Effets physiologiques de l'atrazine à doses sublétales sur Lemna Minor : influence des cations sur l'émission de la fluorescence et caractéristiques du transport photosynthétique des électrons

Abstract

Les travaux récents sur l'effet des doses sublétales d'atrazine lors de la croissance de la Lemna minor font état de transformations majeures de l'ultrastructure des membranes thylakoïdiennes, ainsi que d'importants changements dans les principaux constituants membranaires. L'objectif de notre étude est de déterminer l'influence du traitement sur quelques-unes des caractéristiques photosynthétiques des chloroplastes de L. minor, notamment l'émission de la fluorescence chlorophyllienne et le transport photosynthétique des électrons. Nous désirons établir certaines relations entre les changements mentionnés plus haut et les propriétés photosynthétiques des chloroplastes. Voici donc les principaux résultats obtenus et les principales conclusions: Nos travaux sur la fluorescence montrent que les chloroplastes éclatés de plantes traitées émettent jusqu'à 50% plus de fluorescence que les chloroplastes de plantes témoins. La présence de cations dans le milieu de suspension ne permet pas aux chloroplastes des plantes témoins d'atteindre le niveau d'intensité de la fluorescence émise par ceux des plantes traitées. Toutefois, chez les plantes traitées, l'amplitude de la stimulation de la fluorescence par les cations est considérablement réduite. On ne peut expliquer l'augmentation de la fluorescence par un changement dans la teneur en cations des chloroplastes. De plus, on ne peut rendre compte du phénomène qu'en vertu de modifications d'ordre structural au niveau des membranes. En fait, il s'avère que des changements dans la proportion de chaque photosystème ou dans la compoi1tion pigmentaire et lipidique associée aux sous-unités photosynthétiques sont de nature à influencer la fluorescence. Les observations antérieures sur les constituants membranaires viennent appuyer cette interprétation. Par ailleurs, nos travaux sur l'activité photosynthétique du PS 11 étudiée par spectrophotométrie en continu et sur l'activité du PS 1 étudiée par polarographie coïncident avec ces résultats. Chez les plantes traitées, le rendement photosynthétique sous éclairage limitant est supérieur à celui des plantes témoins, tandis que le rendement du PS 1, dans les mêmes conditions, est inférieur. A saturation lumineuse, l'activité photosynthétique de chaque photosystème est supérieure à celle des plantes témoins. Ces résultats suggèrent soit une augmentation de la taille du PS 11 et une diminution de celle du PS 1, soit une redistribution de l'énergie en faveur du photosystème 11. Finalement, les chloroplastes de plantes traitées montrent une augmentation de près du double de la valeur d'inhibition à 50% de l'activité du photosystème 11 par l'atrazine in vitro. Toutefois, cette différence est atténuée sur le plan statistique par la variation de l'intervalle de confiance. Puisque le rapport chlorophylle a/b ne varie pas à la suite du traitement, ce résultat suggère plutôt un changement dans l'accessibilité de l'atrazine vers son site de fixation plutôt qu'un changement dans la proportion de chaque photosystème. Nos travaux indiquent des changements importants dans l'activité photosynthétique des chloroplastes de L. minor traitées par 0,25 ppm d'atrazine. Cette augmentation coïncide avec les changements observés au niveau de l'ultrastructure et dans la composition membranaire des chloroplastes de plantes traitées. Toutefois, un effort de recherche devrait être entrepris pour élaborer des méthodes de mesure directe de la taille et de la proportion de chaque photosystème, ainsi que de la fluorescence émise par les diverses sous-unités photosynthétiques dans le but de distinguer parmi ces changements possibles et non mutuellement exclusifs lequel peut être davantage responsable des écarts observés dans nos principaux résultats, cités auparavant, entre les chloroplastes de plantes témoins et ceux de plantes traitées à doses sublétales d’atrazine.