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Au niveau de l’endosperme
L’endosperme est la partie essentielle de la graine qui soutient le développement de l’embryon et assure le stockage des réserves. Au début de sa formation, l’endosperme est encore liquide puis devient solide, au cours de la maturation, grâce à l’accumulation de réserves qui sont stockées sous forme de polysaccharides (amidon), de lipides (triacylglycérol) ou de protéines. Ces réserves seront ensuite dégradées et servent de combustibles durantla germination et la phase de croissance post-germinative de la plantule, avant que celle-ci devienne photosynthétique et autotrophe(Chia et al., 2005).
Les plantes stockent des lipides neutres principalement des triacylglycérols (TGAs), des esters et des stérols dans les particules intracellulaires comme sources d’énergie. Les lipides contiennent une fraction principale dite saponifiable (phospholipides, triglycérides) et une fraction mineure insaponifiable (stérols, vitamines liposolubles, caroténoïdes) (Veillet, 2010). Ces particules lipidiques peuvent être trouvées dans les graines,et les pollens des Angiospermes aussi bien dans les tissus de plusieurs plantes primitives comme dans les graines des Gymnospermes et dans les spores (Jiang et al., 2009).
L’embryon arrête sa croissance quand il y a assez ed réserves dans l’endosperme. Alors, le tégument de l’ovule s’épaissit et se lignifie et une forte éshydratation permet le passage en état de vie ralentie. Généralement, cette entrée en dormance dela graine ne sera interrompue qu’au moment de la germination. Un nouvel individu est alors réalisé : la graine et la phase terminale est sa séparation de la plante mère.
Les acides gras
Les acides gras appartiennent à la famille des lipi des. Leur synthèse a lieu dans le cytosol. Elle commence par la formation du malonyl CoA (par condensation d’une molécule de bicarbonate et d’un acétyl CoA). Les acides gras sont des molécules organiques comprenant une chaîne carbonée terminée par un groupement carboxyle. Cette chaîne peut être dépourvue de toute double liaison carbone-carbone, dans ce cas les acides gras sont dits « saturés ». Elle peut également contenir une double liaison (acides gras monoinsaturés AGMI) ou plusieurs doubles liaisons (acides gras polyinsaturés AGPI). Pour les acides gras insaturés, ils sont souvent référencés selon la position de la première double liaison par rapport au groupement méthyl terminal. Il existe deux grandes familles d’AGPI: la série en n-6 (ou oméga 6) et lasérie n-3 (ou oméga 3). Ces acides gras sont dits
« essentiels » car ils ne peuvent pas être synthétisés par l’homme et doivent donc être apportés par l’alimentation (Veillet, 2010). L’acide linoléique et l’acide oléique sont connuscomme acides gras essentiels et sont précurseurs des acides gras polyinsaturés, l’oméga-3 et l’oméga-6 (Msaada etal., 2009). D’après Veillet (2010), dans la nature, les acides gras sont généralement sous forme de triesters entre des acides gras et du glycérol selon la formule suivante: Glycérol + 3 acides gras triacylglycérol +3HO.
La composition en acides gras des huiles végétalesvarie d’une espèce à l’autre (Tableau 1).
Facteurs extrinsèques
Les facteurs qui de façon associée déclenchent les réactions métaboliques, point de départ de la germination, sont: l’eau, l’air (oxygène), la lumière et la chaleur (température).
L’eau: l’absorption d’eau est le premier processus intervenant dans la germination d’une graine. Cette absorption n’est autre qu’une imbibition qui est influencée par des facteurs aussi bien internes qu’externes aux semences (température, perméabilité de la graine, composition chimique).
L’air: l’élément de l’air concerné est l’oxygène. Lorse lad germination, les échanges gazeux dus à la respiration présente une augmentation importante. La respiration, processus essentiellement oxydatif permet la dégradation des réserves nutritives (hydrates de carbones, graisses et protéines) en des molécules plus simple et mobiles (eau, dioxyde de carbone) et en énergie.
