Effect of water deficit on cell permeability and on chloroplast integrity

Abstract

Summary.-The study of physiological mechanisms involved in drought tolerance at the cellular leve\ cou Id le ad tc the characterization of tolerance parameters useful in crop breedings. ln this study, we analyse in the case of Vigna and Phaseolus leaves, the affect of water deficit on cel\ permeability and chloroplast integrity.Chloroplasts were isolated from control and stressed plants. Thylakoid and stroma proteins were extracted from the isolated chloroplasts and analysed by electrophoresis.The results showed thal water deficit induced at the cel\ leval an increase in electrolyte and Pi leakages from leal dises treated with PEG and rehydrated, according tc the protoplasmic tolerance of the va rieti es. Concerning chloroplasts, we observed in response to drought : • an increase in the number of disorganized chloroplasts ; ·a decrease in the photosynthetic electron transfer ; • a decrease in prote in and chlorophy\1 contents of the chloroplasts ; ·modifications of prote in patterns of thylakoids ; • an inhibition of choloroplast protein synthesis.Most of these results correlate weil with the protoplasmic tolerance of the varieties which is also correlated with the behaviour of field grown plants in response ta water stress. Therefore, seme of these physiological and biochemical criteria could be used for the screening of varieties in plant breeding programs.Résumé.-La sécheresse est le facteur majeur limitant la productivité et la qualité des récoltes (Lawlor, 1 979). L'étude des mécanismes impliqués dans la tolérance à la sécheresse au niveau cellulaire devrait conduire à la caractérisation de marqueurs physiologiques de résistance dont l'utilisation pour l'amélioration des Fig. 1 et 2). L'intensité des afflux s'est avérée être bien corrélée avec la résistance des variétés en champs, ce qui a conduit à leur classification en fonction de leur résistance protoplasmique.© Société botanique de France 1990. ISSN 0181-1789 Published online 10 Jul 2014 116 ACTUALITES BOTANIQUES l'augmentation des afflux de Pi est due, en grande partie, à l'activité de phosphotases acides localisées dans les chloroplastes. Nous avons donc cherché à préciser l'effet du déficit hydrique sur ce compartiment cellulaire en analysant les chloroplastes isolés à partir de feuilles de plantes bien hydratées et de plantes soumises à une sécheresse contrôlée (Tableau 1). la mise au point d'une méthode d'isolement de chloroplastes associant l'utilisation d'inhibiteurs de l'activité protéolytique et un ajustement osmotique a permis d'obtenir 2 populations de chloroplastes : c. denses, intacts etc. légers dont l'enveloppe est lésée (Fig. 3). Nous avons montré que la sécheresse provoque une inhibition du transfert des électrons (réaction de Hill), une augmentation de la proportion en chloroplastes lésés (Fig. 3) et une diminution des teneurs en chlorophylle et en protéines dans les deux catégories de chloroplastes (Fig. 5 et 6).En ce qui concerne les protéines, l'effet du stress est très bien corrélé avec le degré de sensibilité protoplasmique des ...

Differential Acclimation of Enzymatic Antioxidant Metabolism and Photosystem II Photochemistry in Tall Fescue under Drought and Heat and the Combined Stresses

“…A sharp fall of Chl content would decrease the chloroplast biochemistry or Chl fluorescence. Drought-induced stress weakened photosynthetic electron transfer and Chl contents as reported previously (Zuily-Fodil et al, 1990 ; Moran et al, 1994 ). The loss of Chl contents during stress measurements could also be related to photo-oxidation resulting from oxidative stress.…”

Action de la salinité sur les teneurs en proline des organes juvéniles de trois lignées de fève (Vicia fabaL.)

“…Parmi les facteurs ecologiques susceptibles de perturber Ia fertilite des sols figurent Ia secheresse et Ia salinite (Massoud, 1974;Prakash et Karadge, 1986;Vieira da Silva, 1990). Ces deux phenomenes agissent en grande partie sur le plan chimique et physique (1-Iamza, 1977).…”

“…Les facteurs de l'environnement comme Ia secheresse (Tuky et al, 1979;Fricke et Pahlich, 1990;Pahlich, 1990;Vieira da silva, 1990), le froid (Le Saint, 1974;Paquin et Pelletier, 1980;Vezina et Paquin, 1982) ou Ia salinite (Tal et al, 1979;lmamulhuq et Larher, 1985;Weigel et al, 1990) induisent chez les plantes quelques reactions communes (Hubac et Vieira da Silva, 1980). L'une des meilleures reponses des plantes est !…”