Poster - Graines Conference 2017

Transcription

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GRAINES 2015
27 au 29 octobre 2015
Université Blaise Pascal
Campus des Cézeaux, Aubière
Locaux de Polytech
Réseau Français de Biologie des Graines
Organisé par l’UMR 1095 INRA - Université Blaise Pascal
Génétique, Diversité et Ecophysiologie des Céréales
(GDEC), Centre INRA de Clermont-Ferrand
2
Le colloque est organisé par l’UMR 1095 INRA-Université Blaise Pascal
Comité Scientifique
Grégoire BERTHE
Céréales Vallée, Saint-Beauzire
Hayat BOUTEAU
Université Pierre et Marie Curie, Paris
Michel CABOCHE
INRA, Versailles
Pierre-Olivier CHEPTOU
CNRS, Montpellier
Carole DESBOIS-VIMONT
HM Clause LIMAGRAIN,
Porte Les Valence
Anthony FARDET
INRA, Clermont-Theix
Jean-Albert FOUGEREUX
FNAMS, Brain sur l’Authion
Dominique JOB
CNRS - Bayer CropScience, Lyon
Colette LARRE
INRA, Nantes
Olivier LEPRINCE
Agrocampus Ouest, Angers
Valérie LULLIEN-PELLERIN
INRA, Montpellier
Annie MARION-POLL
INRA, Versailles
Le comité d’organisation remercie :
Le département INRA « Environnement et Agronomie », le conseil général du Puy
de Dôme, la ville de Clermont-Ferrand, l’Université Blaise Pascal et Limagrain
pour leur contribution financière
L’Université Blaise Pascal pour le prêt de la Maison de la Vie Etudiante et l’Ecole
Polytech pour l’amphithéâtre
Les partenaires pour leur soutien :
3
5ème colloque GRAINES 2015
27 au 29 octobre 2015, Clermont-Ferrand (63)
Programme
Mardi 27 octobre 2015 (après-midi)
Horaires
12h30
13h50
Présentations
Accueil des participants
Ouverture : J. Boudet
Intervenants
14h00-14h40
Conférence d’ouverture
Gérard DUC
La place des grains et graines pour des systèmes
INRA, Dijon
alimentaires plus durables
Session 1 : Développement et physiologie de la graine
Modérateur : Olivier Leprince
Conférencière invitée
Gwyneth Ingram
14h40-15h10 Arabidopsis seed development from a mechanical
ENS Lyon
perspective
Richard Thompson
Use of translational genomics to identify genes
INRA Dijon
15h10-15h25
important for pea seed development and composition
15h25-15h40
15h40-16h10
16h10-16h25
16h25-16h40
16h45-17h15
Evolution du protéome de la couche à aleurone au Isabelle Nadaud
INRA Clermont-Fd
cours du développement du grain de blé
Pause
Caractérisation de 4 facteurs de transcription TaNAC
dans le grain en développement en réponse à une
contrainte thermique chez le blé tendre T. aestivum
Arabidopsis seed development: comparison between
medium-throughput in situ hybridization and
microtranscriptomics, and case study of AtPRX36
function in mucilage secretory cells (MSCS)
Flash talk : présentation express de posters
Modérateur : Carole Desbois-Vimont
Claire Guérin
UBP Aubière
Vincent Burlat
UPS Toulouse
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Mercredi 28 octobre 2015 (matin)
Horaires
Présentations
Intervenants
Session 1 : Développement et physiologie de la graine
Modérateur : Colette Larré
Conférencier invité
Philippe Delavault
8h30-9h00
Université Nantes
L’Orobanche : de la graine de... parasite !
Rôle du sulfate vacuolaire dans l’élaboration de la Karine Gallardo
9h00-9h15
INRA Dijon
composition protéique des graines
Evidence of post-translational cleavage at the C- Julio Nunes9h15-9h30
terminal domain of the 1By high-molecular-weight Miranda
subunits of wheat glutenin
9h30-9h45
9h45-10h00
Université Villa Real,
Portugal
Identification des acteurs protéiques impliqués
Mathilde Francindans le remodelage des polysaccharides de la
Allami
paroi au cours du développement du grain de
INRA Nantes
Brachypodium distachyon
Anne-Laure
Rôles de la lignification du grain de céréales
Chateigner-Boutin
INRA Nantes
Juliette Leymarie
10h00-10h15
L'adressage des ARNm aux polysomes régule la
dormance des graines d'Arabidopsis
UPMC Paris
10h15-10h30
Suivi de la germination par RMN bas-champ.
Diffusion de l’eau et évolutions microstructurales
INRA Nantes
10h30-11h00
Pause
11h00-12h15
Session posters
12h15
Déjeuner, Maison de la Vie Etudiante (campus des Cézeaux)
Xavier Falourd
5
Mercredi 28 octobre 2015 (après-midi)
Horaires
Présentations
Intervenants
Session 2 : Traits de vie des graines, contraintes (a)biotiques et adaptations
Modérateur : Pierre-Olivier Cheptou
Thierry Dutoit & Arne
La banque de graines du sol : mémoire
13h45-14h15
Saatkamp
instantanée ou durable des communautés
IMBE Marseille
végétales ?
Evolution spatiale et temporelle de la
Jonathan DUBOIS
14h15-14h30
régénération séminale de plantes patrimoniales
CBNA Gap
des Alpes du Sud
From seed longevity to passive defense against
Julia Buitink
14h30-14h45
pathogens: co-evolution of two traits to remain
IRHS Angers
alive in the dry state
Evolution of seed protein families in Amborella
Dominique Job
14h45-15h00
trichopoda: 11S globulins and vacuolar
Bayer Crop Science
processing enzymes
François Bretagnolle
15h00-15h30
Is there an adaptive significance in seed storage
Université Dijon
variation and in seed morphology?
Evolution of key germination traits and their Fabien Arène
15h30-15h45
IMBE Marseille
functional trade-offs
Pause
15h45-16h15
Characterization of plant seed internal structures
Ghassen Trigui
16h15-16h30
using X-ray computed tomography: 3D image
Geves Beaucouzé
processing methodologies and applications
Impact d’un stress thermique associé à une
Sophie Brunel-Muguet
16h30-16h45
limitation en soufre pendant le remplissage des
INRA Caen
graines de colza
Influence de l’acide abscissique (ABA) et de la
Marlène Bailly
16h45-17h00
température de production des semences sur
INRA Versailles
leur qualité germinative
17h00-17h15
Société Optomachine (Riom, 63)
17h15-18h15
Session Posters
19h30
Cocktail et Dîner de Gala « The Oval » (Clermont-Ferrand)
6
Jeudi 29 octobre 2015
Horaires
Présentations
Intervenants
Session 3 : Les graines pour la nutrition, la santé et leurs usages non alimentaires
Modérateur : Luc Saulnier
Stéphane MARI
9h00-9h30
Deciphering the mechanisms of iron (Fe)
INRA Montpellier
transport, storage and remobilization in seeds
Une approche d’allergénomique suivie par une
quantification ciblée en SM montre une variation
Roberta Lupi
9h30-9h45
INRA Nantes
de la teneur en allergènes entre des cultivars
appartenant à trois espèces de blé
Peut-on prédire la composition protéique de la
Selver Babi
9h45-10h00
INRA Clermont-Ferrand
farine de blé ?
Amélioration de la qualité du blé dur par
Jean-Claude
10h00-10h15
introgression d'une gluténine de haut poids
Dusautoir
INRA Mauguio
moléculaire du blé tendre
Autocloning on wheat for grain quality
Pierre Barret
10h15-10h30
improvement
Pause
10h30-11h00
11h00-11h30
11h30-11h45
11h45-12h00
12h15
Modérateur : Anthony Fardet
Aliments à base de graines : qualité nutritionnelle
et procédés de transformation
Apports de l’approche hydro-texturale à l’analyse
de la structure d’un grain de maïs
Ségrégation des lipides entre les parties vitreuse
et farineuse de l’albumen de maïs révélée par une
méthode d’imagerie par spectrométrie de masse
Judicaël Joandel
Celnat Saint-Germain
Laprade
Frédéric Mabille
INRA Montpellier
Matthieu Fanuel
INRA Nantes
Déjeuner, Maison de la Vie Etudiante (campus des Cézeaux)
Quelques pistes d’amélioration de la valeur
Gérard Branlard
nutritionnelle du blé
Conférences de clôture : Filière semences, enjeux économiques, stratégies
13h45-14h10
Pierre Pagesse
14h10-14h40
14h40-15h10
15h10-15h15
Remise des Prix pour les 3 posters « Coup de cœur » par le comité
scientifique
15h15-16h15
Conclusions et futures orientations du réseau
GNIS Paris
Hélène Guillot
UFS Paris
7
Conférences plénières
8
LA PLACE DES GRAINS ET GRAINES POUR DES
SYSTEMES ALIMENTAIRES PLUS DURABLES
Gérard Duc1 INRA et Groupe Filière Protéagineux de l’INRA2
1
UMR 1347 Agroécologie, 17 rue Sully, BP 86510, 21065 Dijon Cedex, France
2
https://www6.inra.fr/groupes-filieres/Filieres-Vegetales/Filiere-Proteagineux
Le début du XXIème siècle a vu s’accroître le développement de nouvelles demandes à
visées environnementales et de santé humaine, en recherchant des systèmes de production
agricoles moins consommateurs d’eau, pesticides, énergies fossiles. Dans cette même
période apparait une remise en cause des régimes alimentaires très carnés des pays à fort
PIB pour revenir à des régimes davantage basés sur les végétaux, car étant moins
consommateurs de terres et ayant une empreinte environnementale plus favorable. Grâce à
la symbiose entre leurs racines et les bactéries rhizobiacées du sol, les légumineuses ne
requièrent pas de fertilisation azotée. Par cette propriété remarquable et comme élément de
diversification et d’innovation, les légumineuses apportent différents services écologiques
dans les systèmes de culture. Utilisées dans les rotations ou les associations d’espèces, les
légumineuses sont sources de diversification permettant de réduire les risques sanitaires et
l’utilisation d’intrants. Dans l’ensemble des espèces cultivées, les graines de légumineuses
sont parmi les plus riches en protéines. En alimentation humaine, leur composition de
graines en protéines, fibres, réserves carbonées, vitamines, minéraux, substances bioactives
sont intéressantes tant au plan nutritionnel que santé, avec des effets souvent mesurés de
réduction des risques de maladies chroniques comme la prise de poids, le diabète ou les
maladies cardiovasculaires. Ces productions offrent des possibilités de production
d’ingrédients d’intérêt pour différentes préparations alimentaires. Elles sont sources
d’arômes, textures et couleurs pouvant satisfaire une diversité de goûts et d’innovations
dans les IAA. Leur richesse en protéines leur ouvre également le grand marché de
l’alimentation animale, offrant au niveau des territoires ou des exploitations une possibilité de
rapprocher les productions animales et végétales qui se sont éloignées et spécialisées au
cours des 50 dernières années. Malgré ces atouts, ces espèces couvrent moins de 2% des
surfaces arables en France et en Europe, et leurs graines ou fractions de graines sont très
peu présentes dans les régimes alimentaires nord européens. Nous discuterons des leviers
par les innovations biotechniques (variétés, conduites, systèmes de culture, procédés de
transformation) ou organisationnelles de l’amont de la production à l’aval de la
consommation, qui permettront une augmentation de ces productions et leurs usages dans
des systèmes plus durables, face au défi de la croissance de la population mondiale et des
besoins alimentaires associés.
[email protected]
9
SESSION 1
C1
ARABIDOPSIS SEED DEVELOPMENT FROM A MECHANICAL PERSPECTIVE
A. Creff, C. Fourquin, L Beauzamy, A. Boudaoud and G. Ingram
Laboratoire Reproduction et Développement des Plantes, UMR 5667 CNRS/UMR 0879 INRA,
ENS de Lyon, 46 Allée d'Italie, 69364 Lyon Cedex 07
Perception of, and response to, changing mechanical tension/compression within developing
tissues is thought to play a key role in regulating plant growth and development. Unpicking
responses to mechanical signals from responses to other cues can, however, prove
challenging in developing systems exposed to externally applied stresses. Due to their
genetic and physical compartmentalisation, developing Arabidopsis seeds represent a
unique system in which to investigate how endogenously generated physical forces imposed
by one compartment can affect surrounding compartments and influence their development.
In an ongoing study we are studying the dynamic interplay between the zygotic tissues
(endosperm and embryo) and between the zygotic compartment and surrounding maternally
derived seed coat tissues of the Arabidopsis seed, in order to understand tissue level
responses to endogenously generated tissue tension and compression during development.
We have developed genetic and biophysical tools to allow the investigation of the mechanics
of developing Arabidopsis seeds. During this work we have identified a cell layer (the inner
epidermis of the outer integument) within the seed coat, which reacts to increased tissue
tension imposed by the expansion of the endosperm after fertilization, and undergoes cell
wall thickening. We propose that this cell layer is a major site of seed growth control and
have identified a mechanosensitive gene, ELA1, which is expressed in the MCL and encodes
a known seed growth regulator which may act through the control Gibberellic Acid (GA)
metabolism. We are also investigated the molecular factors which influence the mechanical
interplay between the growing embryo and the endosperm, and will discuss how these
impact endosperm degeneration during seed filling.
[email protected]
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SESSION 1
C2
L’OROBANCHE: DE LA GRAINE DE … PARASITE
Philippe Delavault, Guillaume Brun et Séverine Thoiron
Université de Nantes, LBPV, 2 rue de la Houssinière BP 92208
44322 Nantes Cedex 03
Certaines plantes parasites s’avèrent être de redoutables bioagresseurs ayant la
capacité d'exploiter d'autres plantes. Parmi les mauvaises herbes parasites obligatoires de
racines, les holoparasites qui sont dépourvues de chlorophylle et qui sont donc incapables
de réaliser la photosynthèse dépendent totalement de leur hôte pour leur alimentation en
eau, sels minéraux et matières carbonées. Les espèces des genres Orobanche et
Phelipanche, appartenant à la famille Orobanchaceae, sont ainsi le résultat final d’une
transition évolutive de l’autotrophie à hétérotrophie. Les processus sous-jacents de cette
exploitation trophique, régie par un dialogue moléculaire finement régulé entre les deux
partenaires, est un exemple extraordinaire de biologie adaptative exploitée par ces
organismes parasitaires dans le cours de l'évolution. Parmi les adaptations morphologiques
et physiologiques remarquables qui caractérisent cette transition, l'obligation pour les graines
de percevoir des molécules produites par les racines de la plante hôte pour germer est
probablement la plus intrigante. En effet, la germination des espèces d'orobanche se déroule
en deux étapes correspondant dans un premier temps à une période de conditionnement,
considérée comme nécessaire pour l'acquisition de la sensibilité aux stimulants de
germination (SG), suivie par la stimulation chimique de la germination proprement dite qui se
termine avec la sortie de la radicule.
La période de conditionnement des graines de l'orobanche nécessite une exposition
à un environnement humide et des températures appropriées. Chez P. ramosa, les graines
ont besoin d'un minimum de 4 jours de conditionnement à 21° C pour permettre la
germination en réponse au SG. Une fois conditionnées, les graines de l'orobanche sont
encore incapables de germer sans une stimulation par les SG, des composés chimiques
produits dans la rhizosphère par les racines de la plante hôte. Bien que le rôle clé des SG
tels que les strigolactones (SL) soit connu depuis plusieurs décennies, presque rien n’est
connu quant aux événements moléculaires précoces régissant la germination des graines
SG-dépendante des plantes parasites obligatoires de racines. Récemment, Lechat et al
(2012) ont souligné le rôle majeur de PrCYP707A1, un gène du catabolisme de l’acide
abscissique (ABA), dans la germination des graines de P. ramosa en réponse au GR24, un
SL de synthèse. Un traitement par du GR24 de graines conditionnées déclenche une forte et
rapide surexpression de PrCYP707A1 pendant les premières heures après application,
suivie d'une diminution des quantités d'ABA, détectable après 3 jours de traitement.
11
L'application concomitante d’ABA ou d’Abz-2B, un inhibiteur spécifique des enzymes
CYP707A, empêche la germination des graines conditionnées stimulées au GR24 (Lechat et
al, 2012; Pouvreau et al, 2013). Ces résultats démontrent que la germination se produit
après une sortie de dormance des graines conditionnées déclenchée par un catabolisme de
l’ABA médié par une activation strigolactone-dépendante du gène PrCYP707A1. Cependant,
l'expression de PrCYP707A1 ne peut être déclenchée par le GR24 pendant les 4 premiers
jours de la période de conditionnement, ce qui suggère qu’un mécanisme répressif doit être
levé pour permettre la stimulation de la germination des graines. Ainsi il a été montré qu’une
déméthylation globale de l’ADN a lieu au cours de cette phase préparatoire et qu’elle
impacte plus particulièrement une séquence de 78 nucléotides au niveau du promoteur de
PrCYP707A1. Ceci suggère le rôle de ce processus épigénétique dans le contrôle de la
réponse de ce gène aux SL, et donc dans la germination des graines d’orobanche (Lechat et
al, 2015).
Les travaux que nous menons actuellement ont pour objectif de déterminer si ce
schéma est commun à l’ensemble des plantes parasites de racines (Striga, Triphysaria et
autres orobanches) mais aussi des plantes non parasites comme Arabidopsis et ce, quel que
soit le stimulant de germination (Strigolactones, ITC, DHL…). D’un point de vue
mécanistique, nous recherchons les acteurs impliqués dans cette voie de signalisation avec
pour fil conducteur l’identification de cibles potentielles pour le développement de méthodes
de lutte précoces contre ces bioagresseurs.
