provoque des modifications
biochimiques, physiologiques, moléculaires et génétiques.
L'accumulation de composants de signalisation latents qui
seront utilisés lors d’une nouvelle exposition à un stress
Ces mécanismes moléculaires permettent aux plantes de
mémoriser les événements d'amorçage précédents et de
générer, ensuite, des empreintes de mémoire.
(Bruce et al., 2007).
Contrôle
épigénétique
Méthylation de l’ADN

9. Objectifs du travail
Osmopriming (PEG) Hydropriming Double Hydropriming
Traitements prégerminatifs des
semences de Vigna unguiculata
Croissance
Linière
Teneur
relative
en eau
Analyses
biochimiques
Proline Libre
Pigments
Photosynthétiques
Effets sur la tolérance à une
contrainte hydrique des plantes
issues de ces graines
Intégrité
membranaire
1 2
3 4
5
Conductance
stomatique

10. MATERIEL ET METHODES
Matériel végétal: Vigna unguiculata
(La dolique ou le haricot à œil noir)
Origine: Madagascar
Parties utilisées: Graines, Embryons et Feuilles
Cinétique de germination de Vigna unguiculata
(Haricot à œil noir)
Radicules
Cotylédons
Gemmules

11. Témoin
Aucun
traitement
6h
imbibition
Imbibition
seule 6h dans
l’eau distillée
Simple
Hydropriming
Imbibition dans
l’eau distillée
Osmopriming
Imbibition dans
le PEG
Pas de
Priming
Priming ou Amorçage
Double
Hydropriming
Imbibition dans
l’eau distillée
10 % 30 % 3h 6h
3h
3h
PEG 10% PEG 30% 3h
hydro
6h
hydro 3h Double hydro
Les différents lots de graines
+Redéshydratation
+Redéshydratation
+Redéshydratation
6h
Abréviation

12. Germination
Étude de la germination
Étude de la croissance
Des parties aériennes
Mise en culture
Graines traitées et
témoins
Arrêt
d’arrosage
15 jours
Croissance
15 jours
Mise en pots
Étude des paramètres
physiologiques du stress
Plantules
issues de
graines
témoins et
traitées
En conditions
normales
« Favorables »
En conditions
stressantes
PEG 20 %

13. RESULTATS ET DISCUSSION
La Germination des
différents types de graines
en conditions
Normales (favorables) et
stressantes (PEG à %)

14. Imbibition de graines de Vigna unguiculata selon les
différents traitements. La fin de la phase réversible.
Germination des graines après 14 heures
de mise en germination dans l'eau.
La cinétique d’imbibition
Témoin PEG 30%
3h Double hydro6h hydro
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0h 4h 8h 12h 16h 20h 24h
Temoin
6h
Imbibition
PEG 10%
PEG 30%
3h hydro
3h double
hydro
6h hydro
%d’absorptiondel’eau
Temps (heures)
I II III
La cinétique est différente d’un lot à l’autre. L’absorption de l’eau est plus rapide chez les graines amorcées,
ce qui induit l’accélération des phases, surtout pour le lot « 3h double hydro », dont la phase de croissance
commence après 14 h d'imbibition alors, que pour le témoin, cela se produit après 24 h.

15. Effets de différentes méthodes d'amorçage sur la germination
des semences de Vigna unguiculata dans l'eau distillée.
La vitesse et la capacité de germination
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5
Control
6h imbibition
3h hydro
6h hydro
3h Double
hydro
PEG 10%
PEG 30%
%degermination
Jours
0
20
40
60
80
100
Témoin 6h imbibi PEG 10% PEG 30%3h hydro 6h hydro 3h
double
Traitements
Capacitédegermination(%)
a
b
c c
a
bc
Photos montrant la germination
des semences au premier jour de
la mise en germination.

16. Effets de différentes méthodes
d'amorçage sur la germination
des semences dans le PEG à 20 %
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5 6 7
Temoin
6h imbibition
3h hydro
6h hydro
3h Double
hydro
PEG 10%
PEG 30%
%degermination
Jours
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Tauxdesurvie(%)
Traitements prégerminatifs
a
b
d
c
e
f
d+587.7 % +575.2 %
La germination et le taux de survie dans le PEG à 20 %

17. Ces résultats sont en accord aves plusieurs auteurs (Varier et al., 2010; Maroufi et al., 2011; Ahmed et al.,
2012; Ghasemi-Golezani et al., 2012; 2013; 2014; Mehri, 2015; Krainart et al., 2015).
Cependant, ce qui est totalement nouveau dans notre présente étude est l'application
d'un nouveau type d'amorçage, qui est le double hydropriming, qui consiste à
redéshydrater deux fois les semences.
Nos résultats montrent que ce double hydropriming est meilleur qu'un simple
hydropriming ou même qu'un osmopriming par PEG.
Ceci pourrait être expliqué par le fait qu'une double redéshydratation permettrait de
déclencher et de réguler des processus pré-germinatifs et d’induire, également, une
forte activation de certains gènes responsables de la tolérance au stress.
L’endurcissement permet l’amélioration des performances germinatives du haricot à œil
noir en conditions favorables et stressantes.

