Contribution à la caractérisation des stratégies mises en jeu par les plantes endémiques a la Nouvelle-Calédonie pour leur développement sur les sols nickélifères thèse présentée pour l’obtention du titre de Docteur de l'Université de la Nouvelle-Calédonie, spécialité physiologie végétale par Melle Virginie Léon

Thesis (doctoral) - - Université de la Nouvelle-Calédonie, 2005

Includes bibliographical references

Léon V., Bouraïma-Madjèbi S., Pineau R. Behaviour of endemic pioneer plants used for revegetation of mining sites in New Caledonia - Effects of Ni on an herbaceous and on a woody species

Chandra R., Léon V., Bouraïma-Madjèbi S., Tyogi A., Pineau R. Different mechanisms involved in the first stage of development of Grevillea exul var. rubiginosa treated with three nickel salts

V. Léon, J. Rabier, R. Notonier, R.M.Barthelémy, X. Moreau, S.Bouraïma-Madjèbi, J. Viano, R. Pineau Effet du Ni sur les graines d'une Proteaceae endémique du maquis minier néo-calédonien

Virginie Léon, Bruno Fogliani, Saliou Bouraïma-Madjèbi, René Pineau Effect of nickel on growth and nutrient concentration in a serpentine endemic cunoniaceae

V. Léon, B. Fogliani, S. Bouraïma-Madjébi and R. Pineau Effects of nickel on growth and nutrient concentrations of Cunonia macrophylla

Virginie Léon,*, Jacques Rabier, Roger Notonier, Roxane Barthélémy, Xavier Moreau, Saliou Bouraïma-Madjèbi, Josette Viano and René Pineau Effects of Three Nickel Salts on Germinating Seeds of Grevillea exul var. rubiginosa, an Endemic Serpentine Proteaceae

"Contribution to the knowledge of strategies involved in New Caledonian endemic species for their development in nickeliferous environment The “ maquis minier “ is a plant formation of New Caledonian serpentine soils which are usually dry and rich in Ni. These species have probably developed strategies for growing in this environment. Six endemic herbaceous and woody species are selected. They are known to be pioneer on degraded mining areas. The capacity of the seed germination is studied to define the optimum conditions for the germination, and to study the effects of Ni on germination and development. The critical phyto-toxic concentration of Ni depends of the species, but woody species are more resistant than herbaceous. The depressive effects of Ni on the radicle growth probably include the presence of metabolical controls. Ni penetrates linearly inside the seedlings for 3 woody species. The effects of the chemical form of Ni (Ni chlorure, Ni acetate, Ni sulfate) is studied with one of the 6 species, Grevillea exul var. rubiginosa. It appears that the germination, the radicle growth and the biochemical composition depend on the salt of the medium. However, the elemental X-ray mappings of germinating seeds show similar results for the 3 salts : Ni is accumulated in the seed coat and its diffusion inside the inner tissues is very low. It is a response of Ni exclusion. The seed coat is consisted of calcium oxalate crystals associated with Ni. High Ni treatments induce the mobilization of mineral reserves in the endosperm, with an accumulation of P, K, Mg and Mn in the embryo axis. The peroxidase activities of seedlings increase with the Ni treatments in this species. When the seeds of the 6 species are sown on mine substrates, we remark that saprolite is less favourable to plants than laterite, and that high water supply increases this difference. The study of 3 woody species cultivated in the greenhouse and treated with Ni shows that the use of watering solutions at 10 to 100 mgNi.L-1 induces better shoot development, and that Ni distribution in plants depends on species."

"Les espèces du maquis minier de Nouvelle-Calédonie se développent sur des sols ultramafiques riches en Ni et secs, et ont probablement développé des stratégies d’adaptation à cet environnement défavorable. Six espèces endémiques du maquis minier sont choisies pour l’étude. Elles représentent les strates herbacées et ligneuses, et sont des espèces pionnières des terrains miniers dégradés. Leurs capacités germinatives sont étudiées en conditions contrôlées afin de définir les conditions optimales de germination, puis d’étudier les effets induits par le Ni sur la germination et le développement post-germinatif. La concentration critique de phyto-toxicité du Ni dépend de l’espèce, mais les ligneuses sont plus résistantes que les herbacées. Les effets inhibiteurs du Ni sur le développement font probablement intervenir un contrôle métabolique. Le Ni pénètre dans les germes de manière linéaire chez 3 espèces ligneuses. L‘effet de la forme chimique du nickel utilisé (chlorure, acétate et sulfate de Ni) est étudiée avec l’une des 6 espèces, Grevillea exul var. rubignosa. Il s’avère que la germination, l’élongation i radiculaire et la composition biochimique varient selon le sel de Ni présent dans le milieu. Cependant, pour les 3 sels, des cartographies minérales réalisées au MEB montrent qu’au niveau des graines en germination, le Ni est accumulé dans l’enveloppe séminale et pénètre peu dans les tissus internes. Ceci témoigne d’une réponse d’exclusion du Ni à ce stade de développement. L’enveloppe est constituée d’une couche cellulaire riche en cristaux d’oxalate de calcium pouvant être associés à du Ni. La présence d’une forte dose de Ni dans le milieu induit une mobilisation des réserves minérales dans albumen, avec une forte accumulation de P, Mg, K et Mn au niveau de l’axe embryonnaire. Chez cette même espèce, le Ni induit une augmentation des activités péroxydasiques dans les germes. Lorsque les graines des 6 espèces étudiées sont semées sur des substrats miniers, on remarque que la saprolite est moins favorable aux plantes que la latérite, et que les forts arrosages accentuent cet effet. L’étude de 3 ligneuses soumises à des arrosages nickélifères réguliers en serre montrent que les apports de 10 à 100 mgNi.L-1 ont des effets bénéfiques sur la croissance et le développement, et que la distribution du Ni dans les plantes est fonction de l’espèce."