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Mots-clés : Maïs, Arabidopsis thaliana, Biomasse lignocellulosique, Qualité de la paroi, Sécheresse, Xylème, QTL, Gènes candidats. 

Ecole(s) doctorale(s) de rattachement : ED145 "Sciences du Végétal" Université Paris 11-Orsay

Contacts :

Institut Jean-Pierre Bourgin, UMR1318 INRA-AgroParisTech
Bâtiment 4
INRA Centre de Versailles-Grignon
Route de St-Cyr (RD10)
78026 Versailles Cedex France

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

 

Responsable
Matthieu Reymond

Chargé de Recherche

Christine Horlow
Chargé de recherche

Yves Griveau
Ingénieur de Recherche

 

Aloise Ducamp (60%)
Technicien


Marie-Noelle Fortabat
Assistant- ingénieur

 

 

Anciens membres
de l'équipe

Mylène Durand-Tardif
Directeur de recherche

Sylvie Coursol
Chargé de recherche

 

Valérie Méchin (50%)
Chargé de Recherche

Marie-Pierre Jacquemot
Technicien

 

Aurélie Baldy
Ingénieur
du 3/3/14 au 28/2/15

 

 

 

Résumé :

L’équipe « Qualité de la biomasse » a été créée en 2012. Son objectif est l’identification de paramètres qui agissent sur la mise en place de la biomasse lignocellulosique et qui, à terme, sont déterminants pour sa valorisation, dans un contexte hydrique limitant ou non.

La biomasse végétale terrestre ou biomasse lignocellulosique est principalement composée de parois cellulaires. A l’intérieur de la paroi dite « primaire », essentiellement composée de pectine et d’hémicelluloses, se met en place une paroi dite « secondaire » qui est un assemblage de polysaccharides (cellulose et hémicelluloses) et de composés phénoliques (lignines et acides p-hydroxycinnamiques). Les lignines renforcent les propriétés mécaniques des tissus chez les plantes, mais compliquent l’accès des enzymes aux polysaccharides lors de la production de biocarburants et limitent la dégradabilité des fourrages. L’équipe vise à adapter la qualité de la biomasse lignocellulosique en vue d’une meilleure valorisation lors des procédés de bio-raffinerie ou pour l’alimentation animale. Par ailleurs, dans le contexte actuel du réchauffement climatique, la disponibilité en eau pour l’irrigation des cultures devient un enjeu majeur. Ainsi, pour satisfaire la demande d’une population toujours croissante, l’enjeu est de maintenir un bon rendement des cultures tout en assurant une bonne qualité et une production respectueuse de l’environnement. L’équipe cherche donc à comprendre les relations qui existent entre le développement et la qualité des parois végétales, la disponibilité en eau et les flux d’eau dans la plante, pour à terme, déterminer leurs impacts sur la capacité de la plante à maintenir les performances en situation de déficit hydrique.



Résultats marquants :

L’équipe s’appuie sur les compétences complémentaires de ses différents membres pour réaliser une analyse multidisciplinaire du mécanisme de mise en place des constituants pariétaux en utilisant des outils relevant de :

  • la génétique, la génomique et la protéomique pour identifier des QTL (Quantitative Trait Loci), des gènes candidats, des protéines et leurs polymorphismes impliqués dans la variation de la qualité de la biomasse et/ou de la réponse à la sécheresse ;
  • la biochimie et l’histologie pour caractériser la mise en place des différents constituants pariétaux, ainsi que leur répartition au sein des différents tissus, dans le but de comprendre les paramètres clés de la fonctionnalité des parois et de la dégradabilité de la biomasse.

Les gènes candidats identifiés font enfin l’objet d’une validation (étude de mutants, gain- et/ou perte-de-fonction) et d’une caractérisation fonctionnelle (expression et partenaires in vivo).



Publications représentatives :

Barrière Y., Méchin V., Lefèvre B., Maltèse S., 2012. QTLs for agronomic and cell wall traits in a maize RIL progeny from a cross between an old Minnesota13 line and a modern Iodent line. TAG, Online first 22 march 2012.

Chavigneau H., Goué N., Delaunay S., Courtial A., Jouanin L., Reymond M., Méchin V., Barrière Y. 2012. QTL for floral stem lignin content and degradability in three recombinant inbred line (RIL) progenies of Arabidopsis thaliana and search for candidate genes involved in cell wall biosynthesis and degradability. Open Journal of Genetics 2 : 7-30.

Courtial A, Jourda C, Arribat S, Balzergue S, Huguet S, Reymond M, Grima-Pettenati J, Barrière Y. 2012 Comparative expression of cell wall related genes in four maize RILs and one parental line of variable lignin content and cell wall degradability. Maydica 57

Culhaoglu T., Zheng D., Méchin V., Baumberger S., 2011. Adaptation of the Carrez procedure for the purification of ferulic and p-coumaric acids released from lignocellulosic biomass prior to LC/MS analysis. J. Chrom. B 879 : 3017-3022.

Lefebvre, V., Fortabat, M.N., Ducamp, A., North, H.M., Maia-Grondard, A., Trouverie, J., Boursiac, Y., Mouille, G., and Durand-Tardif, M. 2011. ESKIMO1 Disruption in Arabidopsis Alters Vascular Tissue and Impairs Water Transport. PLoS ONE 6, e16645.

