Diversité des composés terpéniques volatils au sein du genre Lavandula : aspects évolutifs et physiologiques

Diversity of the volatile terpenic compounds within the genus Lavandula : evolutary and physiological aspects

• Auteur / Autrice : Yann Guitton
• Direction : Laurent Legendre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et physiologie végétale
• Date : Soutenance le 21/12/2010
• Etablissement(s) : Saint-Etienne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
• Jury : Président / Présidente : Benoît Saint-Pierre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne Bousquet-Melou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Francis Karst

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composés organiques volatils

Terpènes

Lavandes

Mots clés libres

Lamiacées

Genus Lavandula

Lavandula angustifolia

Terpène

Terpène synthase

GC-MS

QPCR

R package

Résumé

La production de lavande concoure au rayonnement de la région Rhône-Alpes. Les applications de l’huile essentielle (HE) de lavande reposent sur la culture de 3 espèces (L. aangustifolia, L. latifolia et L. stoechas et d’un hybride L. x intermedia) aux chémotypes marqués. Le genre Lavandula est un modèle idéal pour comprendre la structuration et l’origine de la diversité des composés organiques volatils (COV) en particulier des terpènes. Les lavandes ont l’avantage d’avoir une aire de distribution large avec des régions bioclimatiques différentes, un nombre d’espèces limité (39) ayant des caractéristiques morphologiques et écologiques variées. Pour caractériser la diversité des COV accumulés dans les espèces du genre et envisager leur évolution, nous avons analysé (GC-MS) les COV de 29 espèces (certaines pour la première fois). Comme souvent chez les plantes, la production de COV dans les inflorescences de lavande est soumise à une régulation spatio-temporelle. L'émission différentielle de COV au cours du temps chez L. angustifolia a été relevée par les agriculteurs qui ont observé une qualité d’HE différente suivant la maturité des inflorescences au moment de la récolte. Pour modéliser ces variations et les corréler avec des étapes du développement de la plante, nous avons analysé, au niveau chimique (GC-FID) et moléculaire (qPCR), les variations temporelles des principaux COV dans les feuilles et les inflorescences (plusieurs années et cultivars). En amont de ces recherches sur les COV du genre Lavandula, différent outils de bioinformatique ont été développés. En particulier, le module « MSeasy » qui permet d’automatiser le rapatriement de données de GC-MS. Ceci constitue un pré-requis pour utiliser la lavande comme modèle d’étude des COV chez les Lamiacées

The lavender production is of significant importance for the international visibility of the french Rhône-Alpes region. Uses of lavender essential oil (EO) are based on the growing of 3 species (L. angustifolia, L. latifolia, L. stoechas and an hybride L. x intermedia) with marked. The genus Lavandula is an ideal model for understanding the origin of the diversity of volatile organic compounds (VOCs), especially terpenes. Lavenders have the advantage of having a wide range of distribution areas with different bioclimatic regions, a limited number of species (39) with diverse morphological and ecological caracteristics. In order to characterize the diversity of the VOCs accumulated in the genus and consider their evolution, we have analyzed (GC-MS) the VOCS accumulated by 29 species (some for the first time). As often, in plants, the production of VOCs in the inflorescences of lavender is subject to spatial and temporal regulation. The differential emission of VOCs over time in L. angustifolia is a well known phenomenon for farmers who have observed a different quality of EO depending on the maturity of the inflorescences at harvest. To correlate these variations with stages of plant development, we have analysed the temporal variations of the main VOCs in leaves and inflorescences (several years and cultivars) at the chemical level (GC-FID) and the molecular level (qPCR). Upstream of this research on the genus Lavandula different bioinformatic tools have been developed. In particular, the module “MSeasy " which can automate GC-MS data retrieval. This is a prerequisite for using lavender in the future as a model study of VOCS in Lamiaceae