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Homéostasie lipides-protéines dans la graine
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Mots-clés : lipides, protéines, graines, QTL, Arabidopsis thaliana

Ecole(s) doctorale(s) de rattachement : ED 145 Sciences du Végétal, Paris-Sud 11, Orsay


Contacts :

Institut Jean-Pierre Bourgin, UMR1318 INRA-AgroParisTech
INRA - Centre de Versailles-Grignon
Bâtiment 7
Route de Saint-Cyr (RD 10)
78026 Versailles Cedex France


tél : +33 (0)1 30 83 30 00 - fax : +33 (0)1 30 83 33 19

Philippe Guerche
Responsable
Directeur de recherche

Alain Lécureuil
Technicien

 

Anciens membres
de l'équipe

Sophie Jasinski
Chargé de recherche

 

 

 


Résumé :

Dans le but de substituer une partie de la consommation de produits pétroliers par des molécules issues de la « chimie verte », il est nécessaire d’améliorer la productivité et la qualité des produits des végétaux utilisés pour les cultures industrielle. Pour les oléoprotéagineux européens, ces molécules d’intérêt (huile, acides gras, protéines, acides aminés) sont stockées dans la graine. L’objectif général de ce nouveau projet consiste à identifier les principaux facteurs génétiques qui orientent l’accumulation des réserves (sous forme de lipides ou de protéines notamment) chez Arabidopsis, bon modèle pour les oléoprotéagineux européens. Dans le cadre du développement durable, la détermination de ces facteurs sera également menée en conditions d'intrants limitantes (azote notamment…). Les teneurs en constituants de réserve étant des caractères complexes, nous entreprenons une approche de génétique quantitative basée sur l’exploitation de la variabilité génétique naturelle de cette espèce afin d'identifier des QTL liés au remplissage de la graine. L'objectif à terme est de transposer les connaissances acquises aux espèces (oléoprotéagineuses) de grande culture.
Ce projet est mené en collaboration avec deux équipes du pôle "Reproduction et Graines" ("Développement et qualité des graines", "Dynamique et structure des corps lipidiques") et deux équipes du pôle "Adaptation des Plantes à leur Environnement" ("Senescence, autophagie, recyclage nutritionnel et efficacité d’utilisation de l’azote", "Signalisation, transport et utilisation de l’azote") de l'IJPB dans le cadre du projet Archive (Amélioration du remplissage des graines pour la chimie verte)

 


Résultats marquants :

Au cours des 4 premières années de ce projet nous avons :
- Analysé la variabilité naturelle chez Arabidopsis des caractères étudiés (teneur en huile, en carbone et azote, poids de 1000 grains…) et évalué l'effet des variations environnementales sur ces caractères. Trois campagnes de cultures identiques successives réalisées sur 670 plantes ont permis de définir des conditions de culture contrôlées et répétables.
- Mis au point des techniques simples, fiables et répétables de mesure des teneurs en huile, en carbone et en azote des graines d’Arabidopsis en utilisant la spectrométrie proche infra rouge (NIRS) (article en préparation)
- Cultivé 3 répétitions de 3 populations de 164 lignées recombinantes chacune (1500 plantes), les marquer à l'N15 et mesurer différents caractères sur les individus ou leurs graines (temps de floraison, indice de récolte, poids de 1000 grains, mesures de teneurs en huile, carbone et azote des graines par NIRS).
- Détecté un certain nombres de QTL à partir de ces données (teneur en huile, en carbone et azote, poids de 1000 grains, indice de récolte etc…)
Certains de ces QTL sont en cours de validation par l'utilisation d'HIF (Heterogeneous Inbred Families) et d'autres, déjà validés, sont en cours de cartographie fine et devraient permettre d’identifier des régulateurs du remplissage de la graine d’Arabidopsis.

Parallèlement nous avons aussi cloné un QTL impliqué dans la biosynthèses des acides gras à très longue chaine dans la graine d'Arabidopsis.



Publications représentatives :

Chardon F, Jasinski S, Durandet M, Lecureuil A, Soulay F, Bedu M, Guerche P, Masclaux-Daubresse C (2014) QTL meta-analysis in Arabidopsis reveals an interaction between leaf senescence and resource allocation to seeds. Journal of Experimental Botany 65:3949-62. (pdf)

Tisne S, Serrand Y, Bach L, Gilbault E, Ben Ameur R, Balasse H, Voisin R, Bouchez D, Durand-Tardif M, Guerche P, Chareyron G, Da Rugna J, Camilleri C, Loudet O (2013) Phenoscope: an automated large-scale phenotyping platform offering high spatial homogeneity. The Plant journal : for cell and molecular biology (pdf)

Jasinski S, Lecureuil A, Miquel M, Loudet O, Raffaele S, Froissard M, Guerche P (2012) Natural Variation in Seed Very Long Chain Fatty Acid Content Is Controlled by a New Isoform of KCS18 in Arabidopsis thaliana. PLoS One 7: e49261 (pdf)

To A, Joube J, Barthole G, Lécureuil A, Scagnelli A, Jasinski S, Lepiniec L, Baud S (2012) WRINKLED transcription factors orchestrate tissue-specific regulation of fatty acid biosynthesis in Arabidopsis. Plant Cell 24, 5007-5023 (pdf)

 

 

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