Méchin V., Riboulet C., Guillaumie S., and Barrière Y., 2011. Investigating maize cell wall traits for improvement of silage and biofuel production in Europe. In Advances in maize, Prioul JL (Ed).

Prioul J.L., Damerval C., Manicacci D., Méchin V. 2011. Proteomics in identifying new regulatory mechanisms involved in seed development and ultimately seed quality. In SEED DEVELOPMENT: OMICS Technologies toward Improvement of Seed Quality and Crop Yield,  Agrawal GK and Rakwa R (Eds). Springer (The Netherlands).

Zhang Y., Culhaoglu T., Pollet B., Melin C., Denoue D., Barriere Y., Baumberger S., and Méchin V. 2011. Impact of lignin structure and cell wall reticulation on maize cell wall degradability. Journal of Agricultural and Food Chemistry 59 : 10129–10135.

Barrière Y., Méchin V., Denoue D., Bauland C., and Laborde J., 2010. QTL for Yield, Earliness, and Cell Wall Quality Traits in Topcross Experiments of the F838 x F286 Early Maize RIL Progeny. Crop Sci. 50 (1) : 1761-1772.

Demont-Caulet N., Lapierre C., Jouanin L., Baumberger S., and Méchin V., 2010. Peroxidase-catalyzed copolymerization of coniferyl and sinapyl alcohols: a kinetic approach of an endwise process. Phytochemistry 71 (14-15) : 1673-1683.

Barrière Y., Méchin V., Lafarguette F., Manicacci D., Guillon F., Wang H., Lauressergues D., Pichon M., Bosio M., and Tatout C., 2009. Toward the discovery of maize cell wall genes involved in silage quality and capacity to biofuel production. Maydica 54 (2-3) : 161-198.

Barrière Y., Méchin V., Riboulet C., Guillaumie S., Bosio M., Fabre F., Lapierre C., Pichon M., and MartinantJ.P., 2009. Genetic and genomic approaches for improving biofuel production from maize. Euphytica 170 (1-2) : 183-202.

Lefebvre, V., Kiani, S.P., Durand-Tardif, M. 2009. A Focus on Natural Variation for Abiotic Constraints Response in the Model Species Arabidopsis thaliana. Int J Mol Sci 10, 3547-3582.

Manicacci D., Camus-Kulandaivelu L., Fourmann M., Arar C., Barrault S., Rousselet A., Feminias N., Consoli L., Frances L., Méchin V., Murigneux A., Prioul J.L., Charcosset A., and Damerval C., 2009. Epistatic interactions between Opaque2 transcriptional activator and its target gene CyPPDK1 control kernel trait variation in maize. Plant Physiol. 150 (1) : 506-520.

Riboulet C., Guillaumie S., Méchin V., Bosio M., Pichon M., Goffner D., Lapierre C., Martinant J.P., and Barrière Y., 2009. Kinetic of phenylpropanoid gene expression in maize ear growing internodes : relationships with cell wall deposition. Crop Science 49 (1) : 211-223.

 

Publications antérieures :

Vetter MM, Kronholm I, He F, Häweker H, Reymond M, Bergelson J, Robatzek S, de Meaux J. 2012 Flagellin perception varies quantitatively in Arabidopsis thaliana and its relatives. Mol Biol Evol. 29 1655-67

Alcázar R, Reymond M, Schmitz G, de Meaux J. 2011 Genetic and evolutionary perspectives on the interplay between plant immunity and development. Curr Opin Plant Biol. 14 378-84.

Silady RA, Effgen S, Koornneef M, Reymond M. 2011 Variation in seed dormancy quantitative trait loci in Arabidopsis thaliana originating from one site. PlosOne 6 e20886

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Bentsink L., Hanson J., Hanhart C., Blankestijn-de Vries H., Coltrane C., Keizer P., El-Lithy M., Alonso-Blanco C., Andrés M.T., Reymond M., van Eeuwijk F., Smeekens S., Koornneef M. 2010. Natural variation for seed dormancy is regulated by additive genetic and molecular pathways. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107 4264-4269

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Galpaz N, Reymond M. 2010. Natural variation in Arabidopsis thaliana revealed a genetic network controlling germination under salt stress. PloSOne 5  e15198

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Guillaumie S., Mzid R., Méchin V., Leon C., Hichri I., Destrac-Irvine A., Trossat-Magnin C., Delrot S., and Lauvergeat V., 2010. The grapevine transcription factor WRKY2 influences the lignin pathway and xylem development in tobacco. PMB 72 (1-2) : 215-234.

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Tisné S., Schmalenbach I., Reymond M., Dauzat M., Pervent M., Vile D., Granier C. 2010. Keep on growing under drought: genetic and developmental bases of the response of rosette area using a recombinant inbred line population Plant Cell and Environment  33 1875-1887

Alcázar R., García A.V., Parker J.E., Reymond M. 2009. Incremental steps towards incompatibility revealed by Arabidopsis epistatic interactions modulating salicylic acid pathway activation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106 334–339

Alonso-Blanco C., Aarts M.G.M., Bentsink L, Keurentjes J.J.B., Reymond M., Vreugdenhil D., Koornneef M. 2009. What has natural variation taught us about plant development and physiology? Plant Cell 21 1877-1896.

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Pour en savoir plus :
 


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