Effet du cuivre sur les paramètres morpho-physiologiques et enzymatiques chez la fève (Vicia faba L.)

Abstract

Le cuivre est un métal essentiel pour les plantes avec une faible quantité, il est impliqué dans plusieurs processus physiologique et biochimique cellulaire. L’excès de cuivre dans le solest toxique pour les plantes cultivées, et peut provoquer diverses modifications physiologiqueset morphologiques. L’objectif de cette recherche était d'évaluer l'effet d'un excès de cuivre surle comportement morpho-physiologique et enzymatique de la fève (Vicia fabaL.). Cette planted’intérêt agronomique est utilisée comme modèle biologique pour les études écotoxicologiques. Notre étude consiste à suivre la croissance des deux variétés de la fève (SidiAïch et Super Aguadulce) stressés par le cuivre pendant 30 jours. Les plantes de la fève sontcultivées dans un substrat constitué de sable et de terreau (3v/1v) et contaminé par différentesdoses de cuivre sous forme de Cu SO4 5H2O, avec les doses suivantes ; 0. 200. 400. 600. 800et 1000 ppm. L’effet du cuivre sur le développement de la fève est mesuré par des paramètresmorpho-physiologiques et enzymatiques. A la concentration 200 ppm de Cu, la croissance desplantes n’a pas été affecté significativement par le cuivre, le Cu est accumulé dans les racineset faiblement transloqué vers la partie aérienne, comme mécanisme de tolérance à l'excès decuivre afin de préserver les tissus les plus métaboliquement actifs présents dans les feuilles dela plante. Par contre, l’application de cuivre à partir de la dose 400 ppm, a conduit àl'accumulation de cuivre dans les racines et les parties aériennes, entraînant à leur tour unemodification morphologique entière de la plante en diminuant la hauteur des tiges, nombre defolioles, la surface foliaires, le volume racinaire et une réduction de plus de 10% de la biomassesèche de la fève. Les analyses physiologiques et biochimiques révèlent une réduction del’activité photosynthétique avec un abaissement de contenu en protéines et un déséquilibre destatu hydrique de la fève. En plus, la toxicité du cuivre stimule la production des osmorégulateurs (proline et les sucres solubles) dans les feuilles, avec une surproduction despolyphénols et des flavonoïdes et une activation importante des enzymes antioxydants (CAT etPOD). L’excès de cuivre dans le sol provoque une toxicité stressante de la fève, affectante leurcroissance. La concentration de 400 ppm présente une dose critique limite de la toxicité ducuivre, car au-delà de cette dose, le cuivre affecte divers processus morpho-physiologiques etenzymatiques chez la fève.