Huile essentielle de Fructus Amomi aux herbes, diffuseurs de massage naturels, 1 kg en vrac, huile essentielle d'Amomum villosum

brève description:

La famille des Zingibéracées suscite un intérêt croissant dans la recherche allélopathique en raison de la richesse de ses huiles volatiles et de l'aromaticité de ses espèces. Des recherches antérieures avaient montré que les composés chimiques du Curcuma zedoaria (zédoaire) [40], Alpinia zerumbet (Pers.) BLBurtt & RMSm. [41] et Zingiber officinale Rosc. [42] de la famille du gingembre ont des effets allélopathiques sur la germination des graines et la croissance des plantules de maïs, de laitue et de tomate. Notre étude est la première à rapporter l'activité allélopathique des composés volatils des tiges, des feuilles et des jeunes fruits d'A. villosum (un membre de la famille des Zingiberaceae). Le rendement en huile des tiges, des feuilles et des jeunes fruits était respectivement de 0,15 %, 0,40 % et 0,50 %, ce qui indique que les fruits produisent une plus grande quantité d'huiles volatiles que les tiges et les feuilles. Les principaux composants des huiles volatiles des tiges étaient le β-pinène, le β-phellandrène et l'α-pinène, dont le profil était similaire à celui des principaux composés chimiques de l'huile des feuilles, le β-pinène et l'α-pinène (hydrocarbures monoterpéniques). En revanche, l'huile des jeunes fruits était riche en acétate de bornyle et en camphre (monoterpènes oxygénés). Ces résultats ont été corroborés par les conclusions de Do N Dai [30,32] et Hui Ao [31] qui avait identifié les huiles de différents organes d'A. villosum.

Plusieurs études ont porté sur l'activité inhibitrice de ces principaux composés sur la croissance végétale d'autres espèces. Shalinder Kaur a constaté que l'α-pinène d'eucalyptus inhibait fortement la longueur des racines et la hauteur des pousses d'Amaranthus viridis L. à une concentration de 1,0 μL [43], et une autre étude a montré que l'α-pinène inhibait la croissance précoce des racines et provoquait des dommages oxydatifs dans les tissus racinaires par une génération accrue d'espèces réactives de l'oxygène [44]. Certains rapports ont avancé que le β-pinène inhibait la germination et la croissance des plantules des mauvaises herbes testées de manière dose-dépendante en perturbant l'intégrité de la membrane [45], modifiant la biochimie végétale et améliorant les activités des peroxydases et des polyphénols oxydases [46]. Le β-phellandrène a montré une inhibition maximale de la germination et de la croissance de Vigna unguiculata (L.) Walp à une concentration de 600 ppm [47], alors qu'à une concentration de 250 mg/m3, le camphre a supprimé la croissance des radicules et des pousses de Lepidium sativum L. [48]. Cependant, les recherches rapportant l'effet allélopathique de l'acétate de bornyle sont rares. Dans notre étude, les effets allélopathiques du β-pinène, de l'acétate de bornyle et du camphre sur la longueur des racines étaient plus faibles que pour les huiles volatiles à l'exception de l'α-pinène, tandis que l'huile de feuille, riche en α-pinène, était également plus phytotoxique que les huiles volatiles correspondantes des tiges et des fruits d'A. villosum, ces deux résultats indiquant que l'α-pinène pourrait être le produit chimique important pour l'allélopathie de cette espèce. Dans le même temps, les résultats ont également suggéré que certains composés présents en faible quantité dans l'huile de fruit pourraient contribuer à la production de l'effet phytotoxique, une découverte qui nécessite des recherches plus approfondies à l'avenir.

Dans des conditions normales, l'effet allélopathique des substances allélochimiques est spécifique à chaque espèce. Jiang et al. ont constaté que l'huile essentielle produite par Artemisia sieversiana exerçait un effet plus puissant sur Amaranthus retroflexus L. que sur Medicago sativa L., Poa annua L. et Pennisetum alopecuroides (L.) Spreng. [49]. Dans une autre étude, l'huile volatile de Lavandula angustifolia Mill. a produit différents degrés d'effets phytotoxiques sur différentes espèces végétales. Lolium multiflorum Lam. était l'espèce acceptrice la plus sensible, la croissance de l'hypocotyle et de la radicule étant inhibée de 87,8 % et 76,7 %, respectivement, à une dose de 1 μL/mL d'huiles, mais la croissance de l'hypocotyle des plantules de concombre a été à peine affectée [20]. Nos résultats ont également montré qu’il y avait une différence de sensibilité aux composés volatils d’A. villosum entre L. sativa et L. perenne.

