CHAPITRE PREMIER

LA GENÈSE DE L'AMIDON DANSALAMEOMME, DESTERRE

On s’étonnera de ne trouver aucun travail biochimique abordant, dans son ensemble, le problème de l’amylogenèse chez la Pomme de terre. H faut remonter à J. Sacs [76,] et moins anciennement à H. DE VRiEs [92] pour voir traiter la question d’un point de vue général ; du reste c’est occasionnellement que ces auteurs ont été amenés à s’en occuper, le premier en cherchant à déterminer quelles substances sont utilisées par les plantes pour l'édification des membranes cellulosiques, le second en étudiant la biologie générale de la Pomme de terre en vue de la culture rationnelle de cette plante.

Il v a peu à retenir ici des travaux de ces deux auteurs, les techniques histochimiques qu'ils utilisèrent exclusivement ne pouvant donner que des résultats très limités. Ils n’en eurent pas moins le mérite de montrer que l’amidon mis en réserve dans le tubercule de la Pomme de terre provient en définitive des granules amylacés élaborés par le limbe, solubilisés ensuite et acheminés par le pétiole, la tige et les stolons jusqu'aux tubercules.

SACHS (1) pensait que la forme de transport de l’amidon est du sucre réducteur, mais ilse désintéressait de la nature exacte de celui-ci

(1) « Je ferai observer, écrit-il, que, par l'expression sucre de raisin ou simplement sucre, j'entends une substance dissoute dans le suc cellulaire, réduisant aisément l’oxyde de cuivre et facilement soluble dans l'alcool ; cette substance, il est vrai, ne correspond pas loujours exactement au sucre de raisin ou glycose des chimistes, mais pour l’objet que nous poursuivons ici la différence est sans importance». (SACHS, Traité de Botanique, traduit par Ph. VAN TIEGHEM, 1834).

Il entrevoyait (1) déjà la loi précisée plus tard par L. MAQUEN- NE [55:] sous l'énoncé suivant : Tout corps soluble peut s'accumuler en un point de l'organisme vivant quand sa formation en ce point donne lieu à un abaissement de la pression osmotique.

Quant à DE VRIES, il voyait également dans le ou les sucres présents dans les différents organes de la Pomme de terre, la forme de transport de la matière amylacée fabriquée dans le mésophylle foliaire : mais il se désintéressait, lui aussi, de l'identité chimique des glucides qui remplissent ce rôle.

Plus récemment, divers auteurs, que nous citerons au cours de cet exposé, ont étudié de près telle ou telle particularité de l'amylogenèse, il restait toutefois à reprendre la question dans son ensemble, à identifier et à doser les glucides qui se rencontrent dans les différents organes de la plante aux époques successives de la vêgetation.

À. — Glucides des Feuilles.

I n’y a rien à ajouter aux observations des anciens auteurs relativement à l’amidon chlorophyllien des feuilles de Pomme de terre. Les granales sont répartis dans le mésophylle et, comme l'ont décrit SACHS et DE VRIES, dans l’endoderme des nervures.

L'’amidon est toujours accompagné de saccharose (1), en quantité appréciable, et de sucre réducteur. Ici, de même que dans la feuille de Betterave, le sucre de canne paraît bien se former de prime saut à la lumière et non par condensation des hexoses. Lorqu'on détermine d'heure en heure la composition du mélange de sucres présents dans le limbe, on voit les teneurs en saccharose augmenter rapidement dès le lever du jour, sans que les concentrations en sucre réducteur varient sensiblement. (Davis et SAwyEr [27]).

Dans la plupart des plantes, le réducteur libre des feuilles

(1) «On comprend ainsi, dit Sacus ([76c] p. 420), (à propos de la condensation des sucres en amidon) comment la grande quantité de sucre qui est produite dans la tige de la pomme de terre par l'assimilation des feuilles s’accumule peu à peu dans les tubercules S'il ne se transformait pas à mesure en amidon, il n'en pourrait arriver qu'une quaniilé proportionnelle à la concentration de la sève dans la tige et dans le tubercule. »

(1) Signalé déjà par KAYSER [45], SCHULZE et FRANKFURT [81], A. GIRARD [37a)j.

est formé de glucose et de lévulose. Les feuilles de Pomme de terre ne font pas exception. Il ne s’y trouve pas de maltose ; le pouvoir réducteur des extraits alcooliques hydrolysés par la sucrase n’augmente pas sensiblement sous l’action de la maltase ou des acides forts étendus à l’ébullition ; de plus la fermentation de ces extraits laisse un résidu identique, que la levure employée à cet effet secrète ou non de la maltase.