18. Conséquences de
l’amorçage sur des
plantes soumises à un
stress hydrique

19. Mise en pots des plantules issues de
graines témoins et traitées
Croissance linéaire des parties aériennes
Stress hydrique par un arrêt
d’arrosage de 15 jours
Teneur relative en
eau (TRE)
Intégrité
membranaire
Conductance
stomatique
Croissance des
parties aériennes
Paramètres morphologiques et physiologiques
Pigments
photosynthétiques
Proline libre
Paramètres biochimiques

20. La croissance
linéaire des
parties aériennes

21. Témoin 6h Imbibition
6h Hydro 3h Double Hydro
En conditions favorables
6h Hydro3h Hydro
PEG 30% 6h imbib
0
5
10
15
20
25
30
35
Temoin
6himbib
PEG10%
PEG30%
3hhydro
6hhydro
3hdouble
hydro
Longueursdesparties
aériennes(cm)
+83 %
a a
b
c
d
c
e
Les effets positifs
de l’endurcissement
qui apparaissent
au cours de la
germination et de
l’émergence se
répercutent sur la
croissance.
Ainsi, une nette
amélioration de la
croissance des parties
aériennes est notée
chez les toutes les
plantes issues de
semences traitées et
particulièrement
doublement
redéshydratées.

22. En conditions d’un stress hydrique
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Temoin
6himbib
PEG10%
PEG30%
3hhydro
6hhydro
3hdouble
hydro
Longueursdesparties
aériennes(cm)
+103.31 %
a a
b
c
b
d
e
Après un arrêt
d’arrosage de 15
jours nous remarquons
que le stress
hydrique, provoque un
flétrissement et un
jaunissement des
plantes issues de
graines non traitées.
En revanche, les
plantules issues de
semences traitées
semblent être plus
tolérantes.

23. Les paramètres
physiologiques et
biochimiques des
plantes stressées

24. TRE, Intégrité membranaire et Conductance stomatique
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Temoin
6hImbib
PEG30%
3hhydro
6hhydro
3hdouble
hydro
TRE(%)
0
2
4
6
8
10
12
Temoin
6hImbib
PEG30%
3hhydro
6hhydro
3hdouble
hydro
Conductancestomatique
(mmolesH2Os-2.m)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Temoin
6hImbib
PEG30%
3hhydro
6hhydro
3hdouble
hydro
Effluxd'ions(%)
+57.28 %
+271.6 %
-78.4 %a a
b
c
d
e a a
b
c
d
e
a a
b
c
d
e
Au cours d’un arrêt d’arrosage, le traitement
prégerminatif, et plus particulièrement la double
redéshydratation, permet de maintenir la
turgescence cellulaire et l’intégrité membranaire
des feuilles. Nous remarquons que l’amorçage
permet également de diminuer la fermeture des
stomates.

25. Pigments photosynthétiques et Proline libre
0
10
20
30
40
50
60
Temoin
6hImbib
PEG30%
3hhydro
6hhydro
3hdouble
hydro
Teneursenprolinelibre
(mg.g-1MVS)
-86.84 %
0
1
2
3
4
5
6
Témoin
6himbib
PEG30%
3hhydro
6hhydro
3hDouble
hydro
Teneursenchlorophylles
totales(mg.g-1MVF)
+245.71 %
a a
b
c
e
d
0
10
20
30
40
50
60
70
Temoin
6hImbib
PEG30%
3hhydro
6hhydro
3hDouble
Hydro
Teneursencaroténoïdes
(mg.g-1MVF)
+321.25 %
aa
b
c
d
e
a a
b
c
d
e
En condition d’un stress hydrique, l’amorçage
stimule la synthèse des chlorophylles et des
caroténoïdes. Nos dosages indiquent
également que les plantes issues de graines
traitées se caractérisent par de très faibles
teneurs en proline libre comparativement aux
plantes issues de graines témoins.

