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Composition de la graine de tournesol (Helianthus annuus L.) sous l'effet conjugué des contraintes agri-environnementales et des potentiels variétaux

Roche, Jane (2005) Composition de la graine de tournesol (Helianthus annuus L.) sous l'effet conjugué des contraintes agri-environnementales et des potentiels variétaux.

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Prix Léopold Escande 2005 (more)

Abstract

Les graines de tournesol sont une source de matières premières recherchées par l'industrie pour l'alimentation humaine et animale et pour des applications non alimentaires. Toutefois, la composition des graines de tournesol est largement influencée par les facteurs génétiques et environnementaux. Notre démarche vise à caractériser les modes d'élaboration de constituants de la graine utiles pour les transformations industrielles par l'adaptation des conduites culturales et par le choix de génotypes. Par l'utilisation de l'expérimentation pluriannuelle de plein champ et de quelques génotypes présentant des caractéristiques intéressantes (oléiques ou non oléiques et/ou tolérants à la sécheresse), la variabilité des teneurs en composés de la graine est étudiée selon les conditions agrienvironnementales (date de semis, régime hydrique, séquences climatiques). Elle révèle le rôle déterminant de l'élévation de température ou de la contrainte hydrique survenant après floraison sur le déplacement de l'équilibre huile/protéines vers la fraction protéique. Il apparaît aussi une forte corrélation entre la teneur en acides gras insaturés à maturité (acides oléique et linoléique) et la température. Sous stress hydrique, la teneur en acide oléique chute tandis que la teneur des autres acides gras et celle des phytostérols sont renforcées. L'analyse de la dynamique d'accumulation des constituants en réponse aux contraintes appliquées permet d'identifier deux phases dans l'accumulation de l'acide oléique. L'accumulation des phytostérols dans l'huile est maximale en début de maturation des graines et sous l'effet des forts déficits hydriques. Pour caractériser les génotypes utilisés, il a été choisi de déterminer le niveau d'expression des gènes du métabolisme de base du tournesol sur une puce à ADN du tournesol (Génoplante BAP ENSAT). En réponse à une forte contrainte hydrique, ces gènes sont exprimés ou réprimés selon les conditions de stress hydrique. L'approche intégrative alliant caractérisations agro-physiologique, lipochimique et génomique permet de progresser dans la connaissance des interactions génotype*environnement pour une production de qualité, et, aussi de dégager des éléments de gestion de la culture de tournesol susceptibles d'orienter les synthèses vers les constituants d'intérêt industriel. ABSTRACT : Sunflower seeds are a source of raw materials required for industrial purposes in human and animal food and nonfood applications. However, sunflower seeds composition is largely influenced by genetic and environmental factors. Our study deals with the characterization of the accumulation of seed components useful for industrial transformations by the choice of cultural practices and genotypes. Using a pluri-annual field device and genotypes with traits of interest (oleic or non oleic and/or drought tolerant), the seed composition variability is studied under agri-environmental conditions (sowing date, water regime and climate sequences). The major effect of high temperature or water constraint occurring after flowering is to orientate oil/protein balance towards the protein fraction. It appears also a closed correlation between the unsaturated fatty acid contents (acid oleic and acid linoleic) and the temperature at physiological maturity. Under water stress the oleic acid content is reduced while the content of the other fatty acids or phytosterols is enhanced. The analysis of components accumulation in response to stress leads to the identification of two phases for oleic acid accumulation. The phytosterols accumulation in oil reaches a maximum at the beginning of seed ripening under scarce water resource. To characterize the genotypes selected, the expression level of genes involved in primary metabolism is undertaken using a sunflower microarray (Génoplante BAP ENSAT). In response to a strong water constraint, these genes were up- or down-regulated according to water stress level. The integrative approach combining agro-physiological, biochemical and genomic characterizations improves knowledge on genotype*environment interactions for quality production, and also, points out some ways to adapt sunflower crop to the production of specific components for industrial purposes.

Department or laboratory:Laboratoire de Biotechnologie et Amélioration des Plantes - BAP (Castanet-Tolosan, France)
Directeur de thèse:Bouniols, Andrée
Uncontrolled Keywords:Graine - Tournesol - Acides gras - Phytostérols - Génotype - Stress hydrique - Température - Expression des gènes. KEYWORDS : Sunflower - Fatty acids - Phytosterols - Genotype - Water stress - Temperature - Gene expression
Subjects:Agro-industrial chemistry > Agricultural resources
Deposited On:17 February 2006

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