Response of a local cultivar to fluoride pollution
Réponses d'une vigne locale à une pollution fluorée
Résumé
The effects of atmospheric pollution by fluoride compounds were studied on a local grapevine cultivar, Vitis vinifera L. 'Asli', grown in the vicinity of a factory that produces phosphate fertilizer. The objective of this study was to determine mechanisms allowing these indigenous grapevines to survive in the polluted area. The response of this cultivar was monitored during growth on two plots of land, one exposed to fumes from the polluting factory, and the other far away from the pollution. Measured parameters were stomatal conductance, leaf fluoride and calcium content, as well as photosynthesis of healthy leaf areas. Our results suggest that survival of grapevine was related to the partitioning of fluoride in leaf boundaries and extremities with plant tendency to delimit the new necrotic tissues by a narrow dark violet borderline, leading to the development of concentric halos of necrotic zones, and giving the blade a mosaic aspect. These symptoms may be useful as an indicator of air quality and plant state. This response occurs concomitantly with the ability of healthy leaf areas to preserve plant photosynthetic capacity, as long as necroses did not exceed 10%-20% of the leaf surface. In addition to sequestering fluorides in particular leaf areas, stomata also temporarily closed, restricting the accumulation of pollutant. On the other hand, fluoride accumulation was accompanied by calcium accumulation, suggesting that calcium is involved in trapping and detoxifying fluoride by its sequestration as CaF2. Finally, our results did not support the redistribution of fluoride, which remained sequestered in aged leaves. In fact, fluoride contamination of berries seemed to be a direct result of the factory fume, rather than endogenous supplies.
Les effets d’une pollution atmosphérique par des composés fluorés ont été étudiés sur des cultivars d’une vigne locale, Vitis vinifera L. ‘Asli’, cultivée aux environs d'une usine de production d'engrais phosphatés. L’étude a pour objectif de déterminer les mécanismes permettant à ces vignes autochtones de survivre dans la zone polluée. Elle a consisté à suivre le comportement de ces cultivars dans deux parcelles : l’une soumise aux fumées d’une usine polluante et l’autre au loin de toute pollution. Les paramètres mesurés sont la conductance stomatique, la teneur des feuilles en F– et en Ca2+ et l’activité photosynthétique des zones foliaires saines. Nos résultats suggèrent que la survie de la vigne est liée à une compartimentation du fluor dans les bordures et les extrémités des feuilles, avec une tendance de la plante à contourner les nouveaux tissus nécrosés par un liseré de transition conduisant au développement d’auréoles concentriques de zones nécrosées donnant au limbe un aspect de mosaïque. Ce dernier peut donner des informations intéressantes sur la qualité de l’air et l’état des plantes. Ce comportement est concomitant à une aptitude des zones foliaires saines à conserver la capacité photosynthétique de la plante, tant que les nécroses ne dépassent pas 10 % à 20 % de la surface foliaire. Outre le piégeage du fluor dans des régions foliaires particulières, la fermeture temporaire des stomates semble également contribuer à la restriction de l’accumulation de ce polluant. Par ailleurs, le parallélisme entre l’accumulation du fluor et celle du calcium suggère que ce cation est impliqué dans le piégeage et la détoxication du fluor en le séquestrant sous forme de CaF2. Enfin, nos résultats ne plaident pas en faveur d’une remobilisation foliaire du fluor qui demeure séquestré dans les feuilles les plus âgées. D’ailleurs, la contamination des baies semble se faire directement par les fumées de l'usine, et non par apports endogènes.