[email protected]
12
SESSION 2
C3
LA BANQUE DE GRAINES DU SOL : MEMOIRE DES COMMUNAUTES VEGETALES ?
1
Thierry Dutoit & 2Arne Saatkamp
1
Institut Méditerranéen de Biodiversité et Ecologie, UMR CNRS-IRD, UAPV-AMU, IUT Avignon 337
chemin des Meinajariés, Site Agroparc BP 61207, 84911 Avignon Cedex 09
2
Institut Méditerranéen de Biodiversité et Ecologie (IMBE), UMR CNRS-IRD, UAPV-AMU, Aix
Marseille Université, Faculté St Jérôme, case 421, 13397 Marseille cedex 20
Après la fécondation et la fructification, les plantes à fleurs produisent des graines qui
finissent un jour où l’autre par atteindre le sol pour une grande majorité d’entre-elles. Des
propagules comparables existent d'ailleurs chez tous les végétaux terrestres. S’enfouissant
par elles-mêmes, par la faune ou des mouvements du sol, elles peuvent y rester viables de
quelques jours à quelques milliers d’années. Après destruction des plantes adultes, ce stock
de semences peut servir alors de véritable banque de graines de secours qui peut avoir peu
de similitudes avec la composition de la végétation établie ou au contraire, en être une
image fidèle de sa composition. En effet, certaines espèces végétales peuvent disparaître de
la surface mais garantir la continuité de leurs populations à partir des graines viables
enfouies dans le sol même à des intervalles de temps longs. Dans un contexte de
changements d’usages ou climatiques, l’ensemble des graines viables enfouies peut alors
constituer une véritable « mémoire séminale » des communautés végétales ayant
préexistées dans des écosystèmes aujourd’hui modifiés ou disparus. De nombreux travaux
montrent cependant que cette mémoire est imparfaite et qu’il y a des liens complexes entre
coexistence dans les communautés végétales, variabilité des conditions climatiques et
importance des banques de graines. Après avoir réalisé un bref historique des recherches
menées sur les banques de graines, nous présenterons une synthèse des différents types
ainsi que leur importance vis-à-vis des processus de coexistence dans les communautés
végétales notamment au niveau des successions sur le long terme et de la variabilité des
conditions stationnelles. A titre d’exemple, nous montrerons également comment l’étude des
banques de graines permet de revisiter les modèles théoriques de successions végétales,
quelles adaptations permettent leur mise en place et leur maintien et quelles conditions
environnementales favorisent leur évolution. Nous conclurons enfin sur les rôles potentiels
que peuvent avoir les banques de graines en matière de résistance et de résilience naturelle
de la végétation mais aussi pour leur conservation et restauration active.
[email protected]
[email protected]
13
SESSION 2
C4
IS THERE AN ADAPTATIVE SIGNIFICANCE IN SEED STORAGE VARIATION AND IN
SEED MORPHOLOGY?
1
François Bretagnolle & 2Sabrina Gaba
1
UMR CNRS/uB 6282 Biogéosciences, Université de Bourgogne 6 bd Gabriel 21000 Dijon, France
2
INRA, UMR1347 Agroécologie, Pôle EcolDur, 17 rue Sully, F-21065 Dijon Cedex, France
Les conséquences de la variation des traits des graines chez les angiospermes a
essentiellement été analysée sous l’angle de leur masse. Curieusement, très peu d’attention
a été donnée sur les conséquences écologiques de la variation qualitative et quantitative des
constituants de réserves, en particulier les acides gras, et des relations que cette variation
entretient avec d’autres traits des graines tels que la masse ou l’épaisseur des téguments.
Depuis plusieurs années, nous constituons une base de données pour quantifier ces traits et
leurs relations sur les espèces adventices des cultures. L’objet de notre présentation sera de
montrer nos premiers résultats ainsi que les conséquences écologiques et évolutives de
cette variation.
[email protected]
14
SESSION 3
C5
DECIPHERING THE MECHANISMS OF IRON (FE) TRANSPORT, STORAGE AND
REMOBILIZATION IN SEEDS
Stéphane Mari
Laboratoire de Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes, BPMP, UMR5004,
CNRS/INRA/UMII/SupAgro, place Viala, 34060 Montpellier, France
Deciphering how iron is transported between cells and delivered to its final subcellular
compartments remains an open question in plants. In this context, the underlying information
that is still missing concerns (i) the speciation of Fe during its movements and (ii) the
quantification of Fe in the different organelles. We have focused on seeds to study Fe
speciation and transport during the process of seed filling, Fe distribution in the mature
embryo and the remobilization process during germination, using pea and Arabidopsis as
models. The speciation analyses have established that Fe is delivered to the embryo as
ferric complexes with citrate and malate as Fe(III)3Cit3Mal2, Fe(III)3Cit3Mal1 and Fe(III)Cit2
complexes. To acquire Fe from these complexes, the embryo actively effluxes ascorbate to
chemically reduce Fe(III), dissociating the complexes for the subsequent uptake of Fe(II).
This biochemical mechanism was further confirmed genetically, by showing that in the
Arabidopsis ascorbate-deficient mutants vtc2-4, vtc5-1 and vtc5-2 the embryo reducing
capacity and Fe loading are decreased. Ascorbate efflux activities, related to Fe uptake,
have also been reported in animal cells, although the molecular identity of such transport
systems has never been established. We will present recent data on the isolation of
candidate ascorbate efflux transporters, based on candidate gene approach coupled to yeast
complementation screens and reverse genetics in Arabidopsis. Finally, we will also present
new data on the Fe remobilization process during germination, with a focus on the putative
role of phytases in the release of Fe from the globoids.
[email protected]
15
SESSION 3
C6
ALIMENTS A BASE DE GRAINES : QUALITE NUTRITIONNELLE ET PROCEDES DE
TRANSFORMATION
Judicaël Joandel
Celnat, Saint-Germain Laprade
Plus les recherches sur la santé de l’homme confirment les bénéfices des graines complètes
et
peu
transformées,
plus
le
comportement
alimentaire
semble
s’éloigner
des
recommandations. La consommation est essentiellement centrée sur quelques céréales, blé
en tête, malgré la grande diversité de cette famille d’aliments : avoine, azuki, chia, chanvre,
engrain, épeautre, lentilles, lin, millet, orge… La quantité ingérée a constamment diminué,
passant de 600 grammes de pain quotidiennement par personne au début du XXe siècle à
seulement
130 grammes
aujourd'hui.
Après
quelques
années
de
stagnation,
la
consommation semble à nouveau décroître notamment du fait du succès des régimes sans
gluten. Pour les légumes secs, la chute a été encore plus brutale, de plus de 50 à
5 grammes. De plus, la qualité des graines est grandement érodée par les procédés de
transformations. La fragmentation et le raffinage éliminent une grande part des composés
protecteurs (fibres, minéraux, micro-constituants). Le développement de textures aérées
(panification intensive, extrusion, soufflage…) diminue l’effort de mastication et augmente
l’index glycémique. Des composés potentiellement néfastes au long court sont introduits par
la formulation ou générés au cours de la transformation. Bien qu’une tendance vertueuse ce
soit amorcée depuis quelques années, notamment dans le secteur de la boulangerie sous
l’impulsion du pain bis « type 80 », le changement de paradigme et de comportement
alimentaire est long à s’installer. Or, la diversité des graines couplée à des procédés
respectueux de leurs qualités offrent déjà de multitudes alternatives à ces « calories vides ».
Des graines complètes précuites, conservant leur matrice et la majeure partie de leurs
éléments nutritifs, sont proposées sous diverses formes (flocons, boulgours, crèmes…) et
permettent une large panoplie d’application culinaire. L’utilisation de la germination permet
d’augmenter leur valeur nutritive et leur digestibilité. La fermentation des graines, encore peu
pratiquée en France, permet de confectionner des aliments particulièrement nutritifs et
digestes, telles les spécialités du continent asiatique à base de soja : miso, tempeh, natto…
Cette intervention propose un témoignage d’une PME spécialisée dans la transformation des
graines,
depuis
l’approvisionnement
en
direct
auprès
des
agriculteurs
jusqu’au
conditionnement de produits semi-élaborés, en illustrant les principales étapes et impacts
nutritionnels des procédé de fabrication : décorticage, dépelliculage, broyage, cuisson,
expansion, fermentation…
[email protected]
16
Oraux
17
SESSION 1
O01
USE OF TRANSLATIONAL GENOMICS TO IDENTIFY GENES IMPORTANT FOR PEA
SEED DEVELOPMENT AND COMPOSITION
Mélanie Noguero1, Christine Lesignor1, Vanessa Vernoud1, Isabelle d'Erfurth1, Jérôme
Verdier2, Myriam Sanchez1, Grégoire Aubert1, Judith Burstin1, Karine Gallardo1,
Richard Thompson1
1
2
INRA, UMR 1347 Agroécologie, Dijon, France
Shanghai Institute for Plant Stress Biology, Shangai, Chine
We have been using genomics approaches with Medicago truncatula as a tool to identify key
genes determining seed yield and composition in closely related legumes of agricultural
importance including pea. By separating the developing seed tissues we have shown
extensive compartmentalization of gene expression and metabolic activities at different
stages of development (Gallardo et al, 2007). Putative regulatory genes specific for each
seed tissue have been identified using a TF (Transcription Factor) qRT-PCR platform
(Verdier et al., 2008), the Affymetrix Gene Chip (Benedito et al, 2008), and more recently,
Nimblegen arrays (Buitink et al. submitted). By cluster analysis, putative target genes of
selected TFs could also be identified. The genetic map positions of genes of interest have
been compared with QTLs in M. truncatula for protein quantities and other seed phenotypes,
and a number of the loci fell within QTL intervals. In several cases, similar QTLs have been
mapped at syntenic positions in pea. Using this approach, putative roles were assigned to
two genes, both specifically expressed in the developing endosperms of M. truncatula and
pea. One encodes a DOF class transcription factor, whose mutant phenotype severely
affects endosperm development (Noguero et al, 2015). The second gene encodes an
endosperm-specific subtilase (SBT1.1), which affects final seed weight in both M. truncatula
and pea (D’Erfurth et al, 2012). The analysis of further genes affecting seed composition is
ongoing, using the same strategy.
[email protected]
18
SESSION 1
O02
EVOLUTION DU PROTEOME DE LA COUCHE A ALEURONE AU COURS
DU DEVELOPPEMENT DU GRAIN DE BLE
Isabelle Nadaud1, Ayesha Tasleem-Tahir1,2, Anne-laure Chateigner-Boutin3,
Christophe Chambon4, Didier Viala4, Gérard Branlard1
1
UMR 1095 INRA-UBP Génétique Diversité et Ecophysiologie des Céréales (GDEC),
5 chemin de Beaulieu, 63039 Clermont-Ferrand Cedex 2, France
2
COMSATS Institute of Information Technology, Department of Biosciences,
45550 Islamabad, Pakistan
3
INRA UR 1268 Biopolymères Interactions Assemblages, rue de la Géraudière BP 71627
44316 Nantes Cedex 3, France
4
INRA UR 0370 Qualité des Produits Animaux (QuaPA), Site de Theix,
63122 Saint-Genès Champanelle, France
La couche à aleurone riche en micronutriments, minéraux, antioxydants, vitamines et
protéines de réserves (globulines) a été étudiée pour la 1ère fois par une approche
protéomique sur 15 stades du développement. Cette couche unicellulaire a été prélevée
manuellement sous loupe binoculaire sur 400 grains de la variété de blé tendre Récital.
L’analyse statistique a montré que 462 protéines variaient significativement au cours du
temps sur 1547 au total. 327 protéines ont été identifiées par spectrométrie de masse LCMS/MS. L’analyse protéomique a révélé 7 profils d’évolution des protéines distribués sur 3
phases majeures du développement. Les cinétiques des protéines appartenant à une même
classe fonctionnelle sont décrites en détail en particulier pour les enzymes de la division
cellulaire, celles associées à la paroi cellulaire et à la synthèse de vitamines, l’accumulation
des globulines et les protéines de stress/défense. Cette étude approfondie de la couche à
aleurone en développement pourrait être utilisée pour des analyses de protéomique
comparée avec l’albumen et les couches périphériques, pour la connaissance des
mécanismes impliqués dans la valeur nutritionnelle du grain ou encore dans la
caractérisation des réponses à des stress biotiques et abiotiques.
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19
SESSION 2
O03
CARACTERISATION DE 4 FACTEURS DE TRANSCRIPTION TaNAC DANS LE GRAIN
EN DEVELOPPEMENT EN REPONSE A UNE CONTRAINTE THERMIQUE
CHEZ LE BLE TENDRE TRITICUM AESTIVUM
Claire Guérin, Osama El Zanati, Jane Roche, Fouad Bouzidi, Saïd Mouzeyar
UMR INRA/UBP 1095, Génétique, Diversité et Ecophysiologie des Céréales,
Université Blaise Pascal, UFR Sciences et Technologies Bâtiment Biologie végétale,
8 avenue Blaise Pascal, 63178 Aubière Cedex, France
Le blé tendre Triticum aestivum est une céréale d’importance économique mondiale dont le
rendement est impacté par le réchauffement climatique. L’adaptabilité du blé et le
développement de son grain sous contrainte thermique constituent donc des enjeux de
création variétale pour l’amélioration du rendement. Les facteurs de transcription sont des
acteurs majeurs des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans la régulation du
développement du grain. Notre étude a porté sur 4 facteurs de transcription NAC (nommés
TaNAC1, TaNAC2, TaNAC3 et TaNAC4) en réponse à une élévation modérée de la
température. Dans un premier temps, 138 séquences NAC ont été recensées chez le blé.
L’analyse des relations phylogénétiques entre l’ensemble de ces séquences a montré que
les 4 gènes TaNAC sont phylogénétiquement très proches et présentent un motif spécifique,
absent des autres gènes TaNAC du blé. Par une technique adaptée du « double hybride »,
nous avons mis en évidence leur capacité de transactivation, caractéristique des facteurs de
transcription. De plus, leur expression transitoire dans des feuilles de tabac a montré qu’ils
possèdent une localisation nucléo-cytoplasmique. L’expression grain-spécifique de ces 4
gènes TaNAC a ensuite été mise en évidence par PCR semi-quantitative. Puis les résultats
obtenus par qRT-PCR ont montré que leur expression augmente au cours du
développement du grain de blé quelles que soient les conditions de température appliquées
(contrôle : 19°C vs contrainte thermique modérée : 27°C). Toutefois, leur cinétique
d’expression est accélérée en réponse à la contrainte thermique modérée, avec une
différence maximale significative au stade critique de 120°Cj après anthèse (milieu de la
division cellulaire). Suite à la caractérisation moléculaire et structurelle des 4 gènes TaNAC
étudiés, l’analyse fonctionnelle des protéines est proposée afin de comprendre les
mécanismes moléculaires mis en place en réponse à la température et dans lesquels elles
seraient impliquées.
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20
SESSION 1
O04
ARABIDOPSIS SEED DEVELOPMENT: COMPARISON BETWEEN MEDIUMTHROUGHPUT IN SITU HYBRIDIZATION AND MICROTRANSCRIPTOMICS, AND CASE
STUDY OF ATPRX36 FUNCTION IN MUCILAGE SECRETORY CELLS (MSCS)
Edith Francoz1, Philippe Ranocha1, Clémentine Pernot1, Aurélie Le Ru2, Yves Martinez2,
Valérie Pacquit1, Christophe Dunand1, Vincent Burlat1
1
Université de Toulouse, UMR 5546 UPS-CNRS, Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales,
BP 42617, 31326 Castanet-Tolosan, France
2
IFR 3450, Plateforme Imagerie, Pôle de Biotechnologie Végétale, 31326 Castanet-Tolosan, France
We primarily aimed at establishing comparison between original medium throughput RNA in
situ hybridization (ISH) realized on serial sections of paraffin-embedded tissue arrays
covering Arabidopsis thaliana seed development kinetics, and recently published elegant
microtranscriptomic study performed using laser capture microdissection of tissues along A.
thaliana seed development kinetics (Belmonte et al 2013 PNAS). Our results show that both
methods are fully complementary. Based on the extensive ISH study of dozens of genes,
mostly corresponding to members of the class III peroxidase (CIII PRX) multigenic family
(reviewed in Francoz et al 2014 Phytochemistry) and to other cell wall proteins, we proposed
thresholds of maximal microtranscriptomic values enabling ISH signal detection with
spatiotemporal specificities within seed development. ISH appears more specific and
sensitive than microtranscriptomics in some young tissues while microtranscriptomics was
more sensitive than ISH on some older tissues (Francoz et al. Submitted). This comparative
study will help to elucidate function of more genes involved in seed development. As a case
study, we put attention on cell wall protein candidates, and more particularly CIII PRX
candidates, whose gene expression argued for a role in seed mucilage secretory cell (MSC)
function (reviewed in Francoz et al 2015 Trends Plant Sci). The MSC-phenotype and cellwall
subcellular
localisation
of
AtPRX36 was
recently
demonstrated
during
this
developmental process by Japanese colleagues (Kunieda et al 2013 Plant Cell). We now
focus on the molecular mechanisms and interaction enabling AtPRX36 function in MSC cell
wall microdomains.
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21
SESSION 2
O05
ROLE DU SULFATE VACUOLAIRE DANS L’ELABORATION DE LA
COMPOSITION PROTEIQUE DES GRAINES
Christine Le Signor1, Richard Thompson1, Delphine Aimé1, Eric Vieren1, Myriam Sanchez1,
Grégoire Aubert1, Judith Burstin1, Sandrine Balzergue2, Stéphanie Pateyron2, Florence
Naudé1, Jean-Christophe Avice3, Jacques Trouverie3, Christophe Salon1, Karine Gallardo1
1
2
3
INRA, UMR 1347 Agroécologie, Dijon, France
INRA, UMR 1165 de Recherche en Génomique Végétale, Evry, France
Université de Normandie, UMR 950 Ecophysiologie Végétale, Agronomie et Nutritions N.C.S.,
Caen, France
La disponibilité en soufre diminue continuellement dans les sols cultivés en raison de la
réduction des émissions de dioxyde de soufre et des changements de pratiques agricoles.