26. Le maintien de la turgescence cellulaire.
La protection des membranes cellulaire de la peroxydation lipidique.
Une bonne conductance stomatique et une teneur élevée en chlorophylles,
assurant ainsi une bonne activité photosynthétique, donc une bonne
croissance et un bon développement.
La faible teneur en proline permet de déduire que l’arrêt d’arrosage ne
provoque pas un stress chez les plantes issues de semences ayant subi un
amorçage étant donné que l’accumulation de cet acide aminé est un bon
indicateur du stress.
L’endurcissement des semences, particulièrement la double redéshydratation peut
être utile pour atténuer les effets néfastes du stress hydrique, en permettant :

27. CONCLUSION
A l'issue de cette étude, nous pouvons conclure que le traitement prégerminatif des
semences de Vigna unguiculata permet d’améliorer les performances germinatives, la
croissance et le développement des plantes sous des conditions favorables et
stressantes.
Le double hydropriming, traitement inédit, offre les meilleurs résultats.
Nous pouvons, ainsi, déduire que cette double redéshydratation pourrait représenter
une méthode très efficace pour l'amélioration de la production végétale et en
particulier dans des conditions hydriques
défavorables.
C’est une technique simple et peu coûteuse, qui évite l'utilisation de produits
chimiques qui peuvent être indésirables pour l'environnement et la santé humaine.

28. Il a été montré par Boucelha et Djebbar (2015) que les traitements de prégermination des
semences, et plus particulièrement la double redéshydratation provoquent des modifications
physiologiques, biochimiques et cellulaires au niveau des embryons.
Ces modifications obéissent à plusieurs voies de régulation et signalisation complexes et
hétérogènes, contrôlées par l’expression de nombreux gènes.
Certaines conséquences de l'endurcissement sont peut êtres dues aux phénomènes
épigénétiques qui jouent un rôle déterminant dans l’adaptation des plantes à leur
environnement (Hebrard, 2012). Ces changements épigénétiques sont modulés lors du
développement et de l'exposition au stress, résultant en un mécanisme de défense plus
efficace (Bruce et al., 2007 ).
En conséquence, l'usage d’approches d'ordre moléculaire et génétique s'avère
incontournable pour mieux identifier l'expression des gènes activés au cours du priming et
plus particulièrement au cours du double hydropriming.

29. •Redéshydratation
(Simple et Double)
•Osmopriming (PEG)
Traitements
prégerminatifs
Déshydratation
Activation de certains gènes de
tolérance à la déshydratation
Contrôle
Épigénétique
Tolérance aux stress abiotiques
Synthèse d’osmolytes
(proline, sucres)
Ajustement osmotique
Activation des enzymes
Anti-oxydatives
au niveau de l’embryon
au cours de la
croissance

30. Publications et Communications
Ce travail a fait l’objet :
Articles
Boucelha L, Djebbar R and Abrous-Belbachir O (2019). Vigna unguiculata (L.) Walp. seed
priming is related to redox status of plumule, radicle and cotyledons. Functional Plant
Biology (en cours de publication)

31. Communications Internationales
Hydropriming and Osmopriming Effects on Cowpea (Vigna unguiculata L.): Involvement of
oxidative stress. Tübingen, Germany. Oct 2013.
Effets de l’osmopriming et de l’hydropriming sur Vigna unguiculalta : Implication du Stress
Oxydatif. Hammamet, Tunisie. Dec 2013.
Djebbar R., Boucelha L., Carol P. (Dec. 2014). Double hydropriming applied to Vigna
unguiculata seeds is better than a simple hydropriming. 2nd Adam Kondorosi symposium,
Frontiers in Legume Biology, 11 et 12 Décembre 2014, Gif sur Yvette, France.
Priming of seed with Calcium Chloride and Sodium Nitroprisside improve the tolerance of
Fenugrec to Water stress,Barcelona, Spain. Nov 2017

32. Communications Nationales
Implication des activités anti-oxydatives dans le phénomène d’osmopriming de graines
de Vigna unguiculata. USTHB, Algérie. Jan 2013.
Un double hydropriming des graines de Vigna unguiculata est plus efficace qu’un
simple hydropriming. USTHB, Algérie. Fev 2014.
Les Espèces Réactives D’oxygène (ROS) : Dr Jekkyl And Mister Hyde. Ou comment
l’oxygène peut devenir toxique. USTHB, Algerie. Avr 2014.
Influence de différents traitements de prégermination des graines de Vigna
unguiculata (L.) Walp. sur les performances germinatives et la tolérance au stress
hydrique. Les rencontres de l’agriculture et de la biologie, RAB 2018, Constantine,
Algerie. Mai 2018.

33. MERCI
POUR VOTRE
ATTENTION