Signatures métaboliques associées à la réponse à la sécheresse, à l'architecture aérienne et au temps de floraison chez la cameline

Camelina sativa est une espèce ancienne d'oléagineux d’origine européenne, caractérisée par une grande adaptabilité environnementale, de faibles besoins en intrants et une tolérance à de multiples stress.
C’est un bon candidat pour une utilisation dans des systèmes d’intercultures ou de cultures mixtes, dans le cadre de la transition agroécologique. La sélection de variétés à cycle de vie plus court améliorerait son utilisation. Cependant, cette stratégie ne doit pas compromettre la résilience de la plante face aux stress, ni altérer ses profils métaboliques ou sa plasticité. Les chercheurs ont évalué l'impact de la période de floraison sur la réponse au stress hydrique et la qualité des graines chez six mutants de cameline obtenus par édition de gènes. Leur phénotype a été caractérisé en conditions de sécheresse précoce et tardive.

L’étude des différentes lignées porteuses de mutations combinées sur cinq gènes (SVP, TFL1, LHP1, ELF3 et FLC), qui leur confèrent des caractéristiques propices à ces nouveaux usages (précocité de floraison, floraison déterminée, port buissonnant), a montré que la précocité de floraison n'était pas fortement modifiée en conditions de stress hydrique sévère, contrairement à la ramification et au rendement en graines. Le profil lipidomique des graines reste stable. En revanche, la métabolomique non ciblée a révélé que la plasticité du métabolite spécialisé était fortement modulée par la sécheresse chez tous les génotypes. Le profil métabolique spécialisé des graines mutantes a montré un schéma distinct en réponse à la sécheresse, avec une réponse constitutive au stress des mutants buissonnants dans des conditions de contrôle, y compris des différences dans la teneur en antioxydants. La variabilité métabolique induite par l’édition de répresseurs de floraison est néanmoins beaucoup plus faible que celle observée au sein de la diversité existante dans l’espèce. Le profilage des métabolites dans les feuilles a également montré des signatures métaboliques spécifiques selon les mutants, mais avec une diversité métabolique plus faible que dans les graines.

Cette étude montre que l’environnement, et en particulier le stress hydrique, peut impacter la stabilité de certains phénotypes sélectionnés, alors que d’autres restent stables. Ces lignées éditées devront maintenant être évaluées dans des conditions agronomiques de systèmes agroécologiques (interculture d’été, culture mixte avec des légumineuses) et comparées avec des variétés commerciales ou des lignées recombinantes maximisant la diversité naturelle.
Dans l’hypothèse où l’évaluation phénotypique est positive et où le contexte réglementaire européen évolue favorablement, ces lignées génétiques pourraient constituer une ressource génétique très intéressante pour promouvoir la diversification d’espèces dans la culture des oléagineux et l’intégration des intercultures dans les rotations.



Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal en collaboration.