Dans les graines de légumineuses, la carence en soufre diminue dramatiquement
l’accumulation des protéines riches en acides aminés soufrés. Il est à noter que ces
protéines sont également riches en lysine, un acide aminé essentiel faiblement abondant
dans les grains de céréales et habituellement apporté par les graines de légumineuses dans
les régimes alimentaires. Dans cette étude, nous avons exploré les mécanismes
susceptibles de contribuer au maintien de l’équilibre en acides aminés des graines de
légumineuses en conditions de disponibilités en soufre contraintes. Des analyses
transcriptomiques ciblées sur les feuilles de pois et de M. truncatula ont suggéré l’implication
de la réserve de sulfate vacuolaire. Un gène unique permettant la mobilisation du sulfate
vacuolaire a été isolé chez le pois. Sa contribution au maintien de la composition protéique
des graines a été étudiée au moyen de mutants TILLING en utilisant différentes approches
(ex. profils protéiques des graines, étude des flux d’azote et de soufre vers les graines). Les
résultats montrent que la mobilisation du sulfate vacuolaire contribue à l’élaboration de la
composition protéique des graines, quelle que soit la disponibilité en soufre du milieu. Par
ailleurs, ils ont révélé un lien entre le pool de sulfate vacuolaire et l’efficience de
remobilisation des réserves foliaires associée à la progression de la sénescence. Une
hypothèse de contrôle métabolique de l’allocation des réserves vers les graines par la
disponibilité en sulfate vacuolaire est proposée.
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22
SESSION 1
O06
EVIDENCE OF POST-TRANSLATIONAL CLEAVAGE AT THE C-TERMINAL DOMAIN OF
THE 1BY HIGH-MOLECULAR-WEIGHT SUBUNITS OF WHEAT GLUTENIN
Júlio Dinis Nunes-Miranda1,2,4, Emmanuelle Bancel3, José Luis Capelo-Martinez4,
Catherine Ravel3, Gérard Branlard3, Gilberto Igrejas1,2,4
1
Functional Genomics and Proteomics Unit, University of Trás-os-Montes and Alto Douro,
Villa Real, Portugal
2
Department of Genetics and Biotechnology, University of Trás-os-Montes and Alto Douro,
Villa Real, Portugal
3
UMR 1095 INRA-UBP Génétique, Diversité, Ecophysiologie des Céréales (GDEC),
5 chemin de beaulieu, 63039 Clermont-Ferrand Cedex 2, France
4
BIOSCOPE Group, REQUIMTE-CQFB Chemistry Department, Faculty of Science and Technology,
University NOVA of Lisbon, Portugal
The versatility of wheat flour to be processed into a wide range of food products is mostly
determined by the gluten proteins, which form a continuous viscoelastic network during
dough development. Among all gluten components, the high-molecular-weight glutenin
subunits (HMW-GS) are the major determinants of gluten elasticity since they promote the
formation of larger glutenin polymers that are stabilized by inter-chain disulphide bonds.
These proteins are encoded at the Glu-1 loci that contain two genes, one encoding a higher
molecular weight x-type subunit, the other a lower molecular weight y-type subunit. Herein,
we present evidences that the y-type glutenin subunits expressed by the Glu-B1 alleles may
undergo post-translational cleavage at the protein C-terminal domain. The partial lack of the
C-terminal domain on these glutenin subunits was confirmed by immunoblotting against this
sequence region, after separation between the intact and the putative cleaved 1By glutenin
subunits by 2-DE. Moreover, the primary structure of each 1By glutenin subunit form was
characterized by LC-MSMS. We anticipate that the likely cleavage sites are two conserved
asparagine residues located at the beginning of the C-terminal domain that are possibly
accessible to an asparaginyl endopeptidase. This family of proteolytic enzymes, known as
legumains, has been described on the maturation process of storage proteins of several
species and, during the last years, has also been associated to the maturation process of
some gliadins and low-molecular-weight glutenin subunits. The partial C-terminal domain
cleavage event consequently leads to the loss of the unique conserved cysteine residue
present on this domain that is normally assumed to be involved in inter-chain disulphide
linkage with others HMW-GS. Therefore, it is expected that these modified glutenin subunits
may have a significant impact on gluten structure and functionality, and thus affect the wheat
flour quality.
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23
SESSION 1
O07
IDENTIFICATION DES ACTEURS PROTEIQUES IMPLIQUES DANS LE REMODELAGE
DES POLYSACCHARIDES DE LA PAROI AU COURS DU DEVELOPPEMENT DU GRAIN
DE BRACHYPODIUM DISTACHYON
Mathilde Francin-Allami1, Virginie Lollier1, Marija Pavlovic1, Cécile Albenne2, Hélène
Rogniaux1, Fabienne Guillon1, Elisabeth Jamet2, Colette Larré1
1
INRA, UR 1268, Biopolymères Interactions et Assemblages (BIA), 44316 Nantes, France
2
Université de Toulouse, UMR 5546 UPS-CNRS, LRSV, 31326 Castanet-Tolosan, France
En alimentation humaine, les céréales, et plus particulièrement le blé, sont largement
consommées sous forme de farine, résultant du broyage des grains. Les parois cellulaires,
constituées majoritairement de polysaccharides, ne représentent que 3 à 8% du grain, mais
interviennent très largement dans les procédés de transformation du grain et la qualité des
produits finis. Après leur dépôt et leur assemblage au sein de la paroi, les polysaccharides
subissent des remodelages constants au cours de la différenciation cellulaire et la
croissance mais aussi en réponse aux stress environnementaux. Les mécanismes
biologiques requis pour ces processus de remodelage sont encore peu connus,
particulièrement chez les céréales. Afin d’identifier les protéines impliquées dans
l’assemblage et le remodelage des parois des céréales, nous avons entrepris une analyse
de protéomique de la paroi des grains de la plante modèle monocotylédone Brachypodium
distachyon. Les protéines pariétales de grains récoltés à trois stades de développement (9,
13 et 19 jours après floraison) ont été extraites selon un protocole précédemment établi (1)
et adapté aux grains (2). Quatre-cent-soixante-seize protéines pariétales ont été identifiées
par spectrométrie de masse LC-MS/MS. Ces protéines sont réparties en 9 classes
fonctionnelles. De nombreuses protéines potentiellement impliquées dans le remodelage des
polysaccharides pariétaux telles que des hydrolases, des expansines et des peroxidases ont
pu être identifiées (2). Un grand nombre d’entre elles sont présentes aux 3 stades étudiés
mais avec des niveaux d’expression variables. Une validation fonctionnelle par
immunomarquage sur le grain de B. distachyon a été réalisée sur certaines de ces protéines.
Ajoutées aux protéines précédemment identifiées dans les organes végétatifs (tiges et
feuilles de B. distachyon, (3), l’ensemble de ces données conduisent à un protéome pariétal
global de B. distachyon de plus de 500 protéines, ce qui en fait le protéome pariétal le plus
conséquent des monocotylédones à ce jour.
(1) Feiz et al. (2006) Plant Methods 27, 2-10. (2) Francin-Allami et al. (2015) Proteomics,
DOI: 10.1002/pmic.201400485. (3) Douché et al. (2013) Proteomics 13, 2438-2454
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24
SESSION 1
O08
ROLES DE LA LIGNIFICATION DU GRAIN DE CEREALES
Anne-Laure Chateigner-Boutin1, Camille Alvarado1, Brigitte Bouchet1, Mohamed Fouad
Bouzidi3, Marie-Françoise Devaux1, Christine Girousse4, Séverine Ho-Yue-Kuang2, Catherine
Lapierre2, Said Mouzeyar3, Paul Robert1, Richard Sibout2, Fabienne Guillon1
1
2
3
UR 1268 INRA BIA BP 71627 44316 Nantes, Cedex 3, France
INRA, Institut Jean-Pierre Bourgin Route de Saint-Cyr, 78026 Versailles Cedex, France
Université Blaise Pascal, UMR 1095 INRA-UBP Génétique, Diversité et Ecophysiologie des
Céréales (GDEC), 24 avenue des Landais 63177 Aubière Cedex, France
4
UMR 1095 INRA-UBP Génétique, Diversité et Ecophysiologie des Céréales (GDEC),
Le grain de céréales est un caryopse composé d’une graine entourée par plusieurs assises.
Les fonctions de ces assises sont étudiées notamment leur rôle dans la limitation de la
croissance du grain. Le grain atteint sa longueur maximale vers 200° Jours après anthèse
(°JAA), son volume mesuré par analyse d’image s’accroit jusqu’à 500°JAA. Une élévation de
la température au moment de l’anthèse (27 vs 19°C) pendant 250°J a pour effet de diminuer
le volume du grain. Le dépôt de lignines, polymères hydrophobes rigidifiant les parois
cellulaires, a été analysé dans le grain de blé en développement en conditions de culture
normales et en élevant la température à l’anthèse pour déterminer si ces lignines
contribuaient à l’arrêt de croissance du grain en rigidifiant les enveloppes. Nos approches
combinent chimie, histochimie et analyses spectrales. Les colorants des lignines et les
analyses spectrales montrent une lignification progressive du péricarpe. La thioacidolyse
révèle la présence de monomères de lignines dès 200°JAA, une augmentation puis une
diminution des rendements en monomères extraits des parois suggérant un changement de
structure des lignines en fin de développement. Les études histologiques ont également
révélé que les lignines se déposent dans les parois de certaines assises et que ces patrons
de dépôt varient selon l’espèce. Malgré une diminution du volume du grain, l’élévation de
température a peu modifié la lignification et l’expression des gènes impliqués dans le
métabolisme des lignines. Le dépôt de lignines ne semble pas avoir de rôle majeur dans la
limitation de la croissance du grain mais plutôt un rôle dans la protection de la graine et le
transport d’eau et de nutriments. Les variations spatiales observées posent des questions
sur la signification biologique de cette variabilité. Ce projet a bénéficié d'une aide de l'Etat
gérée par l’ANR au titre du programme Investissements d'Avenir (BreedWheat ANR-10BTBR-03.
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25
SESSION 1
O09
L'ADRESSAGE DES ARNM AUX POLYSOMES REGULE LA DORMANCE
DES GRAINES D'ARABIDOPSIS
Isabelle Basbouss-Serhal1, Ludivine Soubigou-Taconnat2, Christophe Bailly1,
Juliette Leymarie1
1
Sorbonne Universités, Université Pierre et Marie Curie, Institut de Biologie Paris-Seine,
UMR 7622 UPMC-CNRS, 4 place Jussieu, 75005 Paris, France
2
Unité de Recherche en Génomique Végétale, 2, rue Gaston Crémieux,
UMR1165, INRA, 91057 Evry, France
La dormance, définie comme l’incapacité des graines à germer dans des conditions
apparemment favorables, a été largement étudiée ces dernières années par des analyses
transcriptomiques permettant d'importants progrès dans la compréhension de la régulation
moléculaire de ce processus, mais le rôle des mécanismes post-transcriptionnels a retenu
peu d'attention. Nous avons étudié la dynamique d’association des ARNm aux polysomes,
en comparant le transcriptome et le traductome de graines dormantes et non dormantes
d'Arabidopsis thaliana au cours de leur imbibition à 25°C à l'obscurité, température inhibant
la germination des graines dormantes. L’analyse des puces à ADN a révélé que 4670 et
7028 transcrits sont différentiellement abondants entre les graines dormantes et non
dormantes dans le transcriptome et dans le translatome, respectivement. Ces résultats ont
montré également qu'il n'y a pas de corrélation entre transcriptome et translatome. Le
contrôle de la germination implique donc un recrutement sélectif et dynamique des ARNm de
polysomes dans les graines dormantes et non dormantes, alors que l’activité traductionnelle
globale de ces deux types de graines est similaire. La teneur en GC des régions non
traduites à l’extrémité 5’ (5’UTR) et le nombre d’uORF (séquence codante en amont de la
séquence codante principale) des transcrits adressés aux polysomes semble jouer un rôle
dans cette traduction sélective régulant la germination. L’analyse des fonctions des transcrits
par Gene Ontology (GO) a permis de révéler des acteurs de la dormance des graines et la
germination. En conclusion, nos résultats montrent le rôle essentiel de la traduction sélective
dans la régulation de la dormance et de la germination.
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26
SESSION 1
O10
SUIVI DE LA GERMINATION PAR RMN BAS-CHAMP
DIFFUSION DE L’EAU ET EVOLUTIONS MICROSTRUCTURALES
Xavier Falourd1, Marc Lahaye1, Anis Limami2, Loïc Foucat1
1
2
INRA, UR 1268 Biologie Interactions et Assemblages (BIA), 44316 Nantes, France
INRA, UMR 1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences (IRHS), 49045 Angers, France
La germination se décompose en trois phases : une phase d’imbibition "rapide" (phase I), qui
induit une reprise de l’activité métabolique et conduit à l’émergence de la radicule (phase II),
suivie d’une phase de croissance et d’élongation radiculaire (phase III). La compréhension et
la caractérisation des processus physiologiques mis en jeu au cours de ces trois phases
constituent un défi majeur, notamment en termes de maîtrise de la sélection des semences.
La RMN bas-champ est une technique non destructive, d’un coût raisonnable, et dont la
mise en œuvre est relativement aisée. La détermination, par relaxométrie du noyau 1H, des
paramètres RMN T1 et T2 (temps de relaxation longitudinale et transversale) permet de
caractériser l’état de liaison de l’eau dans des milieux hydratés complexes tels que les tissus
biologiques. Le caractère multi-exponentiel des courbes de relaxation associées à la
détermination de ces temps T1 et T2 traduit la présence de différentes "classes" de mobilité
de l’eau. Celles-ci sont le reflet d’environnements moléculaires et tissulaires de natures et de
caractéristiques différentes. La relaxométrie RMN a été utilisée pour étudier la germination
d’un modèle de légumineuse (Medicago truncatula) à différents temps d’imbibition compris
entre 0 et 48 h (percée radiculaire après environ 20 h). Cette étude a été conduite sur
graines fraiches, à l’état congelé (-20°C) et après décongélation. Les spécificités de ces
deux dernières conditions permettent d’accéder à la caractérisation des fractions d’eau non
congelables (eau de structure ou en très forte interaction moléculaire) et à la redistribution de
l’eau induite par les modifications microstructurales associées au phénomène de nucléation.
La sensibilité des paramètres de relaxation aux effets de deux modulateurs de croissance
(oryzaline et fusiccocine) a également été évaluée.
L’ensemble des résultats ainsi obtenus(*) permet de discriminer les trois phases de
germination et d’en préciser les principaux évènements physiologiques et microstructuraux.
(*) M. Lahaye, X Falourd, A M. Limami, L. Foucat. J. Agric. Food Chem. 63, 1698−1710 (2015).
[email protected]
27
SESSION 2
O11
EVOLUTION SPATIALE ET TEMPORELLE DE LA REGENERATION SEMINALE DE
PLANTES PATRIMONIALES DES ALPES DU SUD
Jonathan Dubois1,2, Noémie Fort1
1
Conservatoire Botanique National Alpin, Domaine de charance, 05 000 Gap, France
2
Laboratoire d'Ecologie Alpine, UMR 5553 CNRS - Université Grenoble Alpes BP 53,
38041 Grenoble Cedex 9, France
La capacité qu’ont les d’espèces végétales à se régénérer (passer successivement à travers
les différents stades de vies jusqu’à l’élaboration d’une nouvelle génération) dépend en
majorité de l’adéquation à l’environnement qu’elles rencontrent. Les changements
environnementaux contemporains, comme le réchauffement climatique, le changement de
l’utilisation des terres ou encore la fragmentation des habitats contraignent ces processus de
régénération. A l’heure d’une crise de la diversité, il est nécessaire de développer des outils
permettant l'évaluation d’une part de l’état de régénération des populations ainsi que de leurs
capacités d’adaptation face aux changements environnementaux.
Cette étude, menée par le Conservatoire Botanique National Alpin (CBNA) et le laboratoire
d’Ecologie Alpine (LECA), vise à évaluer l’évolution spatiale et temporelle de la régénération
séminale de plantes patrimoniales des Alpes du Sud en lien avec les modifications
environnementales et particulièrement les changements climatiques en mesurant sur
plusieurs générations des traits majeurs comme la germination, la croissance et la
reproduction des individus, sur des populations ‘ancestrales’ conservées en banque de
semences au CBNA et des populations ‘descendantes’ récoltées durant l’étude.
Les travaux menés dans cette étude mettent en évidence un changement des espèces
végétales sur des temps relativement courts impliquant des différenciations génétiques.
L’utilisation d’individus de populations ancestrales stockées en banque de semences dans le
cadre de mesures de protection tels que la réintroduction et/ou le renforcement de
populations, pourrait, dans le cas de différences génétiques trop fortes, impliquer de la mal
adaptation et influencer la réussite de telles opérations. Si cela ravive la question de l’intérêt
d’une conservation figée dans un environnement constitué de populations en perpétuel
changement cela montre aussi la ressource que constituent les banques de semences pour
étudier
l’évolution
contemporaine
des
espèces
végétales.
