Soutenance de thèse Manon Lardos
Mardi 12 novembre 14h00, INRAE, Versailles
Étude de l’effet biostimulant des acides aminés individuels sur l’AAUE des plantes et l’exploration des bases génétiques de l’AAUE en présence de leucine
L’intérêt suscité par l’utilisation des biostimulants en agriculture est encouragé par les avancées scientifiques qui démontrent leur efficacité sur la croissance des plantes et leur capacité à améliorer la résistance des plantes aux stress biotiques et abiotiques. La communauté scientifique s’investit dans la caractérisation des effets des différentes classes de biostimulants et la compréhension de leurs modes d’action. Parmi ces biostimulants, les hydrolysats protéiques se distinguent par leur contribution à l’économie circulaire puisqu’ils sont produits à partir de sous-produits d’autres industries. Ils sont majoritairement composés d’acides aminés. Bien que la littérature rapporte l’efficacité des hydrolysats protéiques sur de nombreux caractères de performance des plantes, elle ne détaille pas l’effet individuel de leurs composés majoritaires ni leur mode d’action.
Le premier objectif de ma thèse était d’analyser parmi les 20 acides aminés protéinogènes ceux qui possédaient un effet biostimulant sur Arabidopsis et d’explorer les bases génétiques de cette réponse. Pour cela, j’ai mis en place des culture in vitro d’Arabidopsis en présence de nitrate et d’acide aminé. Nous avons développé un index Amino Acid Use Efficiency (AAUE) pour quantifier l’effet biostimulant des acides aminés en présence de nitrate. Ce dispositif expérimental a permis de mettre en évidence 3 groupes d’acides aminés avec des effets bénéfiques, neutres ou défavorables sur l’AAUE des plantes. En nous appuyant sur ces résultats, nous avons cherché à déterminer si les acides aminés bénéfiques possédaient un effet biostimulant. Le dispositif expérimental décrit précédemment a été utilisé pour tester des gammes de concentration d’asparagine et de glutamine, démontrant leur effet biostimulant sur l’AAUE des plantes, même à de très faibles concentrations. Leur effet biostimulant a été confirmé en utilisant leurs formes énantiomériques L et D.
Le second objectif de ma thèse était d’utiliser le dispositif expérimental décrit précédemment pour effectuer une GWAS afin de déterminer les bases génétiques de l’AAUE en présence de la leucine chez Arabidopsis. Puisque la leucine a un effet inhibiteur sur la croissance, sa présence dans le milieu permet d’étudier la réponse des plantes sans être gêné par les variations de croissance des génotypes de la collection sur nitrate. Cette expérience a permis d’identifier le gène candidat IAR4 comme étant impliqué dans cette réponse. L’exploration de l’effet de la mutation d’IAR4 sur l’AAUE de deux lignées mutantes (iar4-2 et iar4-7) et les réponses contrastées de 12 accessions naturelles d’Arabidopsis (Tos-82-387, Fly2-2, T850, Jm-0, IP-Lab-7, Erg2-6, Hov1-7, TAD 01, IP-Cal-0, IP-Ses-0, IP-Vas-0, ARR-17) en présence de leucine a validé le rôle de la protéine IAR4 et a révélé son effet biostimulant à faibles concentrations.
En conclusion ce projet de thèse démontre le potentiel des acides aminés individuels en tant que biostimulants pour les plantes et permet une meilleur compréhension des bases génétiques de l’AAUE en présence d’un acide aminé.