Davis et SAWYER ont signalé, dans les feuilles de Pomme de terre, la présence de pentoses libres dont la proportion pourrait atteindre 1/10 et même 1/4 du sucre total. Nos analyses n’ont pas confirmé ce résultat.

Les extraits à l'alcool fort de limbe ou de pétiole de Pomme de terre, préparés suivant la technique indiquée précédemment, ne donnent jamais la réaction des pentoses au B-naphtol. Traités par les acides à l’ébullition, ils ne livrent pas de furfurol ou tout au plus des traces. Il en va tout autrement dès qu'on y ajoute des quantités minimes de xylose ou d’arabinose. (H. CoriN et R. FRANQUET [21|).

Nous sommes à même d'affirmer que, dans les feuilles de Pomme de terre, le rapport pondéral des pentoses au sucre total est inférieur à 3/100 ; on peut lui assigner les limites supérieures que voici

| ———0,017 (orcine) Limbe

/ ———————0,022 (8-naphtol)

\ ————(0,017 (orcine) Pétiole

/ ——— {0,022 (8-naphtol)

Nous sommes loin des résultats obtenus par les auteurs anglais. Les pentoses libres, s’il en existe dans les feuilles de Pomme de terre, ne s’y trouvent qu'en infime proportion et ne sauraient donc exercer une action appréciable sur les données polarimétriques.

Le pétiole de la feuille de Pomme de terre renferme les mêmes glucides que le limbe. On y trouve un peu d’amidon localisé autour des faisceaux, du saccharose et du sucre réducteur. Il faut noter seulement que le rapport pondéral du réducteur au sucre de canne est beaucoup plus élevé que dans le limbe: ce qui montre que le saccharose ne cesse de s’hydrolyser en s’acheminant vers la tige. De

Tableau 1. — Glucides des Feuilles

Organes Variétés | Dates analysés [+] H S A R/S GE Fin Re = 0321000735 1100,27 0,91 e de Ai P — 0,24 0,04! traces 6,00 — Sièc-e Rai lee “ol 0,19! 0,51 | 0,92 0,37 = PX List 0,20 | 0,08! 0,21 2,50 | 14,21 Es RUE + 4 0,17 | 0,29 | 0,75 0,58 1,69 L'eee + 43 0,24| 0,17| traces | 1,41 3,67 NTI (RE + 34 0,25 | 0,45| 0,97 0,55 0,74 Î P ts 0,30! 0,21| 0,12 1,43 1,35 9, VII f L + 16 0,43 | 0,80! 0,82 0,52 0,14 15 + 20 0,39| 0,13 | 0,23 3,00 1,73 U 20 VIII { 1e + 28 0,45 | 0,76| 0,25 0,59 0,54 P 108 0,541 0,15! 0,08 3,60 2,41 Saucisse { + 25 0,18 02120085 0,86 1,06 28 X Ë rouge |28: | P es 0,19 | 0,06! 0,10 3,00 LE 0 VOTRE + 24 0,25 | 0,45| 0,58 0,56 0,44 il 1 0,22 | traces), 0,37 + 00 —- SE L + 19 0,26 | 0,30 | 0,86 0,87 0,39 P oi 0,25 | 0:13 | 0,57 1,92 1,79 8 VIII ur + 29 0,40 | 0,63| 1,75 0,63 1,75 | 15 se yl 0,10! 0,10 | 0,45 1,00 0,45 RATS ue 0,51| 0,45| 0,63 | 113 | 0,67 ( P + 29 0,23 | 0,33| 1,96 0,70 3,37 Early OUR PR 013] 0,54] 0,62 | 0,24 0,06 rose |28 VII | P + 49 0,09! 0,04! 0,12 | ‘2,25 9,40 é 2. VIT fer + 40 0,13| 0,40! 0,25 0 33 0,64 { -P 137 0170171 0:14 1,00 2,32 Géante QE Ca Et 0,101 0,07, 0,30 1,43 = bleue , | P ee 0,18 | 0,04 | traces 4,50 = 9, VI ï + 31 0,16 | 0,29! 1,11 0,55 0,68 P de By 0.08 | 0,07! 0,74 1,14 3,43 17 vr | L + 18 0,23| 0,36] 0,89 0,64 0,49 Î P op 018 MOM11IN 0:57 1,63 NS SEAT ME + 33 0,17| L,33| traces | 0,51 1,44 Res 0,28| 0,41| 3,34 0,68 1.2