[email protected]
28
SESSION 1
O12
FROM SEED LONGEVITY TO PASSIVE DEFENSE AGAINST PATHOGENS:
CO-EVOLUTION OF TWO TRAITS TO REMAIN ALIVE IN THE DRY STATE
Julia Buitink1, Karima Righetti1, Joseph Ly Vu1, Benoit Ly Vu2,
David Lalanne1, Olivier Leprince2
1
2
Institut de Recherche en Horticulture et Semences, INRA, Angers, France
Institut de Recherche en Horticulture et Semences, Agrocampus-Ouest, Angers, France
In orthodox seeds, longevity is gradually acquired at the later stages of seed maturation. In
our laboratory, we use seeds of Medicago truncatula, a model species for legumes, to
unravel the mechanisms and regulatory pathways implicated in the acquisition of longevity.
In this species, longevity increases progressively over 30-fold after seed filling is terminated
and desiccation tolerance is acquired, allowing the separation of genes related to the
different developmental processes. In order to further discriminate other developmental
programs from those related to longevity, an extensive physiological and molecular analysis
was undertaken in developing seeds from plants that were grown under different
environmental conditions after seed set. This way, the timing and extent to which longevity is
acquired was modulated. Using 104 transcriptomes acquired at different time points during
seed maturation for five different parental environments, a network-based approach was
applied to isolate a co-expression module related to longevity. Functional analysis in
Arabidopsis confirmed the predictability and the conserved nature of this module.
Interestingly, the longevity module is enriched with genes playing a crucial role in defense
against biotic stress. Here, we will present evidence supporting a link between mechanisms
implicated in defense against pathogens and survival in the dry state. We will discuss how
seeds activate a developmentally regulated defense response during maturation that is also
beneficial to long-term survival in the dry state.
[email protected]
29
SESSION 2
O13
EVOLUTION OF SEED PROTEIN FAMILIES IN AMBORELLA TRICHOPODA:
11S GLOBULINS AND VACUOLAR PROCESSING ENZYMES
Valérie Poncet1, Charlie Scutt2, Rémi Tournebize1, Matthieu Villegente3, Gwendal Cueff4,5,
Loïc Rajjou4,5, Thierry Balliau6, Michel Zivy6, Bruno Fogliani3,7, Claudette Job8,
Alexandre de Kochko1, Valérie Sarramegna-Burtet3, and Dominique Job5,8
1
IRD, UMR DIADE (Diversité, Adaptation et Développement des plantes), BP 64501, F-34394
Montpellier Cedex 5, France
2
3
Laboratoire Reproduction et Développement des Plantes, UMR 5667, ENS, 69364 Lyon, France
Laboratoire Insulaire du Vivant et de l’Environnement, Université de la Nouvelle-Calédonie, BP R4,
98851 Nouméa, Nouvelle-Calédonie
4
INRA, Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB), UMR 1318 INRA/AgroParisTech, ERL CNRS 3559,
Laboratoire d’ Excellence "Saclay Plant Sciences" (LabEx SPS), RD10, 78026 Versailles, France
5
6
AgroParisTech, Chaire de Physiologie végétale, 75231 Paris, France
INRA, Plateforme d'Analyse Protéomique de Paris Sud-Ouest (PAPPSO), INRA/Université Paris-
Sud/CNRS/AgroParisTech, UMR 0320/UMR 8120 Génétique Quantitative et Evolution – Le Moulon,
91190 Gif-sur-Yvette, France
7
Institut Agronomique néo-Calédonien (IAC), Diversités Biologique et Fonctionnelle des Ecosystèmes
Terrestres, 98890 Païta, Nouvelle-Calédonie
8
UMR 5240 Laboratoire mixte CNRS/INSA/UCBL/Bayer CropScience, 69263 Lyon, France
Toward the goal of identifying proteome signatures that could be associated with the origin
and early diversification of angiosperms, we first characterized the 11S-legumin-type of seed
storage proteins from Amborella trichopoda, a rainforest shrub endemic to New Caledonia
that is also the probable sister to all other angiosperms (Amborella Genome Project, 2013).
11S globulins are synthesized on rough endoplasmic reticulum as proprotein precursors and
then transported to the vacuoles, where they are converted into their respective mature
forms by vacuolar processing enzymes (VPEs). In the case of the seed storage proteins, this
process is of major importance, as it conditions the establishment of vigorous seedlings.
Therefore, we also conducted proteomic and genomic studies to characterize the VPE family
in Amborella. Three genes were found to encode VPEs in the Amborella’s genome.
Phylogenetic analyses showed that the Amborella sequences grouped within two major
clades of angiosperm VPEs, indicating that the duplication that generated the ancestors of
these clades occurred before the most recent common ancestor of living angiosperms. A
further important duplication within the VPE family appears to have occurred in common
ancestor of the core eudicots, while much more recent duplications have also occurred in
30
specific taxa, including both Arabidopsis thaliana and Amborella. An analysis of natural
genetic variation for each of the three Amborella VPE genes revealed the absence of
selective forces acting on intronic and exonic single-nucleotide polymorphisms among
several natural Amborella populations of in New Caledonia.
Amborella Genome Project (2013) The Amborella genome and the evolution of flowering plants.
Science 342, no. 6165.
[email protected]
31
SESSION 2
O14
EVOLUTION OF KEY GERMINATION TRAITS AND THEIR
FUNCTIONAL TRADE-OFFS
Arne Saatkamp, Laurence Affre, Aggeliki Doxa, Fabien Arène
Institut Méditerranéen de Biodiversité et Ecologie (IMBE), UMR CNRS-IRD, UAPV-AMU, Aix Marseille
Université, Faculté St Jérôme, case 421, 13397 Marseille cedex 20
Germination is a key process in a plants life cycle, determining the successful transition from
seed to individual seedling depends on a seed’s capacity. Germination as a process that
depends on climate, edaphic conditions and constraints stemming from a plant’s entire life
cycle, which lead to adaptations that effectively react to climate. These adaptations may be
influenced by seed mass and life form and can be encapsulated in base temperature (Tb)
and base water potential (Ψb), which are the key physiological traits that synthesize the
response of germination to climate. Although the link between climate and germination traits
is straightforward, there have been no comparative studies on evolutionary constraints that
relate germination traits to seed traits and life form at a worldwide scale. Moreover, the role
of evolutionary lability in traits and trait interrelationships has never been addressed. We
analysed data on Tb, Ψb and seed sizes of 240 seed plants and tested for phylogenetic
signal in germination traits and we studied if Tb and Ψb are influenced by seed mass and a
plants life cycle. Tb displayed a phylogenetic signal almost as strong as seed mass across all
species while only a very weak phylogenetic signal could be detected for Ψb. Interestingly,
the negative relation of the Tb to seed-mass was only significant for perennials and the
negative relation of Ψb to seed-mass was only significant in annuals. Our results support the
idea that selective pressures on germination traits, highlighting the functional trade-offfs
between germination traits and seed size, differ between annual and perennial plants.
Historical constraints slow down the evolution of Tb, which can possibly be linked to plants’
climatic niches. In contrast, Ψb showed rapid adaptive patterns as a result of contrasting
selective pressures and seed size.
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32
SESSION 2
O15
CHARACTERIZATION OF PLANT SEEDS INTERNAL STRUCTURES USING X-RAY
COMPUTED TOMOGRAPHY: 3D IMAGE PROCESSING METHODOLOGIES
AND APPLICATIONS
Karima Boudheri-Giresse, Ghassen Trigui, Laurence Le Corre
GEVES - SNES Laboratoire d’Analyses Physiques,
25 rue Georges Morel 49071 Beaucouzé Cedex
X-ray tomography is a powerful and non-destructive imaging tool to visualize and quantify
plant seed structures. It generates a 3D digital map of the sample with a micron resolution.
Combined with image processing, this technique allows several applications on seeds like
organs characterization, identification of abnormal seeds, visualization and quantification of
damages, effects of technologies applied on seeds, etc… In this work, the image processing
procedures we developed uses gray scale values within images reflecting the X-ray
absorption coefficient on each point of the specimen. Several pipelines based on
mathematical morphology are developed and applied to quantitatively evaluate seed
structures independently. Herein, we show and discuss some X-ray tomography imaging
case studies for different seed species, throughput and image resolutions. Therefore, our
methodology represents an advance on plant seed inspection with promising future
prospects either for plant science research areas or for seed industry applications.
Keywords: Plant seed, X-ray tomography, image processing
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33
SESSION 2
O16
IMPACT D’UN STRESS THERMIQUE ASSOCIE A UNE LIMITATION EN SOUFRE
PENDANT LE REMPLISSAGE DES GRAINES DE COLZA
Sophie Brunel-Muguet1,2,3, Philippe D’Hooghe1,2,3, Marie-Paule Bataillé1,2,3, Colette Larré4,
Tae-Hwan Kim1,2,3,5, Jacques Trouverie1,2,3, Jean-Christophe Avice1,2,3,
Philippe Etienne1,2,3, Carolyne Dürr6
1
INRA UMR INRA–UCBN 950 Ecophysiologie Végétale, Agronomie & nutritions N.C.S.,
14032 Caen, France
2
3
Normandie University, 14032 Caen, France
UCBN, UMR INRA–UCBN 950 Ecophysiologie Végétale, Agronomie & nutritions N.C.S.,
14032 Caen, France
4
5
INRA UR1268 BIA, Rue de la Géraudière, BP 71627, 44316 Nantes, France
Environment-Friendly Agriculture Research Center (EFARC), Institute of Agricultural Science and
Technology, College of Agriculture & Life Science, Chonnam National University, Buk-Gwangju, P.O.
Box 205, Gwangju 500-600, South Korea
6
INRA, UMR 1345, Institute of Research on Horticulture and seeds, 49045, Beaucouzé, France
Les modèles climatiques actuels prédisent une augmentation des températures en fin de
printemps, au moment du remplissage des graines, ce qui pourrait avoir une incidence sur le
rendement des cultures de colza et la qualité des graines. Par ailleurs, cette culture a des
besoins
en
soufre
(S)
importants,
en
particulier
en
fin
de
cycle.
Dans un contexte de développement de systèmes à bas intrants, les effets de températures
élevées (HT) et de faibles apports en S (LS) ainsi que de leur interaction ont été étudiés.
Plusieurs variables ont été suivies : les composantes du rendement, les teneurs des graines
en azote, en S, en protéines de réserve et en acides gras (AG) ainsi que des
caractéristiques de germination. Des mesures de la capacité à germer et à être conservées
des semences ont été réalisées ainsi que des dosages de leurs teneurs en acide
abscissique (ABA) et acides gibbérelliques (GAs). Les fortes températures et la limitation en
S entraînent une diminution du nombre de ramifications reproductives et du nombre de
graines par plante. Le poids total de graines par plante est moins affecté, compensant la
réduction de leur nombre par plante. L’effet des HT conduit à une augmentation des teneurs
en S et AG plus élevées et à une diminution des ratios ω6/ ω3 et (protéines pauvres en S) /
(protéines riches en S). Alors que le traitement limitant en S induit des effets inverses.
La diminution du rendement en réponse aux HT s’accompagne d’une amélioration de la
qualité nutritionnelle alors qu’elle est altérée en conditions LS. Par ailleurs, la qualité des
semences (germination et conservation) est affectée par le traitement HT. Les modifications
34
du ratio ABA/GAs induites par ces stress pourraient jouer un rôle clé dans ces régulations.
Cette étude ouvre des perspectives pour la gestion des apports en S dans un contexte
d’augmentation
des
températures
au
cours
de
la
phase
reproductive.
Références
Brunel-Muguet, S., D’Hooghe, P., Bataillé, M.-P., Larré, C., Kim, T.-H., Trouverie, J., Avice, J., Etienne
P. and Dürr, C. (2015). Heat stress during seed filling interferes with sulfur restriction on grain
composition and seed germination in oilseed rape (Brassica napus L.). Frontiers in Plant Science, 6.
[email protected]
35
SESSION 2
O17
INFLUENCE DE L’ACIDE ABSCISSIQUE (ABA) ET DE LA TEMPERATURE DE
PRODUCTION DES SEMENCES SUR LEUR QUALITE GERMINATIVE
Marlène Bailly, Boris Collet, Frédéric Chauffour, Gwendal Cueff,
Loïc Rajjou, Annie Marion-Poll
Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB) UMR 1318 INRA-AgroParisTech, ERL CNRS 3559
Université Paris-Saclay, Laboratory of Excellence "Saclay Plant Sciences" RD10,
78026 Versailles, France
Les conditions climatiques ont un impact important sur le rendement et la qualité des
semences. En effet, la température de culture de la plante mère a une influence sur sa
croissance, sur son rendement en graines (quantité produite, taille et poids de graines) et sur
la qualité germinative du lot de semences. Chez Arabidopsis, la profondeur de dormance
des graines est corrélée à leur température de production (Springerthrope and Penfield,
2015, eLIFE 4:e05557). En comparaison à des graines produites en conditions dites
standard (18-22°C), nous avons montré que des semences produites à basse température
(14-16°C) présentent une dormance plus marquée, une plus forte teneur en ABA et un bas
niveau d’oxydation des protéines au moment de la récolte. De plus, lors de l’imbibition, ces
semences montrent une faible production de peroxyde d’hydrogène et de monoxyde d’azote.
En outre, l’utilisation de mutants affectés dans le métabolisme de l’ABA révèle une relation
entre le métabolisme hormonal et la réponse à l’environnement dans le contrôle de la
capacité germinative. A titre d’exemple, les graines du quadruple mutant nced (nced2 nced5
nced6 nced9), déficient pour la synthèse d’ABA, présentent en conditions standard une
dormance réduite par rapport aux graines sauvages. Néanmoins leur dormance n’est pas
accrue, quand elles sont produites à basse température. A l’inverse, les graines du mutant
double mutant cyp707a1/cyp707a2, affecté dans le catabolisme de l’ABA, montrent en
conditions standard une dormance et une teneur en ABA plus élevées que les graines
sauvages, mais leur phénotype de dormance s’avère beaucoup moins marqué lorsque ces
graines sont produites à haute température (25-28°C). De plus, nos analyses du protéome
total, du protéome oxydé et du métabolome permettent de corréler des empreintes
protéiques et métaboliques avec la qualité germinative des semences, selon les conditions
de culture de la plante mère et son génotype.
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36
SESSION 3
O18
UNE APPROCHE D’ALLERGENOMIQUE SUIVIE PAR UNE QUANTIFICATION CIBLEE
EN SPECTROMETRIE DE MASSE MONTRE UNE VARIATION DE LA TENEUR EN
ALLERGENES ENTRE DES CULTIVARS APPARTENANT A TROIS ESPECES DE BLE
Roberta Lupi, Hélène Rogniaux, Marija Pavlovic, Sandra Denery et Colette Larré
INRA UR 1268 Biopolymères Interactions et Assemblages, Nantes, France
Le blé est une part importante de l'alimentation quotidienne de millions de personnes.
Cependant, pour un certain nombre d’entre elles, cet aliment peut entraîner des réactions
d’allergie. L'allergie alimentaire est considérée comme un problème de santé majeur dans
les pays développés, il est donc essentiel de développer des méthodes analytiques capables
de détecter et de quantifier avec une bonne sensibilité et avec fiabilité des allergènes
spécifiques dans les matrices alimentaires complexes. Le nombre de variétés de blé au
travers du monde est considérable. Appartenant toutes au genre Triticum, elles sont divisées
en espèces caractérisées par leur génome. Les plus anciennes sont diploïdes et présentent
une faible aptitude à la transformation (panification, pastification). Cependant, ces cultivars
connaissent un regain d’intérêt notamment dans un cadre d’agriculture durable mais aussi
pour leurs qualités nutritionnelles potentielles. Du point de vue de l'allergénicité, nous avons
montré que certains de ces anciens cultivars étaient moins reconnus que des variétés plus
récentes et cultivées (blé dur et blé tendre) par des sérums de patients allergiques (1, 2).
Afin d’approfondir nos connaissances sur la teneur en allergènes des blés, nous avons
développé une approche ciblée en spectrométrie de masse (MS) pour comparer l'abondance
relative des allergènes majeurs de la fraction salino-soluble du blé. Douze allergènes ont été
quantifiés dans sept variétés de blé choisies au sein des trois espèces de Triticum : T.
aestivum (blé tendre, génome ABD), T. durum (blé dur, génome AB), et T. monococcum
(génome A). Les allergènes ont été suivis par un ou deux peptides protéotypiques et leur
abondance relative a été déduite de l'intensité des fragments mesurés en MS / MS (3). Notre
étude met en évidence des différences de teneur importante notamment pour les inhibiteurs
d’alpha amylase ce qui confirme des études fonctionnelles antérieures. D’autres allergènes
dont la teneur n’a jamais été mesurée apparaissent exprimés en quantité équivalente entre
les espèces. Cette étude enrichit les connaissances sur les allergènes contenus dans les
génotypes de blé, et offre de nouvelles perspectives pour la sécurité alimentaire et
l'amélioration des plantes.
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(1) Lupi R. et al, 2014 Journal of Cereal Science; (2) Lupi R. et al, 2013 Journal of Proteomics;
(3) Rogniaux H. et al, 2015 Proteomics
37
SESSION 1
O19
PEUT-ON PREDIRE LA COMPOSITION PROTEIQUE DE LA FARINE DE BLE ?
Selver Babi, Renaud Rincent, Van-Giang Tran, David Alvarez, Jacques Bordes, Gilles
Charmet, Etienne Paux, Pierre Martre, Catherine Ravel
Les principales protéines de réserve (PR) du blé sont les gliadines et les gluténines. Leur
concentration et leur composition déterminent largement la valeur d’usage des farines de blé
(Triticum aestivum L). L’augmentation des rendements, aujourd’hui indispensable pour la
sécurité alimentaire, doit se faire dans des conditions respectueuses de l’environnement et
donc avec une moindre fertilisation. Par conséquent, une diminution de la concentration en
PR du blé est attendue expliquée notamment par la forte corrélation négative avec le
rendement, pouvant entraîner une baisse de qualité que pourrait limiter la sélection de
variétés avec une composition en PR adaptée aux différents usages. Cependant le
phénotypage de la composition en PR est fastidieuse et complique sa prise en compte dans
les programmes de sélection. Le développement de modèles prédictifs utilisant l’information
des nombreux marqueurs moléculaires aujourd’hui disponibles chez le blé grâce aux
avancées de la sélection génomique pourrait permettre de résoudre ce problème.