Directrice de thèse : Céline Masclaux-Daubresse- INRAE, IJPB, Versailles, équipe SATURNE
Co-directeur de thèse : Fabien Chardon - INRAE, IJPB, Versailles, équipe SATURNE
Co-encadrante : Anne Marmagne - INRAE, IJPB, Versailles, équipe SATURNE
Composition du jury :
> Hoai-Nam Truong Cellier (Rapportrice) - INRAE, Agroécologie, Dijon
> Jean Christophe Avice (Rapporteur) - Université de Caen, EVA
> Arnould Savouré (Examinateur) - Sorbonne Université, IEES, Paris
> Anne-Sophie Leprince (Examinatrice) - INRAE, IJPB, Sorbonne université, Versailles
Pour y assister contact, Céline Masclaux-Daubresse
Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal
L’intérêt suscité par l’utilisation des biostimulants en agriculture est encouragé par les avancées scientifiques qui démontrent leur efficacité sur la croissance des plantes et leur capacité à améliorer la résistance des plantes aux stress biotiques et abiotiques. La communauté scientifique s’investit dans la caractérisation des effets des différentes classes de biostimulants et la compréhension de leurs modes d’action. Parmi ces biostimulants, les hydrolysats protéiques se distinguent par leur contribution à l’économie circulaire puisqu’ils sont produits à partir de sous-produits d’autres industries. Ils sont majoritairement composés d’acides aminés. Bien que la littérature rapporte l’efficacité des hydrolysats protéiques sur de nombreux caractères de performance des plantes, elle ne détaille pas l’effet individuel de leurs composés majoritaires ni leur mode d’action.
Le premier objectif de ma thèse était d’analyser parmi les 20 acides aminés protéinogènes ceux qui possédaient un effet biostimulant sur Arabidopsis et d’explorer les bases génétiques de cette réponse. Pour cela, j’ai mis en place des culture in vitro d’Arabidopsis en présence de nitrate et d’acide aminé. Nous avons développé un index Amino Acid Use Efficiency (AAUE) pour quantifier l’effet biostimulant des acides aminés en présence de nitrate. Ce dispositif expérimental a permis de mettre en évidence 3 groupes d’acides aminés avec des effets bénéfiques, neutres ou défavorables sur l’AAUE des plantes. En nous appuyant sur ces résultats, nous avons cherché à déterminer si les acides aminés bénéfiques possédaient un effet biostimulant. Le dispositif expérimental décrit précédemment a été utilisé pour tester des gammes de concentration d’asparagine et de glutamine, démontrant leur effet biostimulant sur l’AAUE des plantes, même à de très faibles concentrations. Leur effet biostimulant a été confirmé en utilisant leurs formes énantiomériques L et D.
Le second objectif de ma thèse était d’utiliser le dispositif expérimental décrit précédemment pour effectuer une GWAS afin de déterminer les bases génétiques de l’AAUE en présence de la leucine chez Arabidopsis. Puisque la leucine a un effet inhibiteur sur la croissance, sa présence dans le milieu permet d’étudier la réponse des plantes sans être gêné par les variations de croissance des génotypes de la collection sur nitrate. Cette expérience a permis d’identifier le gène candidat IAR4 comme étant impliqué dans cette réponse. L’exploration de l’effet de la mutation d’IAR4 sur l’AAUE de deux lignées mutantes (iar4-2 et iar4-7) et les réponses contrastées de 12 accessions naturelles d’Arabidopsis (Tos-82-387, Fly2-2, T850, Jm-0, IP-Lab-7, Erg2-6, Hov1-7, TAD 01, IP-Cal-0, IP-Ses-0, IP-Vas-0, ARR-17) en présence de leucine a validé le rôle de la protéine IAR4 et a révélé son effet biostimulant à faibles concentrations.
En conclusion ce projet de thèse démontre le potentiel des acides aminés individuels en tant que biostimulants pour les plantes et permet une meilleur compréhension des bases génétiques de l’AAUE en présence d’un acide aminé.
Directrice de thèse : Céline Masclaux-Daubresse- INRAE, IJPB, Versailles, équipe SATURNE
Co-directeur de thèse : Fabien Chardon - INRAE, IJPB, Versailles, équipe SATURNE
Co-encadrante : Anne Marmagne - INRAE, IJPB, Versailles, équipe SATURNE
Composition du jury :
> Hoai-Nam Truong Cellier (Rapportrice) - INRAE, Agroécologie, Dijon
> Jean Christophe Avice (Rapporteur) - Université de Caen, EVA
> Arnould Savouré (Examinateur) - Sorbonne Université, IEES, Paris
> Anne-Sophie Leprince (Examinatrice) - INRAE, IJPB, Sorbonne université, Versailles
Pour y assister contact, Céline Masclaux-Daubresse
Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal
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