N.B. — L — Limbe. P — Pétiole

plus, le sucre réducteur est formé surlout de glucose dans le peliole, tandis que, dans le limbe, il est plus riche en fructose.

Dans le tableau I et dans ceux qui suivent au cours de ce chapitre [a] est le pouvoir rotatoire direct du contingent glucidique soluble ; les lettres H, $S, À, désignent les pourcentages, par rapport au poids frais, des hexoses, du saccharose et de l’amidon ; R/S est le quotient des teneurs en hexoses et en saccharose ; G/F est le rapport du glucose au lévulose dans le réducteur (1).

On serait dans l'erreur en s’imaginant que l’amidon, pour émigrer vers les tubercules, ne subit d’autre transformation qu’une liquéfaction qui l'amène à l’état de dextrine. La dégradation est beaucoup plus profonde et ne s'arrête pas même au maltose. Il y a des années que ce détail intrigue les Physiologistes: d’où leur obstination à rechercher, dans les feuilles, les intermédiaires entre l’amidon et le glucose.

On ne saurait, à ce propos, passer sous silence les observations de Davis et SAwYER [27]. Ces auteurs ont bien constaté l'absence constante du maltose dans la feuille de la Pomme de terre ; mais ils y ont trouvé des dextrines, en faible proportion il est vrai, et seulement en fin de journée. C’est uniquement entre 16 h. et 20 h. qu'ils auraient entraîné par l’eau, à partir de limbes préalablement épuisés par l'alcool, de petites quantités d’une substance dextrogyre transformable en glucose sous l’action de la Taka-diastase et non précipitable par l'extrait de Saturne. S’agissait-il de véritables dextrines

(1) Rappelons pour mémoire que 1 2 Le] — Lalg

Dans cette formule [æ’] est le pouvoir rotatoire du réducteur ; [x] g est celui du glucose et [x]f celui du fructose.

Dans un mélange de Fr. et de saccharose, la valeur du pouvoir rotatoire E

du sucre réducteur est donnée par la formule : 5 100 &° 66,5 Lx] = — [T T

2° étant la déviation initiale observée au tube de 2 dm., Tétant epoids de réducteur contenu dans 100 em3 de la liqueur et æ' celui du saccharose.

H. Cor [18e] a publié des tables à double entrée qui permettent de lire immédiatement la valeur du rapport G/F lorsqu'on connaît le‘pouvoir rotatoire [| du réducteur, pour les températures comprises entre 0° et 25°,

ou d’amidon soluble ? Les chimistes de Rothamsted ne se sont pas prononcés à ce sujet (1).

Ces résultats étaient trop importants pour que nous ne les ayons pas contrôlés avec le plus grand soin.

Comme Davis et SAWYER nous avons bien constaté la présence, dans les extraits aqueux de feuilles de Pomme de terre, de substances gommeuses précipitables en totalité par l’acétate de plomb ; toutefois nous n'avons jamais pu y déceler la moindre trace de dextrines. Après défécation, ces liqueurs étaient toujours sans action sur la lumière polarisée et l’amylomaltase n’y déterminait l'apparition d’aucun corps réducteur.