Dans ce travail, nous avons utilisé l’ensemble des marqueurs issus du programme
investissement d’avenir BreedWheat pour estimer la précision des prédictions d’une variable
liée à la composition en PR : le ratio gliadines sur gluténines phénotypées mesuré dans la
partie agronomique de la core-collection INRA (196 lignées). Les calculs ont été effectués
avec le pipeline BWGS. Nos premiers résultats montrent que la qualité de prédiction obtenue
avec les 55 781 marqueurs disponibles est comparable à celle obtenue avec les 10 952
marqueurs échantillonnés en prenant en compte le déséquilibre de liaison. Plusieurs
modèles ont été testés. Parmi les principaux modèles étudiés, le modèle LASSO et le
modèle BayesB montrent des corrélations entre les valeurs observées et les valeurs prédites
pour le caractère étudié de 0.27 et 0.48, respectivement. Dans le second modèle, la
corrélation entre valeurs génétiques et valeurs phénotypiques atteint 0.62.
Ce résultat doit être validé et pourrait permettre aux sélectionneurs d’intégrer la composition
en PR de manière précoce dans leurs programmes d’amélioration.
[email protected]
[email protected]
38
SESSION 3
O20
AMELIORATION DE LA QUALITE DU BLE DUR PAR INTROGRESSION D'UNE
GLUTENINE DE HAUT POIDS MOLECULAIRE DU BLE TENDRE
Jean-Claude Dusautoir1, Marie-Françoise Samson2, Annie Faye3, Catherine Ravel3, Joseph
Jahier4, Olivier Coriton4, Gérard Branlard3
1
2
3
4
INRA DiaScope Domaine de Melgueil 34139 Mauguio, France
INRA IATE 2 place Viala 34 060 Montpellier Cedex 2, France
INRA GDEC 5 chemin de Beaulieu 63039 Clermont-Ferrand Cedex 2, France
INRA IGEPP Domaine de la Motte BP 35327 35653 Le Rheu Cedex, France
Le blé dur (Triticum durum), espèce tétraploïde (AABB), est principalement utilisé pour
l’alimentation humaine sous forme de semoules, pâtes ou grains précuits. Pour ces
débouchés, l’absence de mitadinage (présence de plages farineuses sur le grain) est un
élément essentiel de qualité essentiellement expliqué par la teneur en protéines de réserve.
Ces protéines interviennent dans la mise en place du réseau de gluten et apparaissent
comme des composantes majeures pour la qualité technologique. Elles sont constituées par
les gluténines et les gliadines connues pour leur importante variabilité allélique. Chez le blé
tendre hexaploïde (T. aestivum, AABBDD), certaines de ces protéiques sont connues pour
améliorer les qualités rhéologiques du gluten. C’est le cas de la sous-unité gluténine de haut
poids moléculaire 2-12 portée par le génome D qui augmente la ténacité et l’extensibilité de
la pâte mais dont sont dépourvues les espèces tétraploïdes. Introduire le locus codant cette
sous-unité dans le blé dur permettrait d’augmenter simultanément la concentration et la
qualité des protéines de réserve et par conséquent pourrait limiter le mitadinage. Pour cela,
un programme d’hybridations et re-croisements utilisant la recombinaison homéologue a été
initié. Le locus codant la sous unité 2-12 a pu être transféré dans des 13 variétés de blé dur
de bonne valeur agronomique mais contrastées pour leurs sensibilité au mitadinage et
qualités pastières. La présence de ce locus ainsi que la réduction de l’introgression ont été
suivies par des travaux de cytogénétique (hybridation in situ), des analyses biochimiques
(électrophorèses, HPLC) et moléculaires. Le matériel végétal obtenu a été confié aux
obtenteurs afin qu’ils puissent l’introduire dans leur base génétique. Une expérimentation
agronomique a été mise en place pour vérifier si ce matériel permet le maintien voire
l’amélioration de la valeur d’utilisation en conditions de fertilisation azotée limitantes.
[email protected]
39
SESSION 3
O21
AUTOCLONING ON WHEAT FOR GRAIN QUALITY IMPROVEMENT
Caroline Tassy, Anne Partier, Marion Ranoux, Michel Beckert, Pierre Barret
L’autoclonage est défini comme le transfert par transgénèse dans un organisme de
séquences provenant uniquement de cet organisme, sans duplication ou remaniement. C’est
un concept qui est uniquement appliqué aux micro-organismes dans la règlementation
actuelle, mais qui pourrait voir à terme son champ d’application élargi aux plantes de grande
culture. Dans cette optique, nous avons effectué des mises au point méthodologiques afin
d’explorer la possibilité de réaliser des expériences d’autoclonage chez le blé. Le transfert de
fragments linéaires et déphosphorylés a été testé à grande échelle dans le but de générer
des évènements de transformation à copie unique et non remaniée. De même, le transfert
de fragments de grande taille intègres a été testé. Ces mises au point méthodologiques ont
été à l’origine d’un dépôt de brevet et d’une publication. Les premières expériences de
transformation à l’aide d’un gène intervenant dans la qualité du grain ne nous ont pas permis
à ce jour de générer une plante de blé autoclonée. Ces expériences vont être poursuivies.
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40
SESSION 3
O22
APPORTS DE L’APPROCHE HYDRO-TEXTURALE A L’ANALYSE DE LA STRUCTURE
D’UN GRAIN DE MAÏS
Frédéric Mabille, Valérie Lullien-Pellerin, Bonicel Joëlle, Morel Marie Hélène et Thierry Ruiz
UMR IATE 1208 CIRAD/INRA/Montpellier SupAgro/Université Montpellier
2 Place Pierre Viala, 34060 Montpellier Cedex 5, France
L’objectif de ce travail est d’adapter une approche hydro-texturale afin de caractériser l’état
d’un grain post-récolte dédié à une transformation en aliment. Cette approche physique, qui
considère le grain comme un système tri-phasique, est conduite conjointement à l’échelle du
grain et à l’échelle de ses parties histologiques. Des grains de différentes variétés, ont été
sélectionnés en fonction de leur proportion d’albumen vitreux qui est la partie
essentiellement valorisée. Cette caractérisation consiste à définir et mesurer des grandeurs
représentatives de la répartition spatiale des phases : solide, liquide et gazeuse.
Lorsque le grain est soumis à des sollicitations hydro-thermiques (imbibition, séchage),
l’évolution
de
grandeurs
hydro-texturale
révèle
les
effets
de
microstructure.
Les principaux résultats font apparaitre des éléments communs indépendamment des
variétés de grains. On constate notamment la présence de gaz occlus dans la zone
farineuse des grains natifs. Cet état local non saturé peut influer sur les transferts d’eau
entre l’albumen et le germe très hygroscopique. Les comportements de fragments d’albumen
vitreux, de germes isolés et de grains (comportement global) ont été déterminés par
l’analyse des déformations en lien avec la teneur en eau. Ces milieux granulaires sont des
composites multiphasiques en interactions mais possédant des comportements rhéologiques
différents. La partie vitreuse est assimilable à un gel saturé ductile, la partie farineuse
s’apparente à un milieu granulaire non saturé et le germe à une émulsion viscoélastique. Le
comportement global du grain est majoritairement dicté par le comportement de la partie
vitreuse. Conjointement, l’interface vitreux/farineux semble présenter une structure de type
front d’invasion/percolation. Nos résultats semblent montrer que le comportement mécanique
aux interfaces joue un rôle dans l’émergence de la fissuration locale des grains. Ces études
permettent d’établir un lien entre l’état hydro-textural et les transferts de masse dans le grain.
[email protected]
41
SESSION 1
O23
SEGREGATION DES LIPIDES ENTRE LES PARTIES VITREUSE ET FARINEUSE DE
L’ALBUMEN DE MAÏS REVELEE PAR UNE METHODE D’IMAGERIE PAR
SPECTROMETRIE DE MASSE
M. Fanuel, M. Gayral, B. Bakan, C. Delluc, S. Brunet, L. Linossier, H. Rogniaux, D. Marion
1
UR 1268 INRA BIA, rue de la géraudière BP 71627 44316 Nantes, Cedex 3, France
Dans un grain de maïs, les macromolécules à visée nutritionnelle (amidon et protéines) sont
localisées dans l’albumen où elles se répartissent entre une partie farineuse et une partie
vitreuse. Le rapport massique des fractions vitreuses et farineuses est déterminant, au
travers du rendement semoulier, pour l’utilisation ultérieure du maïs. Pour le sélectionneur, il
est donc essentiel d’identifier les mécanismes et in fine les gènes associés à la formation de
la vitrosité de l’albumen. Nous avons montré que les lipides sont potentiellement des
marqueurs pertinents de la vitrosité du maïs. Si leur composition chimique globale est
connue, la répartition spatiale des lipides entre les parties vitreuse et farineuse n’a pas été
décrite. Cette donnée permettrait de mieux comprendre les propriétés technologiques et
texturales des parties vitreuse et farineuse, ainsi que les mécanismes biologiques à l’origine
de la ségrégation de certaines classes de lipides. L’imagerie par spectrométrie de masse,
une méthode apparue récemment, a été employée pour établir une cartographie spatiale de
différentes classes de lipides dans le grain de maïs en fonction du caractère vitreux ou
farineux de l’albumen. Plusieurs génotypes et plusieurs stades de développement ont été
étudiés. Nous nous sommes focalisés sur les lysophosphatidylcholines, lipides majeurs
associés à l’amidon (notamment à l’amylose). Une répartition non homogène des
lysophosphatidylcholines entre les parties vitreuse et farineuse a été observée. Cette
répartition est liée à des gradients de teneur et de composition de ces lipides de la périphérie
au centre du grain. Une ségrégation en fonction du degré d’insaturation des chaînes grasses
a également été observée. Ces résultats suggèrent des relations étroites entre le
métabolisme lipidique des plastes et celui du réticulum endoplasmique, via le trafic
intracellulaire de ces molécules et la spécificité de ces organites, respectivement dans la
synthèse de l’amidon et des protéines de réserve. Enfin, ces résultats démontrent le
potentiel de l’imagerie par spectrométrie de masse, qui associe une information de
localisation à une information chimique et structurale précise, pour aborder des questions de
répartition tissulaire des composants de l’albumen.
[email protected]
42
SESSION 3
O24
QUELQUES PISTES D'AMELIORATION DE LA VALEUR NUTRITIONNELLE DU BLE
Gérard Branlard1, Eric Nurit1, Agnès Piquet1,2
1
INRA, UMR 1095 GDEC, 5 Chemin de Beaulieu, 63039 Clermont Ferrand, France
2
VetAgrosup, 89 avenue de l’Europe, 63370 Lempdes, France
Le blé tendre (Triticum aestivum) ainsi que le blé dur (Triticum durum) ont fait l’objet de
nombreuses améliorations génétiques, au cours des trois dernières décennies, pour
répondre aux critères technologiques des industries de cuisson. Aujourd’hui la demande
sociétale attend des produits issus des céréales, qu’ils soient nourrissants et sans risque
pour la santé. Sans attendre le séquençage du génome du blé, plusieurs objectifs
d’amélioration de la valeur nutritionnelle et santé du blé sont aujourd’hui à la portée des
sélectionneurs :
1- Les arabinoxylanes (AX) sont les polymères majeurs des parois cellulaires du grain et
représentent généralement de 4 à 8 % du poids de grain. La variabilité génétique des AX
influence l'énergie métabolisable dans l'alimentation d'animal, les propriétés technologiques,
mais aussi la valeur de santé de farine (fibres). De réels progrès peuvent rapidement être
réalisés en augmentant la teneur en AX solubles des blés.
2- L’amidon est d’autant plus lentement digéré qu’il contient de l’amylose (qui représente
généralement 28% de l’amidon). L’amidon résistant à la digestion rapide est source de
nombreux bénéfices favorables à la santé du consommateur (régulation de l’insuline,
diminution du cholestérol, santé du colon). Une approche d’augmentation de la production
d’amylose sera proposée.
3- Le gluten, formé des protéines de réserve et de leurs polymères, peut causer des ennuis
pour une partie croissante de la population. Des facteurs génétiques, environnementaux et
technologiques doivent être considérés pour créer demain des blés mieux supportés par les
patients souffrant du gluten. Quelques stratégies seront passées en revue pour réduire la
quantité d'épitopes associés à la maladie cœliaque.
4- La majorité des nutriments, vitamines et minéraux sont concentrés dans les parties
périphériques du grain et principalement dans la couche à aleurone. Des travaux récents
montrent que de nombreux métabolites peuvent avantageusement être pris en compte en
sélection par une approche métabolomique.
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43
POSTERS
44
SESSION 1
P01
IMPACTS DE LA SUREXPRESSION DU GENE CODANT LE FACTEUR DE
TRANSCRIPTION GAMYB SUR LA SYNTHESE DES PROTEINES DE RESERVE CHEZ
LE BLE TENDRE (TRITICUM AESTIVUM)
David Alvarez1, Mireille Dardevet1, Pierre Barret1, Caroline Tassy1, Richard Blanc1, Pierre
Martre2, Catherine Ravel1
1
INRA, UMR1095, Génetique, Diversité, Ecophysiologie des Céréales, 5 chemin de Beaulieu,
63039, Clermont-Ferrand, France
2
INRA SupAgro, UMR LEPSE, 2 place Pierre Viala, 34060 Montpellier Cedex 02, France
La synthèse des protéines de réserve est régulée entre autres au niveau transcriptionnel.
Chez l’orge au moins huit facteurs de transcription dont GAMYB (Gibberellic Acid-dependent
MYeloBlastosis transcription factor) participent à cette régulation. Afin de préciser l’action de
GAMYB chez le blé tendre (T. aestivum), nous avons caractérisé deux lignées sur-exprimant
(OE) le gène codant pour l’homéologue A (noté Gamyb-A) de ce facteur de transcription.
Ces lignées ont été comparées avec des lignées-sœurs dépourvues du transgène mais
ayant subi les mêmes processus de culture in vitro (lignées « nul ségrégant (NS) »). Les
analyses de l’expression du transgène en qRT-PCR et de la composition protéique par
analyseur élémentaire et par RP-HPLC, ont été réalisées à partir de grains récoltés sur des
plantes
en
génération
T5.
Les
deux
évènements
montrent
une
augmentation,
respectivement de 105% et 93%, de l’expression de Gamyb-A dans des grains prélevés à
400°jour après floraison, sans modification de l’expression des deux autres gènes
homéologues. Ceci conduit à une augmentation globale de l’abondance des transcripts
Gamyb. L’analyse des grains à maturité utilisés pour le phénotypage protéique a montré une
augmentation significative de la concentration en protéines, 16% pour les NS, et 18 et 19%
pour les OE, et du rapport gliadines sur gluténines, 0.41 pour les NS, et 0.54 et 0.63 pour les
OE. Aucun changement significatif n’a été observé sur les poids des grains.
Pour conclure, GAMYB influence la teneur et la composition en protéines de réserve en
modifiant le ratio gliadines/gluténines et pourrait par conséquent impacter la valeur d’usage
des farines largement expliquée par ces deux caractères. Cependant, ces résultats
préliminaires doivent être confirmés. Pour cela, une nouvelle expérimentation sera mise en
place en 2016.
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45
SESSION 1
P03
NOUVELLES CONDITIONS DE SECHAGE DES SEMENCES AU SEIN DU CENTRE DE
RESSOURCES BIOLOGIQUES CEREALES A PAILLE
Lionel Bardy, Marion Deloche, Audrey Didier, François Balfourier
UMR 1095 INRA-UBP GDEC, Centre de Ressources Biologiques (CRB) des céréales à paille,
Les conditions de séchage ont une grande influence sur la qualité du grain, sur son pouvoir
germinatif et donc sur sa durée de conservation. Or la durée de conservation est un élément
de gestion essentiel pour décider de la fréquence de renouvellement de lots de semences
conservés ex situ, dans les banques de graines. A partir de documents existants sur les
méthodes de gestion des graines dans les banques de gènes (IPGRI, 1995 ; Bioversity
international, 2006), le pourcentage d'humidité relative a été déterminé au CRB en fonction
des conditions de séchage en cours, suivant la formule : THS (% pf) = [(poids humide –
poids sec)/poids humide] × 100. Par le biais de cette méthode, l'humidité relative des grains
a été estimée à 7%. Dans le cadre de la mise en place de l’assurance qualité selon le
référentiel NF S 96-900, le centre de Ressources Biologiques Céréales à Paille, a souhaité
vérifier ces données à l'aide d'une autre méthode non destructive utilisant un humidimètre.
Les premiers tests réalisés ont montré une humidité relative moyenne autour de 11.5%.
Selon le manuel de manipulation des semences, publié en 2006 par Bioversity international,
l'humidité relative pour des semences ayant de bonnes caractéristiques de stockage comme
les céréales doit être compris entre 7 et 11%.
Afin de valider les résultats et d'adapter le protocole de séchage nous proposons de mettre
en place des tests plus précis pour obtenir par espèce un seuil optimum d’humidité avant
conservation en chambre froide. Le poster présente la méthodologie employée (matériels de
mesure et de séchage utilisés, étalonnage, échantillons analysés, etc…) et les premiers
résultats des tests issus de la récolte 2015.
