État hydrique des tissus végétaux mesuré par IRM

Water status in plant tissues measured by MRI

• Auteur / Autrice : Rodolphe Leforestier
• Direction : Maja Musse, François Mariette
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 23/04/2021
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Optimisation des procédés en agriculture, agroalimentaire et environnement
• Jury : Président / Présidente : Giulio Gambarota
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Maude Ferrari
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marc Lahaye, Dominique Petit

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thèses et écrits académiques

Tissus végétaux

Mots clés libres

IRM

Relaxation

T2 multi-Exponentiels

Echanges chimiques

Diffusion

Fruits

MRI

Relaxation

Multi-Exponential T2

Chemical exchanges

Diffusion

Fruits

Résumé

L'objectif de cette thèse était d’améliorer la compréhension des mécanismes impliqués dans la relaxation de tissus végétaux en prenant en compte la composition du contenu cellulaire et la microstructure des tissus. L'effet de la température, du pH et de la teneur en soluté sur les temps de relaxation T2 ont été décrits dans le cas de solutions de sucres simples, en première approximation du contenu vacuolaire de fruits charnus. Cela a permis de mettre en évidence, l'impact non négligeable des effets des échanges chimiques sur la relaxation à 1,5T dans des conditions d'imagerie. Par la suite, les effets combinés des échanges chimiques et de la structure compartimentée sur les paramètres de relaxation des tissus végétaux ont été étudiés en prenant la tomate comme modèle de fruit charnu. Dans le cadre de cette étude, nous nous sommes intéressés aux changements induits par des variations de température dans de gammes de températures où l'intégrité cellulaire est maintenue, la taille des compartiments et la concentration vacuolaire étant supposée constantes au cours de ce processus. Enfin, l'influence de la taille des cellules ainsi que de la teneur en eau a été abordée grâce à l'étude de l'impact de la déshydratation sur des tissus de tomate. Ce travail a permis d'estimer la sensibilité des paramètres de relaxation au cours de ces différents processus, permettant ainsi de proposer une interprétation des variations de T2 observées, prenant en compte les divers mécanismes impliqués.

The main objective of this PhD thesis was to improve the understanding of the mechanisms involved in the relaxation of plant tissues by taking into account the composition of cell content and tissue microstructure. The effect of temperature, pH and solute content on T2 relaxation times has been described in the caseof solutions of simple sugars, as a first approximation of the vacuolar content of fleshy fruits. This made it possible to highlight the non-negligible impact of the effects of chemical exchanges on relaxation at 1.5T under imaging conditions. Subsequently, the combined effects of chemical exchange and compartmental structure on the relaxation parameters of plant tissues were studied using the tomato as a model of fleshy fruit. In the framework of this study, we were interested in the changes induced by temperature variations in temperature ranges where cellular integrity is maintained, the size of the compartments and the vacuolar concentration being assumed constant during this process. Finally, the influence of cell size as well as water content was addressed through the study of the impact of dehydration on tomato tissues. This work made it possible to estimate the sensitivity of the relaxation parameters during these different processes, thus making it possible to propose an interpretation of the T2 variations observed, taking into account the various mechanisms involved.