Impact d’un stress salin sur la croissance, la reproduction et la physiologie d’hybrides de tomates entre Solanum chilense et Solanum lycopersicum

Details

Supervisors

Quinet, Muriel

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en biologie des organismes et écologie

Abstract

La salinisation des sols est une contrainte environnementale majeure dans le secteur de l’agriculture. Le stress salin affecte négativement les cultures glycophytes en diminuant les rendements et la qualité de ces cultures. L’utilisation d’eau de moindre qualité pour l’irrigation est la principale cause de la salinisation des sols. Le réchauffement climatique est un facteur aggravant dans ce processus de salinisation car il augmente la fréquence des périodes de sécheresse, ne faisant qu’augmenter les besoins en eau pour l’agriculture. Afin de réduire l’impact négatif du sel sur les cultures glycophytes, il est intéressant de se pencher sur l’utilisation d’espèces sauvages halophytes, plus résistantes au stress salin que leurs espèces parentes cultivées. Solanum lycopersicum est une espèce sensible au stress salin. La tomate représente la culture maraichère la plus importante du point de vue économique au monde et présente également de nombreux intérêts nutritionnels. Plusieurs espèces sauvages de tomates sont connues pour leur résistance aux stress abiotiques, notamment Solanum chilense connue pour sa résistance au stress salin. Ce mémoire porte donc sur la production et l’identification d’hybrides de tomates entre la tomate cultivée S. lycopersicum et l’espèce halophyte sauvage S. chilense, ainsi que sur l’impact d’un stress salin sur la croissance, la reproduction et la physiologie de ces plants. Les effets de la salinité sur les hybrides ont été comparés à ceux des parents afin de déceler une possible résistance de la part de ces hybrides. Les trois génotypes ont été soumis à 0 ou 100 mM de NaCl durant 78 jours. Des hybrides ont été produits et présentaient un phénotype intermédiaire aux parents. Le stress salin a impacté la croissance végétative ; S. lycopersicum et S. chilense avaient moins de feuilles en condition de stress tandis que le sel a diminué la taille de S. lycopersicum et des hybrides. Le sel a également impacté la croissance reproductive en diminuant le nombre d’inflorescences chez les trois génotypes, mais n’a pas affecté la quantité de pollen, la réceptivité stigmatique ainsi que le nombre de fleurs par inflorescence. La salinité a impacté la photosynthèse des parents et a provoqué un ajustement osmotique chez les trois génotypes. La salinité a augmenté la concentration en sodium dans toute la plante ; S. chilense a accumulé plus de sodium que S. lycopersicum, les hybrides ayant accumulé le soluté de manière intermédiaire. En conclusion, le stress salin a affecté les trois génotypes et les hybrides présentaient un phénotype et une résistance à la salinité intermédiaires aux parents. Soil salinisation is a major environmental constraint in the agricultural sector. Saline stress negatively affects glycophytic crops by reducing their yields and quality. The use of lower quality water for irrigation is the main cause of soil salinisation. Global warming is an aggravating factor in the process of soil salinisation because it increases the frequency of drought periods and thus the water needs of agriculture. In order to reduce the negative impact of salt on glycophytic crops, it is interesting to look into the use of wild halophytic species, which are more resistant to saline stress than their cultivated parent species. Solanum lycopersicum is a sensitive species to salt stress. Tomato is the most economically important market garden crop in the world and has also great nutritional interest. Several wild species of tomato are known for their resistance to abiotic stress, including Solanum chilense known for its resistance to saline stress. This paper focuses on the production and identification of tomato hybrids between the cultivated tomato S. lycopersicum and the wild halophyte species S. chilense. It also focuses on the impact of salt stress on the growth, reproduction, and physiology of these plants. The effects of salinity on the hybrids were compared with those of the parents to detect possible resistance in the hybrids. The three genotypes were subjected to 0 or 100 mM NaCl for 78 days. The hybrids presented an intermediate phenotype to the parents. Salt stress impacted vegetative growth; S. lycopersicum and S. chilense had fewer leaves under stress conditions while salt reduced the size of S. lycopersicum and the hybrids. Salt also impacted reproductive growth by reducing the number of inflorescences in all three genotypes but did not affect pollen quantity, stigmatic receptivity, and the number of flowers per inflorescence. Salinity impacted photosynthesis of the parents and caused osmotic adjustment in all three genotypes. Salinity increased the sodium concentration throughout the plant. S. chilense accumulated more sodium than S. lycopersicum, while the hybrids accumulated the solute intermediately. In conclusion, saline stress affected all three genotypes and the hybrids showed intermediate phenotype and salinity resistance in comparison to the parents.