[email protected]
46
SESSION 2
P04
ETUDE DU CONTROLE DE LA TRANSMISSION FONGIQUE DE LA SEMENCE A LA
JEUNE PLANTULE CHEZ LE PATHOSYSTEME MODELE
ARABIDOPSIS THALIANA - ALTERNARIA BRASSICICOLA
Elodie Belmas1, Claire Campion1, Didier Demilly3, Daniel Sochard2, Thomas Guillemette1,
Philippe Simoneau1, Philippe Grappin1
1
IRHS, 2 Boulevard Lavoisier 49045 Angers Cedex 01, France
2
3
GEVES 25 Rue Georges Morel, 49070 Beaucouzé, France
AGROCAMPUS OUEST Centre d’Angers2 rue André Le Nôtre F-49045 Angers Cedex 01, France
La qualité des semences est un facteur essentiel de la réussite d’une culture et un lot de
semences commerciales doit remplir certains critères comme un taux de germination optimal
et un taux de contamination par des agents pathogènes ne dépassant pas un certain seuil
critique. En effet, la contamination par des pathogènes représente le facteur majeur de
variation de la qualité des lots de semences et la graine constitue un bon vecteur pour la
dissémination et la survie des agents pathogènes. Bien que de nombreux pathogènes
transmis par les semences aient été identifiés, notamment des pathogènes fongiques tels
qu’Alternaria brassicicola, les déterminants moléculaires qui contrôlent la transmission des
champignons de la graine à la jeune plantule restent mal compris. Les objectifs de cette
étude concernent les mécanismes qui contrôlent la transmission d’A. brassicicola de la
semence à la plantule. Il s’agit de déchiffrer les réseaux de gènes impliqués lors de la
germination, à savoir aussi bien les stratégies de virulence du champignon que les réponses
de défense de la plante, dans ce contexte d’interaction. Cette analyse se fera dans un
premier temps par une caractérisation des stades physiologiques et des tissus associés à
l’amplification du pathogène grâce à l’utilisation d’outils de phénotypage basés sur des
techniques d’imagerie permettant de suivre la dynamique de germination des semences.
Ensuite, les modifications des transcriptomes du champignon et de la plante hôte seront
analysés à des temps pertinents définis précédemment lors de la germination de semences
contaminées, depuis le stade de graine sèche jusqu’au début de la croissance hétérotrophe.
Les déterminants moléculaires ainsi identifiés seront validés par des approches
fonctionnelles (génération et analyses de mutants KO notamment). La deuxième partie de
cette étude concerne l’analyse des effets des conditions environnementales (interaction avec
des saprophytes, variation des conditions du milieu) sur la capacité du champignon à se
transmettre à la plantule. A terme, cela pourrait permettre de développer de nouveaux
moyens de lutte fongique davantage ciblés sur l’étape de transmission à et par la graine, afin
de minimiser l’impact du champignon tout en favorisant le développement de la plante.
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47
SESSION 1
P05
RABG3F, HOMOLOGUE DE RAB7, EST ASSOCIEE NON SEULEMENT A LA VACUOLE,
MAIS EGALEMENT AUX CORPS LIPIDIQUES DES GRAINES
D’ARABIDOPSIS THALIANA
Isabelle Bouchez, Anne Lefrançois, Ludovic Gautier, Carine Deruyffelaere,
Thierry Chardot et Sabine D’Andréa
Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB), UMR 1318 INRA-AgroParisTech, Saclay Plant Sciences, route de
St Cyr, 78026 Versailles Cedex, France
Les organismes eucaryotes stockent leur réserve lipidique dans des organites adaptés, les
corps lipidiques (CLs). Ceux-ci sont constitués d’un cœur de lipides neutres entouré d’une
monocouche de phospholipides, à laquelle sont associées des protéines. Parmi celles-ci
figurent différentes GTPases, dont Rab7, connue pour réguler le trafic endosomelysosome/vacuole. Son implication dans la dynamique des CLs a été établie chez la levure
(1) et les mammifères. Chez ces derniers, Rab7 a été mise en évidence comme un élément
clé de la lipophagie à travers le recrutement des CLs (2). La présence de Rab7 au CL et son
éventuel rôle dans la dynamique de l’organite n’ont à ce jour pas été explorés chez les
plantes. Chez Arabidopsis thaliana, il existe huit protéines homologues de Rab7 (RabG1,
RabG2 et RabG3a-f). L’analyse protéomique de CLs de graines germées nous a permis
d’identifier RabG3f comme étant associée aux CLs. Son rôle dans la régulation du trafic
vacuolaire chez la plante a récemment été établi (3, 4). Il a en particulier été montré que
l’expression d’une forme inactive dominante de RabG3f induit des compartiments prévacuolaires (CPV) élargis et inhibe le trafic vacuolaire. Il a également été mis en évidence
une double localisation de YFP-RabG3f au tonoplaste et aux CPV, suggérant un rôle de
RabG3f dans le trafic CPV-vacuole (5). Le but de notre travail est d’apporter des données
sur l’implication de RabG3f dans la dynamique des CLs d’A. thaliana en lien avec la vacuole.
Nous travaillons pour cela avec des graines mutantes, soit exprimant des protéines
marqueurs du tonoplaste, et/ou RabG3f, toutes étiquetées avec un tag fluorescent, soit
déficientes en RabG3f. Par des expériences d’immunochimie et d’observation microscopique
des graines au cours de la germination, nous avons mis en évidence l’association de
RabG3f aux CLs, confirmé sa localisation au tonoplaste et dans certaines conditions, aux
CPV,
et
observé
une
localisation
partielle
aux
CLs.
48
(1) Bouchez I., Pouteaux M., Canonge M., Genet M., Chardot T., Guillot A. and Froissard M. (2015).
Regulation of lipid droplet dynamics in Saccharomyces cerevisiae depends on the Rab7-like Ypt7p,
HOPS complex and V1-ATPase. Biology Open (DOI : 10.1242/bio.201489615)
(2) Schroeder, B., Schulze, R. J., Weller, S. G., Sletten, A. C., Casey, C. A. and McNiven, M. A.
(2015). The small GTPase Rab7 as a central regulator of hepatocellular lipophagy. Hepatology
(Baltimore, Md.) 61, 1896-907.
(3) Singh, M. K., Kruger, F., Beckmann, H., Brumm, S., Vermeer, J. E. M., Munnik, T., Mayer, U.,
Stierhof, Y. D., Grefen, C., Schumacher, K. et al. (2014). Protein Delivery to Vacuole Requires SAND
Protein-Dependent Rab GTPase Conversion for MVB-Vacuole Fusion. Current Biology 24, 1383-1389.
(4) Ebine, K., Inoue, T., Ito, J., Ito, E., Uemura, T., Goh, T., Abe, H., Sato, K., Nakano, A. and Ueda, T.
(2014). Plant Vacuolar Trafficking Occurs through Distinctly Regulated Pathways. Current Biology 24,
1375-1382.
(5) Cui, Y., Zhao, Q., Gao, C. J., Ding, Y., Zeng, Y. L., Ueda, T., Nakano, A. and Jiang, L. W. (2014).
Activation of the Rab7 GTPase by the MON1-CCZ1 Complex Is Essential for PVC-to-Vacuole
Trafficking and Plant Growth in Arabidopsis. Plant Cell 26, 2080-2097.
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49
SESSION 1
P06
LA GERMINATION EN REPONSE AUX STRIGOLACTONES DES GRAINES DE LA
PLANTE PARASITE PHELIPANCHE RAMOSA (L.) POMEL, EST CONTROLEE PAR UN
PROCESSUS DE METHYLATION DE L’ADN INDEPENDANT DE L’ABA
Marc-Marie Lechat, Guillaume Brun, Grégory Montiel, Christophe Véronési, Philippe Simier,
Séverine Thoiron, Jean-Bernard Pouvreau, Philippe Delavault
Laboratoire de Biologie et Pathologie Végétales, EA1157. SFR 4207 QUASAV. UFR des Sciences et
Techniques de Nantes, 2 rue de la Houssinière 44322 Nantes, France
La levée de dormance des graines de Phelipanche ramosa, plante parasite obligatoire de
racines, se déroule en deux temps. Elle requiert d’abord une période de conditionnement
débutant à l’imbibition. Une fois cette phase achevée, la graine devient apte à germer en
réponse à des stimulants de germination, notamment des strigolactones, émanant d’une
plante hôte potentielle. Cette stimulation induit alors l’expression précoce d’un gène de
catabolisme de l’acide abscissique (ABA), PrCYP707A1. Les mécanismes moléculaires
impliqués au cours de la période de conditionnement permettant la levée de l’inhibition de
l’expression
de
ce
gène
ne
sont
néanmoins
pas
ou
peu
connus.
Au cours de cette étude, nous avons cherché à démontrer le rôle potentiel de la méthylation
de l’ADN dans la modulation de l’expression du gène PrCYP707A1 en réponse au GR24, un
analogue de synthèse des strigolactones. Pour cela, la quantification de la méthylation
globale des cytosines de l’ADN, couplée à une approche pharmacologique et à une analyse
plus fine de la méthylation du promoteur du gène PrCYP707A1 ont été effectuées. Nous
avons pu mettre en évidence qu’un processus actif de déméthylation de l’ADN a lieu au
cours du conditionnement, que la présence d’ABA n’empêche pas. De même, une
hypométhylation induite par un agent chimique, la 5-azacytidine, permet de réduire cette
période de conditionnement, et donc d’induire précocement l’expression du gène
PrCYP707A1 en réponse au GR24. L’analyse du promoteur de ce gène par
immunoprécipitation des cytosines, ainsi que par séquençage de l’ADN après traitement au
bisulfite, a permis d’identifier une zone de 78 pb déméthylée au cours de la période de
conditionnement.
Ces résultats démontrent le rôle crucial de l’état de méthylation de l’ADN dans la régulation
de l’expression strigolactone-dépendante du gène PrCYP707A1 menant à la germination de
Phelipanche ramosa, et ce indépendamment de la présence d’acide abscissique.
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50
SESSION 1
P07
ANALYSE DU TAUX DE GERMINATION AU SEIN DES COLLECTIONS DU CENTRE DE
RESSOURCES BIOLOGIQUES CEREALES A PAILLE
Marion Deloche, Lionel Bardy, Audrey Didier, François Balfourier
UMR 1095 INRA-UBP GDEC, Centre de Ressources Biologiques (CRB) des Céréales à paille,
5 chemin de Beaulieu 63039 Clermont-Ferrand Cedex 2, France
La faculté germinative est un paramètre essentiel dans l’évaluation de la qualité des
semences et de leur longévité au cours du temps. Elle est liée à plusieurs facteurs : la
température de conservation, le taux d’humidité, les conditions climatiques au cours de
l’année de récolte mais aussi l’espèce et le génotype. Dans le cadre de la mise en place de
l’assurance qualité, le Centre de Ressources Biologiques Céréales à paille a souhaité suivre
l’évolution de la faculté germinative de sa collection de céréales (Blé, Orge, Avoine, Seigle,
Triticale), ceci afin d’avoir une meilleure visibilité de l’effet des conditions de stockage sur les
semences conservées mais également assurer une bonne qualité des grains distribués et
prioriser les campagnes de multiplication. La méthode suivie pour réaliser ces tests est celle
dite « dessus de papier ». Les grains sont disposés sur un papier buvard humide dans des
boîtes de pétri. La lecture des résultats est effectuée après 5 jours de mise en germination
dans une chambre de germination à température contrôlée. Actuellement, le CRB a effectué
un peu plus de 700 tests sur des lots issus de la récolte 2014 suivant un échantillonnage par
espèce et sur une partie de lots plus anciens commandés au cours de l’année. Les premiers
résultats globaux montrent un taux de germination moyen de 91%. Ces résultats ont été
utilisés pour conduire deux types d’analyse. Dans un premier temps, on a suivi l’influence de
la durée de conservation sur la qualité germinative des semences en observant les données
obtenues sur des lots récoltés et conservés entre les années 2000 et 2014. Dans un second
temps, l’influence du facteur « espèce » sur l’évolution de la faculté germinative a été
analysée. Les résultats permettront, à terme, d’ajuster au mieux les durées de conservation
suivant les espèces en collection.
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51
SESSION 1
P08
LA DEGRADATION PROTEASOMALE DES OLEOSINES UBIQUITINEES EST
IMPLIQUEE DANS LA MOBILISATION DES LIPIDES AU COURS DE LA GERMINATION
CHEZ ARABIDOPSIS
1
Carine Deruyffelaere , Isabelle Bouchez1, Alain Guillot3, Martine Miquel1, Thierry Chardot1
and Sabine D’Andrea1,2
1
2
Institut Jean-Pierre Bourgin RD 10, UMR 1318, INRA, 78026 Versailles, France
AgroParisTech, UMR 1318, Institut Jean-Pierre Bourgin RD10, 78026 Versailles, France
3
INRA, UMR MICALIS, PAPPSO, Domaine de Vilvert, 78532 Jouy-en-Josas, France
Les graines oléagineuses stockent leurs lipides dans des organites appelés corps lipidiques
(CL). Ces CLs sont composés d’un cœur de lipides neutres entouré d’une monocouche
phospholipidique contenant des protéines de structure appelées oléosines. Lors de la
germination, la mobilisation des lipides de réserve s’accompagne d’une dégradation
progressive des oléosines. Cette dégradation pourrait être une étape-clé de la dynamique
des CLs et conditionner la mobilisation des lipides lors de la germination. Récemment,
l’ubiquitination des oléosines a été observée chez le sésame mais le type d’ubiquitination n’a
pas été précisé (1). Or, différents motifs d’ubiquitination peuvent être ajoutés à une protéine
et ainsi orienter son devenir vers différentes voies de dégradation. Dans cette étude, nous
avons analysé l’ubiquitination des oléosines chez l’espèce modèle A. thaliana afin de
préciser les modifications portées par les oléosines et leur(s) voie(s) de dégradation.
Nous avons comparé la cinétique de dégradation des lipides de réserve à celle des
oléosines qui empaquettent ces lipides. La quantification des oléosines par immunoblot a
révélé que certaines oléosines commencent à être dégradées avant les lipides. Cette
observation est en accord avec l’hypothèse que les oléosines forment une barrière
protégeant les lipides de la lipolyse. Par protéomique et par immunoblot, nous avons montré
l’apparition transitoire d’ubiquitination des oléosines à l’issue de la germination. Trois motifs
d’ubiquitination ont été identifiés sur les principales oléosines OLE1 et OLE2. Ces
modifications sont exclusives et pourraient orienter les CLs vers différentes voies de
dégradation. L’une des voies, dépendante du protéasome a été étudiée à l’aide d’un
inhibiteur spécifique. Cet inhibiteur induit un ralentissement de la dégradation des oléosines
et des lipides, et conduit à une accumulation cytosolique d’oléosines ubiquitinées. Ces
résultats montrent que la mobilisation des lipides au cours de la germination est dépendante
de la dégradation par le protéasome des oléosines ubiquitinées (2).
(1) Hsiao and Tzen (2010) Plant Physiol Biochem 49, 77.
(2) Deruyffelaere and D’Andrea (2015) Plant and Cell Physiology doi:10.1093 PCP
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52
SESSION 1
P09
A NEW IMAGE OF WHEAT CELL WALLS REVEALED THROUGH MASS
SPECTROMETRY IMAGING
Audrey Geairon, Dušan Veličković, Fabienne Guillon, Luc Saulnier, Hélène Rogniaux
INRA, Unité BIA, rue de la Géraudière, 44316 Nantes, France
Although cell walls account only for 2-4% of dry weight in the wheat endosperm, they
influence significantly the functional properties of the grain as well as its development. Main
components of wheat cell walls are arabinoxylans (AX) and β-glucans (BG). There is
therefore a deep interest to develop methods able to monitor the time and space variations of
these two polysaccharides within the grain endosperm. To address this issue, imaging of
wheat endosperm cell walls by mass spectrometry (MS) was developed in this work. Timecourse distribution of AX and BG during wheat grain development showed a clear distribution
of both polysaccharides in the peripheral tissues of the endosperm at young stages, while
they are distributed evenly in the endosperm at mature stages. This reproduces simply and
directly some known information, but obtained at the cost of tedious experiments. More
interestingly, MS imaging revealed new structural characteristics of these polysaccharides, in
particular subtle chemical changes undergone during development. A strong acetylation of
AX was detected specifically in the young stages, which may significantly impact the
mechanical properties of the walls. Also, a different localization of the AX according to the
degree of arabinosyl substitution onto the xylosyl backbone was found. The substitution of
AX by ferulic acids was also observed to exhibit a specific spatial and temporal distribution.
In conclusion, this work has demonstrated the utility of imaging by MS to investigate complex
structures such as plant cell walls. The method appeared as complementary to other imaging
techniques by microscopy or micro-vibrational spectroscopy. It provides unique information
about the fine structure of the polysaccharides composing the cell walls and their specific
distribution, thereby opening the way to new structural insights of these complex systems.
