N° d'ordre:

Zéphirin Mouloungui

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
1 N° d'ordre: 2225 THESE présentée pour obtenir LE TITRE DE DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE École Doctorale : Sciences des Procédés Spécialité : Sciences des Agroressources par Jane ROCHE Composition de la graine de tournesol (Helianthus annuus L.) sous l'effet conjugué des contraintes agri-environnementales et des potentiels variétaux Soutenue le 27 Mai 2005 devant le jury composé de: Zéphirin MOULOUNGUI Directeur de recherche INRA Président Andrée BOUNIOLS Directeur de recherche INRA Directeur de thèse Françoise CORBINEAU Professeur Université Paris VI Rapporteur Félicity VEAR Directeur de recherche INRA Rapporteur Philippe MORARD Professeur ENSA Toulouse Membre Zakaria OUISSAFANE Industriel (Maroc) Membre

• industriel


• analyse de la dynamique d'accumulation des constituants en réponse aux contraintes appliquées


• diversified composition


• cultural practices


• field-grown sunflower genotypes


• graine utiles pour les transformations industrielles par l'adaptation des conduites culturales


• composition des graines de tournesol


• sunflower seeds

Sujets

• Corbineau
• Institut national polytechnique de Toulouse
• Barranco
• Aguilar

Informations

• Publié par: profil-zyak-2012
• Publié le: 01 mai 2005
• Nombre de lectures: 75
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

N° d’ordre: 2225


THESE

présentée
pour obtenir

LE TITRE DE DOCTEUR DE L’INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE

École Doctorale : Sciences des Procédés
Spécialité : Sciences des Agroressources

par

Jane ROCHE

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

Soutenue le 27 Mai 2005 devant le jury composé de:

Zéphirin MOULOUNGUI Président Directeur de recherche INRA
Andrée BOUNIOLS Directeur de recherche INRA Directeur de thèse
Rapporteur Françoise CORBINEAU Professeur Université Paris VI
Félicity VEAR Directeur de recherche INRA
Membre Philippe MORARD Professeur ENSA Toulouse
Membre Zakaria OUISSAFANE Industriel (Maroc)
1
RESUME

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 agri-
environnementales (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.

Mots-clés: graine, tournesol, acides gras, phytostérols, génotype, stress hydrique, température,
expression des gènes
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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.

Key words: sunflower, fatty acids, phytosterols, genotype, water stress, temperature, gene
expression


LISTE DES PUBLICATIONS ET POSTERS
Générés par ce travail


Roche J., Essahat A., Bouniols A., El Asri M., Mouloungui Z., Mondiès M., Alghoum M. (2004).
Diversified composition of sunflower (Helianthus annuus L.) seeds within cultural practices and
genotypes (hybrids and populations). Helia, 27, 40 73-98.
Roche J., Essahat A., Bouniols A., El Asri M., Mouloungui Z., Mondiès M., Alghoum M. (2004). (Helianthus annuus L.
èmegenotypes (hybrids and populations). 6 Congrès Européen de Biotechnologie du Tournesol,
SUNBIO (5-9 Octobre 2003). Contribution orale.
Roche J., Bouniols A., Mouloungui Z., Barranco T. (2004). Variation of fatty acids contents in
thseeds under scarce water resources for oleic and standard sunflowers, Proc. 16 International
Sunflower Conference (28 Août - 2 Septembre 2004), Fargo, USA, Vol II: 783-792. Poster et
contribution orale.
Roche J., Bouniols A., Mouloungui Z., Barranco T., Cerny M. (2005). Management of
environmental crop conditions to produce useful sunflower-oil components. European Journal of
Lipid Science Technology. Sous-presse.
Roche J., Hewezi T., Bouniols A., Gentzbittel L. (2005). Transcriptional profiles of primary
metabolism and signal transduction-related genes in response to water stress in field-grown
sunflower genotypes using a thematic cDNA microarray. Plant Cell & Environment. Soumis.

REMERCIEMENTS

Mes plus sincères remerciements s’adressent tout d’abord à Mme Andrée Bouniols, directeur de
recherche à l’INRA Toulouse, pour la confiance qu’elle m’a accordée, pour son soutien, ses
critiques constructives, ses conseils qui m’ont permis d’évoluer dans ma vision de la recherche et
dans la façon de la mener ; et pour m’avoir permis d’intégrer de nombreuses collaborations. Merci
du temps qu’elle a consacré à redonner un peu de rigueur à ma plume qui a parfois tendance à
s’emballer... Grâce à elle, cette expérience de thèse aura été unique, diversifiée et enrichissante tant
d’un point de vue scientifique qu’humain.

Je tiens également à remercier Mr Mouloungui, directeur de recherche à l’INRA, pour m’avoir
donné libre accès à la plate-forme lipochimie de l’unité de chimie agro-industrielle dont il est
l’animateur, pour avoir participé, collaboré et financé une partie de ce travail, pour m’avoir suivie et
encouragée, et enfin, pour avoir accepté de présider la soutenance de ma thèse. Qu’il trouve ici ma
profonde reconnaissance.

J’adresse toute ma gratitude à Mesdames Françoise Corbineau et Félicity Vear pour la rapidité avec
laquelle elles ont lu mon manuscrit et l’intérêt qu’elles ont porté à mon travail, merci d’avoir
accepté de juger ce travail et d’avoir participé au jury de cette thèse. Je remercie également
Messieurs Philippe Morard et Zakaria Ouissafane de m’avoir fait l’honneur de participer au jury de
ma thèse.

La qualité et la continuité des données présentées dans cette thèse sont le fruit d’un travail d’équipe
sur le terrain de nombreux acteurs... J’ai pour cela pleinement profité de la présence et de
l’efficacité d’Abderrahim Essahat, chercheur à l’INRA M