Nous donnons ici, à titre d'exemple, le détail de l’une de nos analyses : elle a été effectuée dans des conditions se rapprochant aussi près que possible de celles dans lesquelles avaient opéré les auteurs anglais ; le 16 juillet, nous avons prélevé des lots de feuilles sur des pieds d'Early rose, de quart d’heure en quart d’'heure.entre 16 h.et 19h.,, c’est-à-dire pendant la période de la journée où il y aurait des dextrines dans ces organes. Limbes et pétioles étaient jetés séparément et séance tenante dans l’alcoo! bouillant. La totalité de ces récoltes successives était portée à l’étuve à 1100 jusqu'à dessiccation et réduite en poudre, l'alcool de fixation ayant été préalablement concentré sous pression réduite. À ces précautions près, empruntées à la technique suivie par Davis et SAWYER, la suite des manipulations était conforme aux indications générales données dans le chapitre « Technique » de notre mémoire.

(1) Voici les pourcentages respectifs des différents glucides que les auteurs anglais ont observés dans la feuille de Pomme de terre aux heures où celle-ci renfermerait des dextrines :

| Heures de ‘ | | |

1 récolte Saccharose Hexoses | Maltose tee sol.| Amidon |

| SE en 2 OS dE M MNT I AU en F |

| | ! | È ie | 16 h. 3,45 | 0,49 | 0,93 | 0,13|' 0 0 0,58 | 0,08 | 1,56 | 0,22 |

N. B. — Les valeurs placées sous Ia rubrique S, sont rapportées à 100 du poids sec et sous F., à 100 du poids frais.

Les chiffres donnés par Davis et SAWYER se rapportent à 100 du poids sec : de ces valeurs nous avons tiré celles qui correspondent à 100 gr. d’organe frais en admettant que les limbes frais contiennent 85,79 % d’eau afin de faciliter la comparaison nos résultats”

avec

RECHERCHES DE DEXTRINES DANS LA FEUILLE D’EARLY ROSE le 16 juillet entre 16 h. et 19 h.

Limbe Pétiole Poids frais du matériel traité :...... FC SO Ro . 1.000 gr. 600 gr. a) Extrait Alcoolique VOIURIE RME Tee ere tee e 500 cc. 500 cc.

<omposition glucidique pour ( réducteur initial 0,16 0,13 100 cc. de cet extrait réducteur après sucrase 0,80 0,18 { réducteur après HCI 0,81 0,18 a) Extrait Aqueux Limbe Pétiole Molumeéaprés CONCeNtTAGION se. espece escceme eee seen 200 cc. 150 cc. On s’assure d’abord par un dosage après action de la Sucrase que les hexoses et le saccharose ont bien été en- Irtinés'en totalité Dar AlCOO1 en e reseceeereceertésoecue M O)HICC p 0 /10cc. OuDydrolySeeNDIOUPATELCLE Se ltes ceneerosrsemmseee r — 86/5c0. r — 70 /t0cc Pour connaître ce qui revient aux dextrinés dans les principes hydrolysés par HCI on fait agir pendant 20 jours à 37°, 0 gr. 40 d’amylodiastase très active sur 10 cc. de chacun des extraits ; on en ajoute autant-à 10 cc. d’eau distillée pour connaître la quantité de sucre apportée par la poudre fermentdire Témoin Limbe Pétiole ODNLTOUVE ne red smoscerno Nasri nee neie D 20/H0cCRr= 22/40 PP AOC

Le minime écart qu’on constate entre ces trois valeurs est de l’ordre de grandeur des erreurs de lecture de volumes et pourrait même à la rigueur s'expliquer par une légère dégradation des gommes car ces principes ne sont pas complètement insensibles à l’action d’un certain nombre de poudres fermentaires comme l’a montré VOSKRESs- SENSKY [91]. Pour éviter cette incertitude, il n’y a qu’à déféquer l'extrait aqueux avant de faire agir la poudre d’Aspergillus Orizae.

Témoin Limbe Pétiole Après addition de 0 gr. 40 de poudre fermen-

taire et un séjour de 20 jours à l’étuve

ODLOUVAIT Monnaies cuser ose r — 20/20cc r — 19 /20cc r — 20 /20cc

Les extraits ainsi déféqués ne déviaient pas la lumière polarisée.

