Differences in morphological and physiological responses to water-logging between two sympatric oak species (Q. Petraea [Matt.] Lieb., Q. Robur L.)

Abstract

Les chênes pédonculé (Quercus robur L.) et sessile (Quercus petraea [Matt.] Liebl.) présentent des différences de tolérance à l’hypoxie racinaire induite par ennoyage, Q. robur étant plus tolérant que Q. petraea. Nous avons mené une expérience visant à identifier des différences inter-spécifiques dans les réponses morphologiques et physiologiques à l’hypoxie racinaire. Des semis en pots ont été soumis à un ennoyage de 7 semaines avec une concentration en O2 maintenue en dessous de 3 mg L−1 au voisinage des racines. Le traitement a provoqué un arrêt de croissance chez les deux espèces. Q. petraea a montré une plus faible tolérance que Q robur, avec un nombre plus élevé de plants présentant un dessèchement de l’appareil aérien ainsi qu’une plus forte chlorose des feuilles. Cette différence pourrait être due au plus grand nombre de racines adventives et de lenticelles hypertrophiées formées au collet de Q. robur. Dans les racines fines des deux espèces, l’activité pyruvate décarboxylase (PDC), enzyme clef de la fermentation alcoolique, a été stimulée après 24 h d’ennoyage. Les transcrits de PDC ont augmenté après 48 h d’ennoyage uniquement chez Q. robur. De façon intéressante, les transcrits d’hémoglobine (Hb) (qui pourrait être impliquée dans la voie de signalisation de l’oxyde nitreux), ont suivi le même profil de réponse que ceux de la PDC. Les enzymes du catabolisme du saccharose ont présenté une diminution d’activité après 3 semaines d’ennoyage, probablement consécutivement à une baisse de la disponibilité en hydrates de carbone. Les activités alcool-déshydrogénase (ADH), saccharose-synthase (Susy), et pyruvate-kinase (PK), ont été plus fortes après 3 semaines d’ennoyage. Cette étude a fourni des marqueurs caractérisant des différences inter-spécifiques de tolérance, qui pourront être utilisés lors d’études ultérieures de diversité intra et inter-spécifique de traits liés la tolérance à l’hypoxie racinaire