Analyse biochimique, par spectroscopie proche infra-rouge, et d'expression génétique des systèmes de détoxication des espèces activées de l'oxygène dans le latex chez Hevea brasiliensis

par Junaidi Junaidi

Projet de thèse en Ecophysiologie et adaptation des plantes

Sous la direction de Pascal Montoro et de Siti Subandiyah.

Thèses en préparation à Montpellier, SupAgro en cotutelle avec l'UNIVERSITAS GADJAH MADA , dans le cadre de Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...) , en partenariat avec AGAP - Amélioration Génétique et Adaptation des Plantes (laboratoire) depuis le 11-04-2019 .


  • Résumé

    Natural rubber production and industry have an important environmental and socio-economic role in South East Asian countries. Hevea brasiliensis is the main source of the renewable natural rubber (NR). This latter is synthesized in latex cells. Climate change is expected to dramatically affect NR production by enhancing the occurrence of a physiological syndrome, called Tapping Panel Dryness (TPD), affecting latex production. Mechanisms of TPD have been intensively studied at the biochemical, physiological and molecular levels. Environmental and harvesting stresses can trigger oxidative stress in latex cells and consequently induce TPD. A biochemical latex diagnosis is used for two decades to monitor the physiological status of rubber trees in commercial plantations, and adjust harvesting systems to prevent TPD occurrence. Given the increasing environmental constraints and limited application of latex diagnosis in smallholdings, the improvement and simplification of latex diagnosis are needed for further development in breeding programme and application in all types of plantations. The antioxidant component of latex diagnosis is evaluated through the quantification of the global thiols content in latex. Although glutathione is a major part of thiols, ascorbate, another major antioxidant of latex, is not included in the analysis. In addition, recent studies revealed that the ratio between oxidized and reduced forms of antioxidants is more relevant to understand plant stress physiology, especially by reflecting the capacity of plants to regenerate the active reduced form of antioxidants. Besides, predictive methodologies based on near-infrared spectroscopy (NIRS) are commonly used to evaluate various types of products. Finally, a genome-wide analysis of redox-related genes led to predict the regulation of these genes in the latex of TPD-affected trees. All this information can be today gathered to improve latex diagnosis and its applications. Based on this statement, the Ph.D. thesis has three objectives: • First, to study the evolution of the reduced and oxidized antioxidants in the latex of a TPD-susceptible clone in response to various harvesting stress and then to evaluate the genetic variability of these parameters using a panel of accessions. • Second, to check if NIRS might be suitable to develop a simple and rapid methodology for phenotyping segregating populations at the IRRI breeding programme and for application in smallholding plantations. • Third, to better understand the transcriptional regulation of redox-related genes in a panel of rubber clones in order to identify a gene expression signature useful for further genetic studies.

  • Titre traduit

    Biochemical, near-infra red spectroscopy and gene expression analyses of reactive oxygen species-scavenging systems in latex of Hevea brasiliensis


  • Résumé

    La production et l'industrie du caoutchouc naturel joue un rôle socio-économique important dans les pays d'Asie du Sud-Est. L'hévéa est la source majeure de caoutchouc naturel qui est synthétisé dans les cellules laticifères. Le changement climatique devrait affecter dramatiquement la production de caoutchouc naturel en augmentant le syndrome physiologique d'encoche sèche chez l'hévéa. Le diagnostic latex est utilisé depuis deux décennies pour contrôler le statut physiologique des hévéas et éviter l'encoche sèche. La composante « antioxydante » du diagnostic du latex est évaluée par la quantification de la teneur globale en thiols dans le latex. Bien que le glutathion soit une partie importante des thiols, l'ascorbate, un autre antioxydant majeur du latex, n'est pas inclus dans l'analyse. En outre, des études récentes ont révélé que le rapport entre les formes oxydées et réduites d'antioxydants est plus pertinent pour comprendre la physiologie du stress des plantes, notamment en reflétant la capacité des plantes à régénérer la forme réduite active des antioxydants. En outre, les méthodologies prédictives basées sur la spectroscopie proche infrarouge (NIRS) sont couramment utilisées pour évaluer divers types de produits. Enfin, une analyse des gènes liés au redox à l'échelle du génome a permis de prédire la régulation de ces gènes dans le latex d'arbres affectés par la TPD. Toutes ces informations peuvent être aujourd'hui réunies pour améliorer le diagnostic du latex et ses applications. Sur la base de ces données, la thèse de doctorat poursuit trois objectifs: • D'abord, étudier l'évolution des antioxydants réduits et oxydés dans le latex d'un clone sensible à l'encoche sèche en réponse à divers stress liés à la récolte, puis évaluer la variabilité génétique de ces paramètres à l'aide d'un panel d'accessions. • Deuxièmement, vérifier si la NIRS peut permettre l'élaboration d'une méthodologie simple et rapide pour le phénotypage des populations en ségrégation • Troisièmement, mieux comprendre la régulation transcriptionnelle des gènes liés au redox dans un groupe de clones de caoutchouc afin d'identifier la signature de l'expression génique utile pour de futures études de génétique.