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53
SESSION 1
P10
EFFETS DE TEMPERATURES ELEVEES POST-ANTHESE SUR LA CROISSANCE DES
GRAINS DE BLE : ROLE DU STATUT HYDRIQUE DES GRAINS
Christine Girousse1,2, Nicole Allard1,2, David Cormier1,2, Joëlle Messaoud1,2
1
UMR GDEC INRA 1095, 5 Chemin de Beaulieu, 63100 Clermont-Ferrand, France
2
UMR GDEC UBP, Campus Universitaire des Cézeaux, 8 av. Blaise Pascal,
63178 Aubière Cedex, France
Des températures élevées après floraison peuvent entraîner des diminutions importantes du
rendement en grains du blé, en réduisant la masse finale des grains. Il est généralement
admis que cette diminution n’est pas liée à une moindre disponibilité en assimilats alloués
aux grains, mais plutôt à un effet direct des températures élevées sur la croissance du grain
(Wardlaw, 2002). Par ailleurs, en conditions hydriques non-limitantes, des températures
élevées accroissent significativement les vitesses de transpiration (via le VPD), modifiant
ainsi les relations hydriques au sein de la plante (Eyshi Reazi et al., 2014). L’objectif de cette
étude est de tester si les températures élevées post-anthèse modifient le statut hydrique au
sein du grain et en conséquence la croissance volumique du grain. Une diminution de celleci entraînerait une diminution de la force de puits et conséquemment de l’accumulation de
matière sèche dans le grain. Pour cela, des plantes de blé ont été soumises en conditions
semi-contrôlées à des températures élevées (>29°C) pendant 250°Cd après anthèse et nous
avons suivi tout au long du développement des grains leur masse, leur volume, leur quantité
d’eau ainsi que les potentiel hydrique et osmotique. Les premiers résultats montrent que des
températures élevées post-anthèse réduisent de manière significative la masse, le volume et
la quantité d’eau dans les grains mais n’ont pas d’effet significatif sur les variables hydriques
au sein du grain. Cela suggère que la diminution de la masse finale des grains serait la
conséquence d’une diminution de la force de puits des grains via par exemple une réduction
du nombre de cellules de l’albumen.
Ce projet a bénéficié d'une aide de l'Etat gérée par l’ANR au titre du programme
Investissements d'Avenir (projet BreedWheat ANR-10-BTBR-03).
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54
SESSION
P11
CARACTERISATION IN VIVO DE LA TAILLE DES VESICULES LIPIDIQUES DE
GRAINES OLEAGINEUSES MATURES
Marina Gromova1,2, Armel Guillermo2, Pierre-Alain Bayle1, Michel Bardet1
1
2
CEA, INAC-SCIB, LRM, 38000 Grenoble France
Université de Grenoble/CNRS/CEA, INAC-SPrAM, 38000 Grenoble France
Nous présentons ici une méthode originale pour mesurer la taille moyenne des vésicules
lipidiques des graines oléagineuses. Elle repose sur une expérience RMN standard
(Résonance Magnétique Nucléaire sous Gradient de Champ Pulsé - PFGNMR) et ne
nécessite aucun conditionnement spécifique de la graine ; elle n’entraine aucune altération
de l’échantillon. Les réserves énergétiques des graines oléagineuses sont principalement les
triglycérides contenus dans des vésicules de dimensions micrométriques. Or ces graines sont
à la fois une composante essentielle de l’alimentation humaine et animale et une ressource
en biocarburant. Mesurer de manière fiable et rapide la taille des vésicules lipidiques dans les
graines représente donc un enjeu biologique et industriel important. Jusqu’à présent, cette
information n’était accessible que par des procédés longs, requérant une préparation de
l’échantillon : la microscopie optique ou électronique. Nous avons mis à profit la méthode
PFGNMR, bien établie pour étudier les propriétés de transport (diffusion ou écoulement) dans
les solutions et les fluides complexes, pour mesurer la taille moyenne des vésicules à
l’intérieur desquelles sont confinés les triglycérides. Le principe de la mesure réside dans la
limitation des déplacements des triglycérides imposée par la membrane des vésicules. Les
mesures sont faites directement sur les graines simplement placées dans un tube RMN
standard.
Les résultats obtenus sont conformes aux analyses par
microscopie. Cette approche in vivo a permis de corréler la quantité totale de triglycérides
avec la taille moyenne des vésicules.
M. Gromova et al, Eur Biophys J 2015, 44(3), 121-129.
A.Guillermo et al, Analytical Chemistry (2007), M. Bardet et al, Modern Magnetic Resonance (2007).
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55
SESSION 3
P12
STUDY OF GRAIN LEGUMES NUTRITIONAL QUALITY: A FOCUS ON VARIABILITY IN
CELL WALL POLYSACCHARIDE, STARCH AND PROTEIN CONTENTS WITHIN
PEA AND FABA BEAN COLLECTIONS
Sophie Le Gall
INRA UR 1268 BIA-BIBS Plateforme, Nantes, France
Grain legumes are important sources of proteins, vitamins and minerals, and have recently
gained attention as contributing to disease prevention, due to their fibre and slowly-digestible
starch
content,
regulating
glycaemia
and
gastrointestinal
function.
The aim of this study, conducted as part of the European project LEGATO, was to evaluate
the compositional variability of grain legumes among pea and faba bean collections by
chemical screening approaches in order to create a reference database of nutritional traits.
For this, a compositional analysis of cell wall polysaccharides, starch and protein content
was carried out by a biochemical screening approach developed within the BIBS platform of
the BIA research unit, INRA Nantes. This database, enriched with results obtained on other
nutritional and anti-nutritional compounds by other partners of the LEGATO project, will be
used to establish correlation between nutritional quality of grain legumes and technological
properties (legume-based food products) and consumer’s expectations.
This will define new features of seed quality within varietal breeding programs. Moreover, the
same collections of grain legumes were also analyzed by different spectroscopic approaches
developed by other partners and the combination with biochemical data will be done to
develop rapid screening tools of grain legume for key quality traits.
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56
SESSION 3
P13
DISPOSITIF POUR LA CARTOGRAPHIE VOLUMIQUE DU GRAIN DE CEREALE
Frédéric Mabille, Abdelkrim Sadoudi
INRA, UMR 1208 Ingénierie des Agropolymères et Technologies Emergentes (IATE),
2 place Viala, 34060 Montpellier, France
Les morphologies et les aspects texturaux des grains de céréale sont des caractéristiques
importantes pour leurs transformations et leurs usages. Il est donc pertinent de disposer de
moyens de mesure tridimensionnelle de leur texture. Ces caractérisations ont ici de
nombreux objectifs comme la détermination précise des morphologies internes et externes
des graines ou l’estimation des répartitions de chaque partie histologique. L’ensemble de ces
informations
permet
aussi
une
meilleure
valorisation
industrielle
des
graines.
Un dispositif original développé à l’UMR IATE, a été conçu pour réaliser une cartographie
coupe à coupe de grains. Si l’objectif est de déterminer de façon précise la morphologie des
graines, il propose surtout un moyen de localisation volumique interne des parties vitreuses
pour une population de grains (maïs ou blé) représentative d’un lot. La méthode donne une
information plus précise que les mesures couramment utilisées basées sur l’observation
d’une seule section de grain. Le dispositif a été conçu pour réaliser l’analyse simultanée de
plusieurs grains, collés sur un disque rigide en rotation. Le dispositif est automatisé pour que
successivement un outil de coupe enlève une épaisseur déterminée puis qu’une image de
chaque grain soit enregistrée. L’opération terminée, on dispose, pour chaque grain, d’une
série de coupes photographiques dont le nombre dépend de l’épaisseur d’usinage choisie.
L’ensemble de ses données peut ensuite être valorisées, par des traitements d’images non
supervisés, pour une quantification volumique des diverses parties, mais peut aussi être
utilisé pour une reconstruction tridimensionnelle. Il est ainsi possible d’appréhender la forme
des parties vitreuses et leur potentiel semoulier en estimant des volumes de sphères inclues.
L’utilisateur dispose au final, d’une information statistique basée sur l’analyse de plusieurs
dizaines de grains, comprenant des proportions volumiques des fractions vitreuses,
farineuses ainsi que du germe, le volume et la surface des grains, ainsi que la géométrie des
parties histologiques.
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57
SESSION 1
P14
ROLE OF AUTOPHAGY IN SEED DEVELOPMENT AND GERMINATION
IN ARABIDOPSIS
Julien Di Berardino, Anne Marmagne, Céline Masclaux-Daubresse, Michèle Reisdorf-Cren
Institut Jean-Pierre Bourgin, UMR1318 INRA-AgroParisTech Bâtiment 3, INRA Centre de VersaillesGrignon, Route de St-Cyr (RD10), 78026 Versailles Cedex, France
Autophagy (to eat itself) plays a role in cellular homeostasis by cleaning up and detoxifying
all eukaryotic cells. About 40 ATG (AuTophaGy) genes, sharing sequence homology with
Saccharomyces cerevisiae ATG genes, have been identified in Arabidopsis. In plants,
autophagy may play various roles, from plant defence to nutritional recycling (for a review,
see Thompson and Vierstra, 2005). Thus, our group showed, using
15
N labelling
experiments, a nitrogen remobilization defect in atg mutants compared to the wild type. In
addition, seeds of atg mutants contain more %N and less %C compared to those of wild type
(Guiboileau et al. 2012). Autophagy would then play a role either in leaves during
remobilization and/or in seeds during grain filling. Studies of microarrays in eFP Browser
database (http://bar.utoronto.ca/efp/cgi-bin/efpWeb.cgi) showed that ATG genes are
expressed during seed development and germination. We then decided to carry out studies
to investigate the role of autophagy in this organ.
During seed development, autophagy could be involved in storage compound accumulation
and/or in embryo morphogenesis and during seed germination, in the degradation of these
molecules to provide nutriments during seedling growth.
The aim of the thesis will be to characterize ATG gene expression during seed development
and germination (Q-PCR experiments on the 40 genes). Some atg mutants will be selected
to investigate the implication of autophagy in seed morphology and in seed content (proteins,
starch and lipids). Microscopy experiments will be carried out to visualize autophagosomes
(via GFP-ATG8 fusion).
Key words: Autophagy, seed development, seed germination, nitrogen mobilization, seed filling
Guiboileau et al 2012. New Phytologist, 194, 732-740.
Thompson and Vierstra, 2005. Current Opinion in Plant Biology, 8, 165–173.
[email protected]
58
SESSION 1
P15
LE METABOLISME DES XYLOGLUCANES PAR L’ALPHA-XYLOSIDASE EST IMPLIQUE
DANS LA REGULATION DE LA DORMANCE CHEZ ARABIDOPSIS
Julien Sechet, Anne Frey, Delphine Effroy, Adeline Berger, François Perreau, Gwendal
Cueff, Loïc Rajjou, Grégory Mouille, Helen M. North, Annie Marion-Poll
Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB), INRA UMR1318 AgroParisTech, ERL CNRS 3559,
Saclay Plant Science, 78026 Versailles Cedex, France
La dormance et la germination sont contrôlées par la balance hormonale entre deux
hormones, l’acide abscissique (ABA) et les gibbérellines (GA). L’ABA induit et maintient la
dormance, tandis que les GA activent la germination. Après la levée de dormance, la
germination se manifeste par la percée de la radicule à travers les enveloppes (albumen et
tégument). Le remodelage de la paroi cellulaire constitue un élément essentiel de la
régulation de la croissance de l’embryon et de la résistance mécanique de l’albumen, et il
contribue à l’intégration des signaux hormonaux et environnementaux, qui contrôlent la
germination. Chez Arabidopsis thaliana, nous avons sélectionné un mutant, appelé xyl1,
capable de germer en présence de paclobutrazol, un inhibiteur de la biosynthèse des GA.
Les graines de ce mutant sont moins dormantes que celles du type sauvage. Le locus XYL1
code pour une α-xylosidase, qui intervient dans la maturation des xyloglucanes de la paroi,
en coupant les résidus xylose présents sur les ramifications de ces polymères de glucose.
Du fait de leur interaction avec les microfibrilles de cellulose, la structure de ces
hémicelluloses conditionnerait les propriétés d’élasticité de la paroi. Les phénotypes des
graines du mutant xyl1 ont pu être corrélés, lors de la germination, à des modifications de la
composition et de la répartition des xyloglucanes, dans l’hypocotyle de l’embryon et dans
l’albumen. L’analyse des phénotypes de mutants affectés dans d’autres enzymes du
métabolisme des xyloglucanes, avec la caractérisation de lignées transgéniques
suprexprimant XYL1, a de plus fourni des informations nouvelles sur le rôle des xyloglucanes
dans
les
processus
de
croissance
et
de
germination.
[email protected]
59
SESSION 1
P16
PROTEINS ARE CARBONYLATED IN MATURING SEEDS OF
MEDICAGO TRUNCATULA
Pascale Satour1, Chvan Youssef2, Emilie Châtelain1 and Françoise Montrichard1
1
Université d’Angers, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences, SFR QUASAV,
PRES L’UNAM, 49045 Angers, France
2
AgroCampus-Ouest, UMR1345 Institut de Recherche en Horticulture et Semences (IRHS),
49045 Angers, France
Orthodox seeds are in a natural oxidative context from maturation to early germination. This
context is due to a passive accumulation of reactive oxygen species (ROS) as metabolism
by-products in cells of low water potential. It is also due to an active production of ROS by
the embryo axis at the step of germination. ROS accumulation leads to oxidation of
biomolecules, notably proteins. Carbonylation, an irreversible oxidative modification that
leads to protein denaturation, was notably reported to occur in seeds. However, this process
is selective in seeds of good quality while it is massive in seeds of bad quality.
To gain an insight on the role of protein carbonylation in seeds and to help discriminate,
among the proteins prone to carbonylation, those influencing seed quality, we analyzed the
extent of protein carbonylation in seeds of Medicago truncatula during maturation, the last
development step characterized by desiccation. The impact of an artificial drying on
immature seeds was also assessed. We found that protein carbonylation increases in seeds
during natural desiccation or with artificial drying. The pattern of carbonylated proteins, as
analysed in 2D gels, revealed a small set of proteins among which 15 were identified. While
the identity of most of the carbonylated protein seems not to differ with the mode of
desiccation, the extent of carbonylation may vary. We further focused on a protein, the extent
of carbonylation of which increases with the loss of seed quality. We identified the function of
this protein, which may play an important role in seed quality expression.
[email protected]
60
SESSION 1
P17
MUCILAGE ATTACHMENT TO ARABIDOPSIS SEEDS REVEALS A NOVEL LINK
BETWEEN CELLULOSE AND PECTIN
HM North1, MJ Crépeau2, J Vigouroux2, J Tran1, A Berger1, C Sallé1, L Botran1, MC Ralet2
1
Institut Jean-Pierre Bourgin, INRA-AgroParisTech, Versailles, France
2
BIA, INRA Nantes, France
In certain plant species, including Arabidopsis, seed coat epidermal cells accumulate a large
quantity of polysaccharides that are released as mucilage from the seed coat upon
imbibition. Once released, Arabidopsis seed coat mucilage appears as two distinct layers,
the outer non-adherent composed of unsubstituted rhamnogalacturonan I (RG-I), and the
inner adherent one mainly made of RG-I and cellulose. CELLULOSE SYNTHASE5 and
MUCILAGE-MODIFIED (MUM)5 have both been shown to be required for anchoring the
mucilage pectin to the seed coat surface [1-5]. The identity and molecular role of MUM5
remained to be determined. A comparison of sequentially extracted seed mucilage
components from cesa5 and mum5 mutants was carried out. Both mutants showed a
redistribution of mucilage pectin from the inner adherent layer to the outer soluble one. cesa5
further showed a clear reduction in cellulose content, whereas mum5 had a wild-type
cellulose content, but had reduced Xyl contents in the outer mucilage layer. Accordingly,
MUM5 was identified as a putative xylosyltransferase. Biochemical and in vitro binding assay
data demonstrated that xylan chains are attached to RG-I chains and mediate the adsorption
of mucilage to cellulose microfibrils. These results provide a further example of the value of
seed mucilage as a model for studying polysaccharides.
Références
[1] Western et al. (2001) Plant Physiol 127: 998-1011
[2] Macquet et al. (2007) Plant Cell Physiol 48: 984-999
[3] Harpaz-Saad et al. (2011) Plant J 68: 941-953
[4] Mendu et al. (2011) Plant Physiol 157: 441-453
[5] Sullivan et al. (2011) Plant Physiol 156: 1725-1739
[email protected]
61
SESSION 1
P18
DISTRIBUTION OF GRAINS WITHIN THE EAR OF STRAW CEREALS:
RELATION WITH THE BUILD UP OF GRAIN YIELD AND GRAIN QUALITY
Agnès Piquet1,2, Nadège Baillot1, Caroline Juery1, Sandrine Schoettel1
1
2
VetAgrosup, 89 avenue de l’Europe, 63370 Lempdes, France
INRA UMR 1095 GDEC Génétique, Diversité et Ecophysiologie des Céréales (GDEC),
The grain yield and quality stagnate in France from 1995s. The climate is particularly
questioned. Number of grains by m2 and PMG, two main components of the grain yield, as
well as the nitrogen contents of grains are impacted. Furthermore, a strong variability of the
distribution of grains is noticed on the scale of the ear. The physiology of the plant and the
processes of reproduction are factors to be associated with the environmental factors
(climate, soil, crop system) to characterize the variability of the distribution of grains within
the ear. For that, the study was carried out in fields over 3 years. Secondly, the determinants
of this variability are identified to contribute to the understanding of the processes of
tolerance in crop stresses.
[email protected]
62
SESSION 2
P19
IN VITRO EVALUATION OF PHYTOTOXICITY CRUDE OIL CONTAMINATION ON SEED
GERMINATION OF SOME PLANTS
Nesrine Salhi1, Sabrina Souci2 and Hadjer Annou2
1
Université Kasdi Merbah Ouargla Laboratoire de Bio-ressources sahariennes : préservation et
valorisation, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie Ouargla 30 000, Algérie
2
Université Kasdi Merbah Ouargla Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie
Ouargla 30 000, Algérie
Phytotoxicity bioassays through fast germinating of some plants can signify the
phytoremediation potential, effects on growth and survival and also assess extent of
pollution. In the present study, the phytotoxicity effect of crude oil contamination was studies
on six plants namely Hordeum vulgare, Sorghum bicolor and Medicago sativa (agriculture
crops) and the spontaneous plants as Peganum harmala, Zygophyllum album, Bassia
muricata at different levels of contamination (2.5, 5, 7.5, 10% of crude oil) Sorghum bicolor,
Medicago sativa, Peganum harmala and Zygophyllum album tolerated crude oil
contamination at all levels and the total percent seed germination was between 51 to 90%.
