Signatures métaboliques associées au développement des tissus foliaires du colza (Brassica napus L. ) en situations combinées de carence en azote et en eau

Metabolic profiles of oilseed rape (Brassica napus L. ) leaf development submitted to nitrogen deficiency and water shortage

• Auteur / Autrice : Benjamin Albert
• Direction : Alain Bouchereau, Françoise Le Caherec
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nutrition foliaire

Engrais azotés

Métabolisme

Effets du stress

Colza

Résumé

Le colza d'hiver est une culture très exigeante en intrants azotés ; elle est caractérisé par une faible efficience d'usage de l'azote (NUE). Une forte proportion de l'azote absorbé reste immobilisé dans les feuilles sénescentes et se trouve restituée au sol à défaut de contribuer à la production grainière. Améliorer l'efficience de remobilisation de l'azote chez cette espèce est de premier intérêt en vue de préserver son potentiel de rendement au regard de nouvelles exigences de production à bas niveau d'intrant azoté et de risques accrus d'exposition aux stress et notamment de carence en eau. L'objectif du travail de thèse a consisté à rechercher, chez le colza, des attributs métaboliques susceptibles d'être impliqués dans les processus de ré-allocation et de remobilisation des ressources azotées organiques depuis les tissus végétatifs vers les organes de croissance. Il s'est agi, par profilage comparé de métabolites dérivés des métabolismes carboné et azoté primaires, d'assigner aux tissus foliaires en croissance des empreintes en fonction de leur statut source ou puits, vis-à-vis des ressources azotées et de mesurer les ajustements liés aux niveaux de nutrition azotée et d'alimentation hydrique en conditions expérimentales conduites en serre ou au champ. Les résultats montrent que la composition et les teneurs en métabolites diffèrent distinctement entre les étages foliaires et traduisent l'état de développement de la feuille depuis son émergence jusqu'aux stades ultimes de sénescence. Une relation est établie entre le profil métabolique du tissu et ses capacités à importer ou à exporter de l'azote organique.

Winter oilseed rape is a very nitrogen-fertilizer consuming crop and is characterized by low nitrogen use efficiency (NUE). A high proportion of absorbed nitrogen remains immobilized in senescent leaves and is returned to the soil failing to contribute to seed production. Improving organic nitrogen remobilization from source leaves in the species is of primary interest to preserve yield performance in relation to sustainable production requirements at low level of nitrogen inputs and increased risk of exposure to water shortage the objective of this work was to investigate, in oilseed rape, the metabolic components likely to be involved in the reallocation process of carbon and nitrogen resources from vegetative tissues to growing organs. This was achieved by metabolite profiling of products from carbon and nitrogen primary metabolisms with the aim to assign the growing leaf tissue imprints according to their source or sink status and in relation to the levels of nitrogen nutrition and water supply under experimental conditions conducted in greenhouse and field. The results show that the composition and levels of metabolites (i. E. Carbohydrates, amino acids, organic acids) differ markedly between leaf ranks and reflect the state of leaf development from emergence to senescence. A relationship is established between the metabolic profile of the tissue and its ability to import or export organic nitrogen. Situations of limited nitrogen fertilization and water supply exert a significant impact on productivity and contribute to typical metabolic adjustments. The metabolic, physiological and phenological effects of water stress during vegetative growth are clearly associated.