Dans chacune des analyses de feuilles de pomme de terre citées au cours de ce chapitre, il a été procédé à la recherche des dextrines et, pas plus que dans l'exemple précédent, nous n'avons trouvé trace de dextrines.

B. — Glucides de la tige.

Après leur passage à travers le pétiole, les glucides élaborés par la feuille parviennent à la tige sous forme de réducteur, de glucose surtout, et d’un peu de saccharose. On peut se demander si l'hydrolyse déjà très avancée, que l’on observe dans le pétiole, va se parachever dans la tige ou si, au contraire, les sucres, durant leur migration le long de cet organe, ne vont pas se condenser progres-

sivement pour parvenir au tubercule à l'état de dextrines proches de lamidon.

Pour éclaircir ce point, le mieux est d'examiner la tige à différents niveaux ; c'est pourquoi nous avons anaiysé séparément sa partie ‘aérienne, divisée elle même en moitié supérieure et moitié inférieure, et enfin sa portion, longue d'une dizaine de centimètres seulement, qui se trouve enfouie dans le sol.

Nous nous sommes appliqués en vain à découvrir, dans la tige, les indices d'une condensation progressive, si faible fût-elle, des sucres à l’état d’amidon. On n'y trouve rien de plus que dans le pétiole : du sucre réducteur, du saccharose et, par endroits, de petits grains d’amidon. Les dextrines el le maltose font défaut et cela non seulement dans la partie aérienne, mais encore dans la région souterraine où naissent les stolons.

A souligner, durant la période active de la végétation, l'impor- Lance croissante du saccharose relativement au réducteur lorsqu'on parcourt la tige de haut en bas. Si KAySER [45] ne trouvait guère que du réducteur dans le jus de presse des tiges de Pomme de terre, c'est que le saccharose était hydrolysé au cours des manipulations, les ferments des tissus n'ayant pas été préalablement détruits. Jamais nous n'avons vu le sucre de canne faire totalement défaut dans la tige, comme l'indique cet auteur.

La prédominance du saccharose à la base de la tige est d'autant plus remarquable que celle-ci est alimentée en glucides non seulement par la partie aérienne, mais encore, pendant un certain temps, par le tubercule-mère, lequel lui délivre du sucre réducteur principalement.

La tige de la Pomme de terre, avons-nous dit, renferme aussi de l’amidon, mais ce n’est qu'en quantités très minimes, du moins durant la plus grande partie de son existence, comme l’avaient remarqué jadis SACHS et DE VRIEs. L'examen microscopique montre que. les granules amylacés n'existent généralement que dans le haut de la tige et se trouvent localisés dans l'endoderme et parfois dans le parenchyme cortical et médullaire, mais aux alentours immédiats des faisceaux libéro-ligneux. Ces grains sont minuscules et leur ensemble ne constitue qu'une masse infime d’amidon pratiquement indosable. En fin de saison, les tiges s’enrichissent en amidon. DE VRIES [92+] avait bien remarqué qu’à l'automne, tan-

dis, que les feuilles commencent à se dessécher, il est possible de voir se déposer des quantités massives d’amidon qui, par la suite, se solubiliserait en sucre pour s’acheminer vers les organes à réserves L'analyse confirme parfaitement les observations de DE VRIES ; nous avons pu saisir Ce phénomène fugace dans les tiges de la Saucisse rouge et de la Géante bleue. Du reste, la matière amylacée peut envahir ainsi non seulement le sommet de la tige mais encore les internœuds inférieurs et même les stolons ; en pareil cas, les tissus parenchymateux se montrent à l'examen microscopique bourrés de gros grains d’amidon semblables à ceux des tubercules.

I faut sans doute voir là un processus destiné à rétablir l'équilibre osmotique compromis par l’arrivée brutale d’un excédent de sucres solubles. Tout se passe comme si la totalité des glucides des feuilles émigrait d’un seul coup vers les tubercules. Peu après, en effet, la tige et les stolons vidés de tout leur contenu glucidique se dessèchent, seuls les tubercules subsistent à l’état de vie ralentie.

Dans le tableau II les chiffres 1, 2 et 3 désignent respectivement le haut, le bas et la partie souterraine de la tige.