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

• Auteur / Autrice : Jane Roche
• Direction : Andrée Bouniols
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des agroressources
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Régulation génétique

Génotype

Techniques agricoles

Graines oléagineuses

Variabilité

Tournesol

Mots clés libres

Stress hydrique

Résumé

Les graines de tournesol sont une source de matières premières recherchées dans 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 (oléiques, non oléiques ou tolérants à la sécheresse). L'étude de la variabilité des composés de la graine selon les conditions agri-environnementales (date de semis, régime hydrique, séquences climatiques) chez différents génotypes sélectionnés révèle le rôle déterminant de l'élévation des températures ou d'une contrainte hydrique appliquées 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 des phytostérols est renforcée. L'analyse de la dynamique d'accumulation des constituants en réponse aux contraintes appliquées permet d'identifier deux phases d'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. Les génotypes utilisés ont été caractérisés sur le plan génomique par le niveau d'expression des gènes du métabolisme de base du tournesol et révèle les modifications du niveau d'expression en réponse à une forte contrainte hydrique (utilisation d'une puce à ADN du tournesol). Cette approche intégrative alliant caractérisation moléculaire et agro-physiologique peut améliorer la connaissance des interactions génotype*environnement. Les différentes approches d'investigation permettent de dégager des éléments de gestion de la culture de tournesol susceptibles d'orienter les synthèses vers les constituants d'intérêt industriel.

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.