Les composés volatils et les huiles essentielles d'une même espèce peuvent varier quantitativement et/ou qualitativement en fonction des conditions de croissance, des parties de la plante et des méthodes de détection. Par exemple, un rapport a démontré que le pyranoïde (10,3 %) et le β-caryophyllène (6,6 %) étaient les principaux composés volatils émis par les feuilles de Sambucus nigra, tandis que le benzaldéhyde (17,8 %), l'α-bulnésène (16,6 %) et le tétracosane (11,5 %) étaient abondants dans les huiles extraites des feuilles [50]. Dans notre étude, les composés volatils libérés par les matières végétales fraîches ont eu des effets allélopathiques plus marqués sur les plantes testées que les huiles volatiles extraites, les différences de réponse étant étroitement liées aux différences entre les composés allélochimiques présents dans les deux préparations. Les différences exactes entre les composés volatils et les huiles devront être étudiées plus en détail lors d'expériences ultérieures.

Les différences dans la diversité microbienne et la structure de la communauté microbienne dans les échantillons de sol auxquels des huiles volatiles avaient été ajoutées étaient liées à la compétition entre les micro-organismes ainsi qu'à d'éventuels effets toxiques et à la durée de présence des huiles volatiles dans le sol. Vokou et Liotiri [51] ont constaté que l'application de quatre huiles essentielles (0,1 ml) sur un sol cultivé (150 g) activait la respiration des échantillons de sol. Même si la composition chimique des huiles différait, cela suggère que les huiles végétales sont utilisées comme source de carbone et d'énergie par les micro-organismes présents dans le sol. Les données issues de la présente étude ont confirmé que les huiles de la plante entière d'A. villosum ont contribué à l'augmentation notable du nombre d'espèces fongiques du sol dès le 14e jour suivant l'ajout d'huile, ce qui indique que l'huile pourrait fournir une source de carbone à davantage de champignons du sol. Une autre étude a rapporté un résultat : les micro-organismes du sol ont retrouvé leur fonction et leur biomasse initiales après une période temporaire de variation induite par l'ajout d'huile de Thymbra capitata L. (Cav), mais la dose maximale d'huile (0,93 µL d'huile par gramme de sol) n'a pas permis aux micro-organismes du sol de retrouver leur fonctionnalité initiale.52]. Dans l'étude actuelle, basée sur l'analyse microbiologique du sol après avoir été traité avec différents jours et concentrations, nous avons supposé que la communauté bactérienne du sol se rétablirait après plus de jours. En revanche, le microbiote fongique ne peut pas revenir à son état initial. Les résultats suivants confirment cette hypothèse : l'effet distinct d'une forte concentration d'huile sur la composition du microbiome fongique du sol a été révélé par l'analyse des coordonnées principales (PCoA), et les présentations de cartes thermiques ont confirmé à nouveau que la composition de la communauté fongique du sol traité avec 3,0 mg/mL d'huile (soit 0,375 mg d'huile par gramme de sol) au niveau du genre différait considérablement des autres traitements. Actuellement, les recherches sur les effets de l'ajout d'hydrocarbures monoterpéniques ou de monoterpènes oxygénés sur la diversité microbienne du sol et la structure de la communauté sont encore rares. Quelques études ont rapporté que l'α-pinène augmentait l'activité microbienne du sol et l'abondance relative des Methylophilaceae (un groupe de méthylotrophes, Proteobacteria) dans des conditions de faible teneur en humidité, jouant un rôle important en tant que source de carbone dans les sols plus secs [53]. De même, l'huile volatile de la plante entière d'A. villosum, contenant 15,03 % d'α-pinène (Tableau supplémentaire S1), a manifestement augmenté l'abondance relative des protéobactéries à 1,5 mg/mL et 3,0 mg/mL, ce qui suggère que l'α-pinène agit probablement comme l'une des sources de carbone pour les micro-organismes du sol.

Les composés volatils produits par différents organes d'A. villosum ont eu des effets allélopathiques à des degrés divers sur L. sativa et L. perenne, étroitement liés aux constituants chimiques contenus dans les parties de la plante d'A. villosum. Bien que la composition chimique de l'huile volatile ait été confirmée, les composés volatils libérés par A. villosum à température ambiante sont inconnus, ce qui nécessite des recherches plus approfondies. De plus, l'effet synergétique entre différents composés allélochimiques mérite également d'être pris en compte. Concernant les micro-organismes du sol, pour étudier de manière exhaustive l'effet de l'huile volatile sur les micro-organismes du sol, des recherches plus approfondies sont nécessaires : prolonger la durée de traitement de l'huile volatile et identifier les variations de composition chimique de l'huile volatile dans le sol selon les jours.