La lumière : selon les graines, la lumière stimule (graines à photosensibilitè positive), inhibe (graines à photosensibilité négative) ou reste sans action (graines non photosensibles) sur la germination.
La température: chaque espèce est caractérisée par sa températureminimale, optimale et maximale de germination (Gampine, 1992). La température optimale est celle qui donne le plus grand pourcentage de germination pendant la plus courte durée (Gamene, 1987).
Au cours de la germination, l’embryon se dégage progressivement des enveloppes protectrices de la graine et devient de plus en plus indépendant. L’allongement de la radicule et de la gemmule de l’embryon hors des limites de la graine est le signe de sa bonne germination.
Caractéristiques et utilisations dePodocarpus
Biologie de Podocarpus
Podocarpus est un résineux à croissance lente. C’est un arbre adapté à des conditions urbaines. Il peut être cultivé dans plusieurs endroits même surdes sols pauvres et sur des surfaces restreintes pour le développement des racines. Le Podocarpus se propage par la graine (Gilman et al., 1994). Sa dispersion est assurée par les oiseaux surtout le perroquet (Wirminghaus et al., 2002).
Les espèces de Podocarpus sont utilisées par plusieurs communautés comme plantes médicinales et comme une source de revenu. Le fruit mûr est comestible mais résineux (Aerts, 2008).
Le cycle reproductif complet de Podocarpus totara de la Nouvelle Zélande dure deux ans (Figure 1). Après l’initiation de strobiles en septembre, il y a une période de dormance hivernale pendant neuf mois jusqu’à la prise de croissance au mois de juillet et août de l’année suivante. Le strobile femelle porte seulement un ou deux ovules qui sont pollinisés de la mi-octobre à mi-novembre. L’embryon arrive à maturité en février et les fruits commencent à tomber au mois de mai (Wilson, 1999).
Propriétés pharmacologiques et utilisations traditionnelles
La graine est utilisée pour traiter les fièvres, l’asthme, la toux, le cholera, la maladie des jeunes chiens, la maladie de poitrine et les maladies vénériennes.(Abdillahih et al., 2009). André et al. (2002) ont démontré que 24% des acides gras totauxextraits des graines de Podocarpus nagi sont des acides gras non interrompus par un méthyle (AGNIM) qui est le 20:3(5, 11,14) ou acide podocarpique. Ils ont pour rôles d’adoucir la peau des mammifères et de guérir les dermatoses comme les acnés (Alvin etal., 2002).
Le fractionnement bioguidé de l’extrait de racine et d’écorce de Podocarpus madagascariensis a permis d’isoler un nouveau totarol ditérpénoïde en plus des trois ditérpénoïdes cytotoxiques connus : 19-hydroxytotarol, totaradiol et 4β-carboxy-19-nor-totarol. La structure de ce nouveau composé a été établie comme le methyl-13-hydroxy–14isopropyl-9(11),12,14(8)-podocarpatriène-19-oate. Tous ces composés montrent une activité cytotoxique contre le cancer ovarien (Reynolds et al., 2006). En Afrique, quatre espèces de Podocarpus (P. latifolus, P. falcatus, P.henkelii, P. elongatus) sont utilisées traditionnellement à la fois pour la santé animale et humaine. L’huile essentielle de ces quatre espèces ont montré une activité antimicrobienne (Abdillahih et al., 2008). Un diterpénoïde, totarol, aussi a été extrait de écorcel’ de Podocarpus nagi et évalué comme antioxydant. Ce diterpénoïde inhibe l’auto-oxydation de l’acide linoléique. Les peroxydations des lipides mitochondriales et microsomales induites par Fe (III)-ADP/NADH ou Fe (III)-ADP/NADPH sont aussi inhibées (Haraguchi, 1996).
