Radiations UV et composés photoprotecteurs : étude comparée chez deux végétaux marins, l'algue brune Pelvetia canaliculata et l'angiosperme Salicornia ramosissima

UV radiations and photoprotective compounds : a comparative study in two marine plants, the brown seaweed Pelvetia canaliculata and the angiosperm Salicornia ramosissima

• Auteur / Autrice : Mélanie Hupel
• Direction : Erwan Ar Gall, Nathalie Poupart
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie marine
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Salicornia maritima

Physiologie

Pelvetia canaliculata

Plantes -- Photoinhibition

Effets du rayonnement ultraviolet

Plantes marines

Mots clés libres

Défense antioxydante

Halophyte

Composés phénoliques

Photoprotection

Algue

Activité écran

Radiation UV

Résumé

Les fortes intensités lumineuses, et notamment l’augmentation actuelle de l’intensité des radiations UV-B due à l’amincissement de la couche d’ozone, peuvent être des facteurs stressants majeurs pour la plupart des organismes phototrophes peuplant les écosystèmes terrestres et aquatiques. L’algue brune Pelvetia canaliculata et l’angiosperme des marais salés littoraux Salicornia ramosissima sont deux végétaux marins peuplant les hauts niveaux de l’estran, zone où ils sont soumis à de longues périodes d’exondation, exposés de manière directe au rayonnement solaire et susceptibles de posséder des mécanismes de photoprotection convergents efficaces. Dans cette étude, grâce à la mise au point d’un système de co-culture, leurs réponses métaboliques contre l’exposition â différentes niveaux de radiations UV-B ont été comparées en conditions contrôlées, notamment la synthèse de composés photoprotecteurs impliqués dans le maintien de la photosynthèse par la filtration des radiations UV et la défense contre le stress oxydatif. Les résultats montrent que les composés phénoliques semblent être la classe majoritaire de composés photoprotecteurs impliquée chez les deux espèces, avec un rôle écran préférentiel des flavonoïdes chez Salicornia ramosissima et une forte activité antioxydante des phlorotannins chez Pelvetia canaliculata. Cependant, les deux espèces pourraient moduler la composition de leur pool de composés phénoliques en jouant sur une de ces activités protectrices ou sur les deux, en fonction des conditions lumineuses. La fonction spécifique de filtration des radiations UV des composés photoprotecteurs a été mise en évidence après le développement d’une nouvelle méthode de mesure in vitro de l’activité écran d’extraits végétaux.

High light irradiances, especially enhanced UV-B radiations due to present stratospheric ozone depletion, may be major stress factors for many phototrophic organisms in both aquatic and terrestrial ecosystems. The brown seaweed Pelvetia canaliculata and the coastal salt marsh angiosperm Salicornia ramosissima are two marine plants growing in the upper intertidal zone, where they are subjected to long emersion periods, to direct solar exposure and are likely to have convergent efficient photoprotective mechanisms. In this study, thanks to the development of a coculture system, their metabolic responses against various UV-B radiation levels have been compared in controlled conditions, especially the synthesis of photoprotective compounds implied in the photosynthesis maintaining by either a UV-absorbing function or a defence capacity against oxidative stress. Results show that phenols seem to be the main class of photoprotective compounds in both species, with a preferential sunscreen function of flavonoids in Salicornia ramosissima and a strong antioxidant activity of phlorotannins in Pelvetia canaliculata. However, both species could modulate the composition of their phenol pool through either 011e protective function or both depending on light conditions. The specific UV-absorbing function of these compounds has been evidenced thanks to the development of a new in vitro method for evaluating the sunscreen activity of plant extracts.