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L'allélopathie est souvent définie comme tout effet direct ou indirect, positif ou négatif, d'une espèce végétale sur une autre par la production et la libération de composés chimiques dans l'environnement [1]. Les plantes libèrent des substances allélochimiques dans l'atmosphère environnante et dans le sol par volatilisation, lessivage foliaire, exsudation racinaire et décomposition des résidus [2]. En tant que groupe de substances allélochimiques importantes, les composants volatils pénètrent dans l'air et le sol de manière similaire : les plantes libèrent directement des substances volatiles dans l'atmosphère [3]; l'eau de pluie rince ces composants (tels que les monoterpènes) des structures sécrétoires des feuilles et des cires de surface, offrant ainsi un potentiel de composants volatils dans le sol [4]; les racines des plantes pourraient émettre dans le sol des substances volatiles induites par les herbivores et les pathogènes [5]; ces composants de la litière végétale sont également libérés dans le sol environnant [6]. À l'heure actuelle, les huiles volatiles sont de plus en plus explorées pour leur utilisation dans la gestion des mauvaises herbes et des parasites [7,8,9,10,11]. On constate qu'ils agissent en se propageant à l'état gazeux dans l'air et en se transformant en d'autres états dans ou sur le sol [3,12], jouant un rôle important dans l'inhibition de la croissance des plantes par les interactions interspécifiques et en modifiant la communauté végétale culture-mauvaises herbes [13]. Plusieurs études suggèrent que l'allélopathie peut faciliter l'établissement de la dominance des espèces végétales dans les écosystèmes naturels [14,15,16]. Par conséquent, les espèces végétales dominantes peuvent être ciblées comme sources potentielles de composés allélochimiques.

Ces dernières années, les effets allélopathiques et les composés allélochimiques ont progressivement reçu de plus en plus d'attention de la part des chercheurs dans le but d'identifier des substituts appropriés aux herbicides synthétiques [17,18,19,20]. Afin de réduire les pertes agricoles, les herbicides sont de plus en plus utilisés pour lutter contre la croissance des mauvaises herbes. Cependant, l'application inconsidérée d'herbicides de synthèse a contribué à l'aggravation des problèmes de résistance des mauvaises herbes, à la dégradation progressive des sols et aux risques pour la santé humaine.21]. Les composés allélopathiques naturels issus des plantes peuvent offrir un potentiel considérable pour le développement de nouveaux herbicides, ou comme composés principaux pour l'identification de nouveaux herbicides dérivés de la nature [17,22].

L'Amomum villosum Lour. est une plante herbacée vivace de la famille du gingembre, atteignant une hauteur de 1,2 à 3 m à l'ombre des arbres. Elle est largement répandue en Chine du Sud, en Thaïlande, au Vietnam, au Laos, au Cambodge et dans d'autres régions d'Asie du Sud-Est. Le fruit sec de l'Amomum villosum est une épice courante en raison de sa saveur attrayante.23] Il s'agit d'une plante médicinale traditionnelle bien connue en Chine, largement utilisée pour traiter les maladies gastro-intestinales. Plusieurs études ont montré que les huiles volatiles riches en A. villosum constituent ses principaux composants médicinaux et ingrédients aromatiques.24,25,26,27]. Les chercheurs ont découvert que les huiles essentielles d'A. villosum présentent une toxicité de contact contre les insectes Tribolium castaneum (Herbst) et Lasioderma serricorne (Fabricius), et une forte toxicité fumigante contre T. castaneum [28]. Dans le même temps, A. villosum a un impact négatif sur la diversité végétale, la biomasse, la litière et les nutriments du sol des forêts tropicales primaires [29]. Cependant, le rôle écologique de l'huile volatile et des composés allélopathiques reste inconnu. À la lumière d'études antérieures sur les constituants chimiques des huiles essentielles d'A. villosum [30,31,32], notre objectif est de déterminer si A. villosum libère des composés ayant des effets allélopathiques dans l'air et le sol pour aider à établir sa dominance. Par conséquent, nous prévoyons de : (i) analyser et comparer les composants chimiques des huiles volatiles de différents organes d'A. villosum ; (ii) évaluer l'allélopathie des huiles volatiles extraites et des composés volatils d'A. villosum, puis identifier les produits chimiques qui ont eu des effets allélopathiques sur Lactuca sativa L. et Lolium perenne L. ; et (iii) explorer de manière préliminaire les effets des huiles d'A. villosum sur la diversité et la structure de la communauté des micro-organismes dans le sol.