Contribution à l'étude du dépérissement forestier à l'aide d'un système multianalytique assisté par ordinateur : étude des effets biochimiques de la pollution atmosphérique sur l'épicéa
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
As a part of the French DEFORPA programme on forest decline (DEpérissement des FORêts attribué à la Pollution Atmosphérique) we have carried out a comparative biochemical study on the level content of sugars, amino-acids and polyamines and of sixteen elements from Picea trees (Picea abies) living in the same polluted area. Thanks to a computer-assisted multianalytical network a time-course analysis was done on needles of three different ages samp1ed from thirty trees. The aim of this study was to detect metabolic modifications ascribable to the biochemical and physiological effects of atmospheric pollution. Differences, in the content and evolution of essential metabolites and mineral nutrients, are seen according to the apparent physiological state of the Picea trees and strongly suggest that the metabolic pathways of sugars and amino compounds are disturbed. Data analysis and chromatographic profiling technics helped us to select putrescine, spermidine, tryptophan and sugars as the more notheworthy metabolites that could be used to establish an early biochemical diagnosis of the real physiological state of the trees. Magnesium may improve visual evaluation. We propose a scheme of a possible sequence of cellular events, following pollutants attack and cell reply leading to adaptation or decline. Finally we discuss the possibilities of applying the results of this study to early diagnosis of the physiological state of unknown samples.
Abstract FR:
Dans le cadre du programme sur le DEpérissement des FORêts attribué à la Pollution Atmosphérique (DEFORPA), nous avons réalisé une étude de biochimie comparée du contenu en sucres, acides aminés et polyamines, et en seize éléments d'épicéas (Abies) vivant dans un même environnement pollué. Un système multi-analytique assisté par ordinateur a permis de réaliser une étude cinétique sur trois années d'aiguilles prélevées sur trente arbres. Le but de cette étude était de mettre en évidence les modifications métaboliques attribuables aux effets biochimiques et physiologiques de la pollution atmosphérique. Des différences, dans le contenu et l'évolution des métabolites et des éléments minéraux, apparaissent en fonction de l'état physiologique des épicéas, indiquant que les voies métaboliques des sucres et des composés azotés sont perturbées. Les métabolites essentiels (putrescine, spermidine, tryptophane, sucres), sélectionnés par étude des profils chromatographiques et par analyse statistique des données, permettraient le diagnostic précoce de l'état sanitaire des épicéas. Le dosage du magnésium améliorerait le diagnostic visuel. Par contre l'analyse métabolique apporterait une information plus précoce sur l'état physiologique réel de l'arbre. Nous proposons un schéma de la séquence possible d'évènements cellulaires consécutifs aux effets des polluants et aux processus de réponse d'adaptation ou de dépérissement cellulaire. Enfin nous discutons des possibilités d'appliquer notre étude au diagnostic précoce de l'état sanitaire d'échantillons inconnus.