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Contexte

Les racines sont au cœur de la dynamique de l’eau dans les plantes, mais l’étude de leur structure et de leur fonction nécessite des approches destructives ou indirectes. La Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) est une méthode non-invasive intéressante pour étudier l’état (quantité et mobilité) de l’eau dans les tissus biologiques, tels que les plantes. La RMN bas champ rendue portable permettrait notamment de réaliser ces mesures in situ directement dans l’environnement naturel des plantes. Cependant, à notre connaissance aucune étude utilisant cette méthode n’a été menée sur les racines. Notre objectif a donc été de démontrer la faisabilité de la RMN bas champ pour caractériser l’évolution de l’état hydrique des racines de plantes prairiales.

Résultats

L’étude a été menée dans une chambre climatique sur trois espèces d’herbacées cultivées en rhizotron, boite parallélipipédique fermée devant par une plaque transparente permettant d'observer le développement des racines et dans laquelle les racines et le sol sont séparés physiquement par une toile. Des mesures écophysiologiques concomitantes ont été réalisées pour valider les mesures RMN. Les paramètres RMN mesurés sont le signal total des noyaux d’hydrogène, que l’on attribue à l’eau, provenant des racines et du sol et le temps de relaxation transversale (T2 ) mesuré dans les racines. Le T2 paramètre qui caractérise la mobilité locale de l’eau, est d’autant plus court que l’eau est liée aux tissus et/ou aux grosses molécules. Pour la première fois une variation circadienne, selon un cycle jour/nuit, a été observée sur le signal RMN total et sur la valeur de la composante longue du T2 . Ces résultats étaient cohérents avec l’évolution des paramètres écophysiologiques et notamment la variation des flux d’eau entre le jour et la nuit, mesurés au niveau des feuilles et du sol.

Perspectives

Nous envisageons d’utiliser cet outil pour estimer les flux de sève dans les plantes ou encore pour caractériser l’état hydrique des racines selon différentes conditions environnementales (exemple d’un stress hydrique).