La poudre de l’écorce est utilisée pour traiter lesmaux de têtes (Pankhurst, 2000). Une infusion ou décoction d’écorce est utilisée pour traiter les maux d’estomac. L’écorce en décoction est aussi appliquée lors d’une éruption cutanée. La poudre degraines est appliquée pour traiter la méningite tuberculeuse et pour éviter le coup de soleil (Aerts, 2008).
Description botanique
P. gaussenii est un arbre de petite ou moyenne taille de 10 à 3 0 m de haut (Figure 2 A). Les feuilles linéaires, rétrécies presque brusque en sommet aigu, plus progressivement en une base sessile et décurrente sont 2,5 à 5 cm de long sur 2,5 à 5,5 m m de large. La feuille présente une côte médiane faiblement marquée par-dessus et saillante par-dessous avec des marges légèrement révolutées. Les cônes cylindriques, de 2 à 3 cm de long sur 3,5 à 4 ,5 mm de diamètre, portent des pollens solitaires ou groupés par 2 ou 3 sur des pédoncules de 4 à 9 mm de long. Les microsporophylles sont aigues (Farjon, 1998).
Les graines, très dures à maturité, sont portées par un pédoncule de 3 à 5 mm de long sur 1mm d’épaisseur. Le réceptacle est élargi à partir d’une base étroite et formé par deux bractées inégales. L’enveloppe des graines est charnue et résineux portant une grande crête de direction légèrement axiale. Les fruits frais de 16 à 18 mm de long sur 10 à 11 mm de diamètre se contractent et deviennent ridés sur le sec (Schatz, 2001). Ils sont semblables à une drupe (Figure 2 C).
Caractérisation morphométrique
Trente fruits par stade de développement ont été ilisésut. La longueur et le diamètre de chaque fruit
ont été mesurés à l’aide d’une règle graduée pourvalueré l’augmentation de la taille.
Caractérisation physico-chimique
La teneur en eau de la pulpe et de la graine
Les fruits sont dépulpés soigneusement. Ensuite, lapulpe et la graine sont déposées séparément dans des coupelles en aluminium, pesées puis séchéeà l’étuve (50°C) pendant dix jours. Les teneurs en eau de la pulpe et de la graine sont déterminées par la différence de poids avant et après séchage dans l’étuve rapportée au poids frais et exprimée en pourcentage. PMF – PMS TE = X 100 PMF.
Avec.
TE : teneur en eau (%).
PMF : poids de la matière fraîche (g).
PMS : poids de la matière sèche (g).
Enfin la moyenne de ces mesures individuelles est calculée afin d’avoir la teneur en eau de l’échantillon (n=30).
Préparation de l’ester méthylique
Les acides gras des huiles végétales sont peu volatils. Cependant leur transformation en dérivés méthyliques est nécessaire afin de les rendre plusvolatils. Pour ce faire, la méthode par catalyse acide a été réalisée.
Un gramme d’huile a été mis en ébullition à refluxavec une solution méthanolique d’hydroxyde de potassium. Le saponifiable a été extrait après fractionnement avec de l’hexane. Cette fraction saponifiable a subit un relargage par de l’acide chlorhydrique suivi d’ajouts successifs de solvant afin d’extraire les acides gras. Le solvant est ensuite évaporé et l’acide gras obtenu est estérifiéarp méthylation. Après la méthylation et le fractionnement avec de l’hexane, le solvant a été évaporé et
Mémoire de DEA Herimanitra Rafalimanana l’ester méthylique est récupéré après filtration,échages et évaporation du solvant. Le protocole expérimental est décrit en annexe 1.
Chromatographie en phase gazeuse (CPG)
La chromatographie en phase gazeuse est une méthoded’analyse par séparation qui s’applique aux composés gazeux ou des composés susceptibles d’êtrevaporisés par chauffage sans décomposition dans l’injecteur (Arpino et al., 1995). Cette technique permet une déterminationà la fois qualitative et quantitative des constituants de l’huile.