But at treatment level (2.5% crude oil l) significantly reduced the germination in Bassia
muricata (92 % decrease) followed by Hordeum vulgare (70% decrease). Crude oil
contamination also caused a reduction in the length of the radicle of the all test plants
studied. Phytotoxicity bioassays results revealed that Sorghum bicolor, Medicago sativa and
Peganum harmala species exhibited better growth and germination even at high
concentration of crude oil as compared to Bassia muricata and Hordeum vulgare. Hence,
these three species have higher potential for phytoremediation of crude oil contaminated
soils.
[email protected]
63
SESSION 2
P20
SEED GERMINATION RESPONSE TO SALINITY STRESS OF TOW SPONTANEOUS
HALOPHYTES SPECIES (PEGANUM HARMALA AND ZYGOPHYLLUM ALBUM)
Hafidha Trabelsi1, Rachida Chaouch-Kouane2, Zineb Boukhetta2
1
Laboratoire de Bioressources Sahariennes, Préservation et Valorisation. Université Kasdi Merbah,
30 000 Ouargla, Algérie
2
Département des Sciences Biologiques. Université Kasdi Merbah, 30 000 Ouargla, Algérie
In Algeria, drought causes soil salinity to increase through an accumulation of salt in the
direction of the root part of the plants, more particularly in semiarid and arid areas. In these
highly salted ecosystems, halophytic plants are growing naturally; however, various species
show different tolerance levels to salinity during their development. Seed germination is the
stage which is most susceptible to this abiotic constraint. We study the effect of salt stress on
the seed germination of tow spontaneous halophytes, Peganum harmala and Zygophyllum
album (Zygophyllaceae) under various salinity treatments (0, 50, 100, 150, 200, 250 and 300
mM NaCl), germination experiment is conducted in incubators set at 25 C°, in darkness for 7
days. The results showed that the highest germination percentages were obtained under
nonsaline conditions and an increase in NaCl concentrations progressively inhibited seed
germination. The elevation of NaCl concentration induces significantly a reduction of
germination percentage for both species. On the other hand, the mean germination time of
two species increased significantly with increasing concentration of NaCl. However, 150 mM
concentrations of NaCl (9g/l) constitute a physiological limit of germination for tow studied
species.This results show that it is difficult to join salt tolerance during germination to the
species
ecology
or
to
its
tolerance
at
the
adult
plants
stage.
Key words: Peganum harmala, salt stress, seed germination, Zygophyllum album
[email protected]
64
SESSION 1
P21
STRUCTURE BIOCHIMIQUE, BIOSYNTHESE ET FONCTION BIOLOGIQUE DES
MANNANES DE L’ALBUMEN DU GRAIN DE BLE
Yves Verhertbruggen1, Sylviane Daniel1, Mark Wilkinson2, Rowan Mitchell2,
Anne-Laure Chateigner-Boutin1, Luc Saulnier1
1
2
INRA UR 1268 BIA, rue de la Géraudière, 44300 Nantes, France
Rothamsted Research, West Common, Harpenden AL5 2JQ, United Kingdom
Les parois cellulaires représentent de 2 à 7% de la masse du grain de blé. Leur impact sur le
développement du grain et sur son utilisation en industrie est considérable. Contrairement
aux principaux polysaccharides des parois du grain de blé, peu d’informations sont
disponible en ce qui concerne les autres polymères pariétaux. Notre projet vise à déterminer
la structure biochimique, la biosynthèse et la fonction bio/physiologique du troisième
polysaccharide le plus abondant des parois de l’albumen du grain de blé : les mannanes. Ce
polysaccharide peut potentiellement avoir un rôle déterminant sur le développement de la
graine puisque, chez Arabidopsis thaliana, des mutants possédant un taux réduit de
mannanes montrent des perturbations au cours de l’embryogenèse. Nous purifions
actuellement des mannanes pour en déterminer la structure fine. Nos données préliminaires
suggèrent que, dans le grain mature, ils sont uniquement présents sous forme de chaînes
courtes de résidus mannose. Ils co-précipitent dans l’alcool avec les arabinogalactaneprotéines (AGPs) et co-éluent avec ces protéines en chromatographie d’exclusion stérique.
Ces résultats suggèrent de fortes interactions entre les mannanes et les AGPs dans le grain
de blé. Pour étudier la biosynthèse et la fonction biologique des mannanes, nous avons
généré des lignées d’interférence ARN (RNAi) qui ciblent CSLD2, le seul membre des
Cellulose Synthase Like D détecté dans l’albumen. Son rôle dans la synthèse des parois
végétales a été démontré chez Arabidopsis et une activité mannane mannosyltransférase a
été proposée. Par comparaison avec des lignées non-transformées, des immunodots et des
analyses biochimiques indiquent une augmentation de mannanes dans les transformants
RNAi. Ces résultats confortent une fonction liée aux mannanes mais ne corrobore pas avec
une activité mannane mannosyltransférase. Les futurs travaux consisteront à déterminer la
structure biochimique exacte des mannanes présents dans l’albumen du grain de blé et à
élucider la fonction de TaCSLD2.
[email protected]
65
SESSION 1
P22
BASES GENETIQUES DE L’ALLONGEMENT DE L’HYPOCOTYLE A L’OBSCURITE
CHEZ MEDICAGO TRUNCATULA
Chvan Youssef1, Catherine Aubry2, Pascale Satour2, Daniel Beucher1,
Marjorie Juchaux3, Béatrice Teulat1
1
Agrocampus ouest, UMR 1345 Institut de Recherche en Horticulture des Semences (IRHS),
SFR 149 QUASAV, PRES UNAM, 16 Boulevard Lavoisier 49045 Angers, France
2
Université d’Angers, UMR 1345 IRHS, SFR QUASAV, PRES UNAM, 2 Boulevard Lavoisier
49045 Angers, France
3
Plateau technique IMAC-SFR 149 QUASAV, INRA 42 rue Georges Morel
49070 Beaucouzé, France
La croissance hétérotrophe de l’hypocotyle est une étape clé pour la réussite de la levée. La
présente étude est focalisée sur l’analyse du déterminisme génétique de l’allongement de
cet organe à l’obscurité chez Medicago truncatula en déterminant le nombre et la longueur
des cellules, caractéristiques sur lesquelles repose la longueur d’un organe. Elle a révélé
une grande variabilité génétique du nombre de cellules de l’épiderme (tissu gouvernant
l’allongement des organes) de l’hypocotyle dans les graines de 14 génotypes représentatifs
de la diversité génétique de l’espèce. La stabilité de ce nombre de cellules dans des graines
récoltées à partir de différentes productions suggère que ce caractère est sous contrôle
génétique fort. L’analyse de la croissance post-germinative dans diverses conditions a
montré que ce nombre de cellules défini lors de l’embryogénèse est le principal déterminant
de la variation génotypique de la longueur de hypocotyle en conditions optimales de
croissance. Cependant, l'élongation cellulaire devient le déterminant majeur des différences
génotypiques observées en conditions de stress abiotiques (basse température, déficit
hydrique). Des QTL contrôlant le nombre de cellules de l’épiderme et la longueur maximale
atteinte par ces cellules à basse température ont ensuite été identifiés à partir d’une
population de 101 lignées recombinantes. Parmi ces QTL, ceux ayant un impact sur
l’élongation de l’hypocotyle à basse température ont été mis en évidence. Par ailleurs, une
analyse comparée du protéome et des constituants des parois initiée chez deux génotypes
ayant un nombre de cellules de l’hypocotyle similaire mais une capacité d’allongement
cellulaire contrastée, permet de proposer des mécanismes moléculaires ou des protéines
candidates pouvant être à l’origine des différences observées entre les génotypes (e.g.
Phospholipase D, Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase). Cette étude fournit de
nouvelles connaissances sur les bases génétiques de la croissance de l’hypocotyle avant
levée et des voies pour améliorer le potentiel d’allongement de l’hypocotyle.
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66
LISTE DES PARTICIPANTS
67
Liste des
participants
NOM Prénom
Colloque Graines 2015
Organisme
Ville
e-mail
ALVAREZ David
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
ANTONETTI
Philippe
Conservatoire
National Botanique
du Massif Central
CNRS-IRD IMBE
ChavagnacLafayette
[email protected]
Marseille
[email protected]
Beauvais
[email protected]
BABI Selver
Institut
Polytechnique
LaSalle Beauvais
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
BAILLOT Nadège
VetagroSup
Lempdes
[email protected]
BAILLY Christophe
UPMC
Paris
[email protected]
BAILLY Geraldine
BASF
Ecully
[email protected]
BAILLY Marlène
INRA IJPB
Versailles
[email protected]
BANCEL
Emmanuelle
BARDY Lionel
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
BARRET Pierre
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
BELMAS Elodie
IRHS
Angers
[email protected]
BEN SADOUN
Sarah
BERTAUD Michaela
SupAgro
Montpellier
Vilmorin
La Ménitré
[email protected]
BERTHE GrégoireYves
BEUCHER Daniel
Céréales Vallée
Saint-Beauzire
[email protected]
IRHS
Angers
[email protected]
BONNOT Titouan
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
BOUCHEZ Isabelle
INRA IJPB
Versailles
[email protected]
BOUDET Julie
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
BOUGUENNEC
Annaig
BRANLARD Gérard
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
Université de
Bourgogne
Université de
Nantes LBPV
INRA EVAN
Dijon
[email protected]
Nantes
[email protected]
Caen
[email protected]
IRHS
Angers
[email protected]
Université Paul
Sabatier LRSV
Toulouse
[email protected]
Nantes
[email protected]
[email protected]
ARENE Fabien
AUSSENAC Thierry
BRETAGNOLLE
François
BRUN Guillaume
BRUNEL-MUGUET
sophie
BUITINK Julia
BURLAT Vincent
CHATEIGNERINRA BIA
BOUTIN Anne-Laure
CHEPTOU PierreCNRS CEFE
Olivier
Montpellier
68
DACHER François
DARDEVET Mireille
HM Clause
Limagrain
INRA GDEC
DARON Lucile
Enza Zaden
DELAVAULT
Philippe
DELIBES Guilhem
Université de
Nantes LBPV
SupAgro
Montpellier
DELOCHE Marion
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
DERUYFFELAERE
Carine
DESAINT Henri
INRA IJPB
Versailles
[email protected]
SupAgro
Montpellier
HM Clause
Limagrain
Conservatoire
National Botanique
du Massif Central
HM Clause
Limagrain
SupAgro
Portes les Valence [email protected]
[email protected]
Lafayette
DESBOIS-VIMONT
Carole
DESCHEEMACKER
Arnaud
DESURMONT
Françoise
DIOUF Isidore
DUBOIS Jonathan
Clermont-Ferrand
[email protected]
Enkhuizen
(Hollande)
Nantes
[email protected]
[email protected]
Montpellier
Conservatoire
National Botanique
Alpin
INRA Agroécologie
Gap
[email protected]
Dijon
[email protected]
GEVES
Beaucouzé
[email protected]
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
INRA DiaScope
Mauguio
[email protected]
CNRS-IRD IMBE
Avignon
[email protected]
Aubière
ESQUERDO
Chistelle
FALOURD Xavier
Université Blaise
Pascal GDEC
Limagrain Europe
Saint-Beauzire
[email protected]
[email protected]
INRA BIA
Nantes
[email protected]
FANUEL Mathieu
INRA BIA
Nantes
[email protected]
FARDET Anthony
INRA QuaPA
Theix
[email protected]
FAYE Annie
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
FELLAH Manel
SupAgro
Montpellier
FERRATON pierre
Vilmorin
La Ménitré
[email protected]
Gap
[email protected]
DUC Gérard
DUCOURNAU
Sylvie
DUPUITS Céline
DUSAUTOIR JeanClaude
DUTOIT Thierry
ElZANATI Osama
FORT Noémie
Conservatoire
Botanique National
Alpin
FOUGEREUX Jean- FNAMS
Albert
FRANCIN-ALLAMI
INRA BIA
Mathilde
GALLARDO Karine INRA Agroécologie
Brain Sur L'authion [email protected]
Nantes
[email protected]
Dijon
[email protected]
69
GATEAU Isabelle
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
GAUTIER Laure
Vilmorin
La Ménitré
[email protected]
GEAIRON Audrey
INRA BIA
Nantes
[email protected]
GIROUSSE
Christine
GRAPPIN Philippe
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
IRHS
Angers
Université Blaise
Pascal GDEC
SupAgro
Aubière
[email protected]
[email protected]
GUERIN Claire
GUILLAUME
Maxime
GUILLEMOT Amélie SEEDLAB
Montpellier
Longue-Jumelle
[email protected]
GUILLERMO Armel
CEA LPCI
Grenoble
[email protected]
GUILLON Fabienne
INRA BIA
Nantes
[email protected]
GUILLOT Hélène
UFS
Paris
[email protected]
GUILLY Susie
SupAgro
Montpellier
HOOKS Mark
INRA IBVM
Bordeaux
[email protected]
INGRAM Gwyneth
ENS RDP
Lyon
[email protected]
JAMES Damien
Mont de Marsan
[email protected]
JAUVION Vincent
Maïsadour
Semences
Vilmorin
La Ménitré
[email protected]
JOANDEL Judicaël
CELNAT
[email protected]
JOB Dominique
Bayer CropScience
Saint GermainLaprade
Lyon
[email protected]
JUERY Caroline
VetagroSup
Lempdes
[email protected]
KELNER JeanJacques
LABAUNE
SupAgro
Montpellier
[email protected]
SupAgro
Montpellier
LAILLET Brigitte
INRA BIA
Nantes
[email protected]
LALANNE David
IRHS
Angers
[email protected]
LANDE Nathalie
Mont de Marsan
[email protected]
LARRE Colette
Maïsadour
Semences
INRA BIA
Nantes
[email protected]
LE GALL Sophie
INRA BIA
Nantes
[email protected]
LE SIGNOR
Christine
LECHAPPE Joël
INRA Agroécologie
Dijon
[email protected]
GEVES
Beaucouzé
[email protected]
LEPRINCE Olivier
IRHS
Angers
[email protected]
LESAGE Véronique
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
LEYMARIE Juliette
UPMC
Paris
[email protected]
LOISEAU Marianne
ANSES LSV
Angers
[email protected]
LUPI Roberta
INRA BIA
Nantes
[email protected]
LY VU Joseph
IRHS
Angers
[email protected]
70
MABILLE Frédéric
INRA IATE
Montpellier
MALLESSARD
Pauline
MALLIART
Capucine
MARI Stéphane
SupAgro
Montpellier
Gautier Semences
Eyragues
INRA BPMP
Montpellier
[email protected]
om
[email protected]
INRA IJPB
Versailles
[email protected]
INRA IJPB
Versailles
[email protected]
SupAgro
Montpellier
[email protected]
SupAgro
Montpellier
HM Clause
Limagrain
INRA GDEC
MARION-POLL
Annie
MARMAGNE Anne
MARTIN GRANDE
Isabel
MCLEOD Louis
MERIAUX Benoît
MERLINO Marielle
[email protected]
Clermont-Ferrand
[email protected]
University of Trásos-Montes and Alto
Douro FGPU
SupAgro
Villa Real
(Portugal)
[email protected]
IRHS
Angers
[email protected]
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
NDOUR Mbéry
SupAgro
Montpellier
NOBLET Agathe
UPMC
Paris
[email protected]
NORTH Helen
INRA IJPB
Versailles
[email protected]
PAGESSE Pierre
GNIS
Paris
[email protected]
PIQUET Agnès
VetagroSup
Lempdes
[email protected]
PROSPERI JeanMarie
RAVEL Catherine
INRA AGAP
Montpellier
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
[email protected]
SupAgro
Montpellier
[email protected]
Limagrain Europe
Saint-Beauzire
[email protected]
Université Blaise
Pascal GDEC
CNRS-IRD IMBE
Clermont-Ferrand
[email protected]
Marseille
[email protected]
Université Kasdi
Merbah LBS
INRA IATE
Ouargla (Algérie)
[email protected]
Montpellier
IRHS
Angers
[email protected]
[email protected]
SAULNIER Luc
INRA BIA
Nantes
[email protected]
TASSY Caroline
INRA GDEC
Clermont-Ferrand
[email protected]
TEULAT Béatrice
IRHS
Angers
[email protected]
TEYSSIER Caroline
INRA
Orléans
[email protected]
MIRANDA Júlio
MONTAZEAUD
Germain
MONTRICHARD
Françoise
NADAUD Isabelle
REGNARD JeanLuc
RIGAL Kareine
ROCHE Jane
SAATKAMP Arne
SALHI Nasrine
SAMSON MarieFrançoise
SATOUR Pascale
Montpellier
71
THOIRON Séverine
THOMPSON
Richard
TRABELSI Hafidha
TRIGUI Ghassen
VERHERTBRUGGE
N Yves
VERTESZAMBETTAKIS
Sophie
YOUSSEF Chvan
Université de
Nantes LBPV
INRA Argoécologie
Nantes
[email protected]
Dijon
[email protected]
Université de
Ouargla LBSPV
GEVES
Ouargla (Algérie)
[email protected]
Beaucouzé
[email protected]
INRA BIA
Nantes
[email protected]
Conservatoire
Botanique National
Sud-Atlantique
IRHS
Audenge
[email protected]
Angers
[email protected]
72
73

Poster - Graines Conference 2017

Transcription

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