Ainsi, 0,1 µL d’ester méthylique dilué avec de l’hexane est injecté dans le chromatographe (Figure 6). Et, pour identifier les constituants, une coinjection de l’ester méthylique et de la paraffine a été faite. Puis, les pics d’acides grasont été comparés avec ceux de l’huile d’arachide qui ont été obtenus dans les mêmes conditions expérimentales. Ensuite, les LCE (Longueurs de Chaînes Equivalentes) ont été calculées pour chaquepic en appliquant la formule suivante : t’ r log t’ n LCE = n- 2 t’ n-2 log t’ n Avec.
n : nombre d’atomes de carbone de l’acide gras satu ré pris comme référence (n = 18).
t’ r : temps de rétention, corrigé du temps mort, de l’acide gras à déterminer.
t’ n : temps de rétention, corrigé du temps mort, de l’acide gras saturé à n atomes de carbone.
t’ n-2 : temps de rétention, corrigé du temps mort, de l’acide gras saturé à n-2 atomes de carbone.
Germination
Pour chaque stade de développement des fruits, trente graines ont été excisées puis mises à germer dans des sacs en polyéthylène noir, en utilisant unmélange de sol et de sable (50/50) comme substrat, afin de tester leur capacité germinative . Les graines ont été enfouies à peu près deux centimètres dans le substrat. L’expérience a été prétée deux fois avec des récoltes du mois de Janvier et de Mars 2010. Le pourcentage de germination est déterminé par comptage, chaque semaine, des graines ayant germées. Les graines sont considérées comme germées à partir de l’éclatement de la coque et l’apparition de la radicule. L’évaluation a duré six mois après l’ensemencement.
Vigueur des plantules
Pour évaluer la vigueur des plantules, la hauteur à partir du collet jusqu’à l’apex de la tige, le diamètre du collet et la longueur des cotylédons ont été mesurés pendant huit semaines après son émergence.
Traitement et analyse des données
Les résultats obtenus ont été analysés par ANOVA enutilisant le logiciel Genstat® Discovery édition 3. Les différences significatives entre lesmoyennes ont été déterminées à partir de la valeur de LSD (Least Significant Difference) avec un risque α = 0,05.
Caractéristiques morphométriques des fruits dePodocarpus gaussenii
Au cours de la maturation, la longueur moyenne des fruits de P. gaussenii augmente du stade 1 (1,14 cm) au stade 4 (2,1 cm) puis reste constante jusqu’au stade 5 avant de diminuer au stade 6 à (1,75 cm). L’évolution du diamètre suit celle de lalongueur, avec une augmentation de 0,91 à 1,92 entre les stades 1 et 4, reste constante au stade 5 puis diminue à 1,43 cm au stade 6 (Figure 7).
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Table des matières
GENERALITES
1 – La maturation des fruits
2- La maturation de la graine
3- Les acides gras
4- Plantes oléagineuses
5- Germination
6- Caractéristiques et utilisations de Podocarpus
Biologie de Podocarpus
Propriétés pharmacologiques et utilisations traditionnelles
7- Podocarpus gaussenii
MATERIELS ET METHODES
I- Matériel végétal
II- Identification des différents stades de maturation des fruits de P. gaussenii
II- 1- Caractérisation morphométrique
II- 2- Caractérisation physico-chimique
II- 3 Etude du développement de l’embryon
III- Germination des graines
IV- Traitement et analyse des données
RESULTATS
I- Caractéristiques morphométriques des fruits de Podocarpus gaussenii
II- Caractéristiques physico-chimiques des fruits
III- Caractéristiques biochimiques de la pulpe
IV- La fraction lipidique de l’endosperme
V- Développement de l’embryon zygotique
V- 1 Développement de l’embryon
V-2 Relation entre les stades de maturation des fruits et les stades de développement de l’embryon
VI- Capacité germinative des graines prélevées à partir de fruits récoltés à différents stades de maturation
VI-1 Germination
VI-2 Vigueur des plantules
DISCUSSIONS
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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