Etude de l'impact de l'environnement et de la génétique sur la qualité nutritionnelle du colza par une approche métabolomique

The study of the impact of environment and genetics on the nutritional quality of rapeseed by a metabolomic approach

• Auteur / Autrice : Djawed Bennouna
• Direction : Jean-Charles Martin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie. Biochimie structurale
• Date : Soutenance le 21/12/2018
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche en cardiovasculaire et nutrition (C2VN)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Dangles
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Dangles, Dominique Rolin, Véronique Coxam, Raphaël Lugan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Rolin, Véronique Coxam

Mots clés

Mots clés contrôlés

composition chimique

Huile de colza

Spectrométrie de masse

Métabolomique

Chromatographie

analyse

Brassica napus

Mots clés libres

Brassica napus

Environnement

Génétique

Variété

Métabolites secondaires

Métabolomique

Chromatographie

Spéctrométrie de masse

Santé

Brassica napus

Environnment

Genetic

Variety

Secondary metabolites

Metabolomics

Chromatography

Mass spectrometry

Health

Résumé

Le colza (Brassica napus) est cultivée pour la richesse de ses graines en lipides et protéines. Cette plante possède aussi des métabolites secondaires bioactifs pouvant moduler la santé du consommateur. Ainsi différentes actions ont été mises en place par les industries agroalimentaires pour réduire le taux de métabolites antinutritionnels. A l’inverse peu sont consacrés à l’exploitation des métabolites favorables à la santé. L’une des pistes est d’identifier les conditions de culture en interaction avec les génotypes pour générer des graines de qualité nutritionnelle optimale. D’une manière générale, les résultats ont montré que certaines variétés sont résilientes à l’environnement. D’autres au contraire se sont montrées plus sensibles. L'impact des IGEC observé a été évaluée sur un modèle préclinique de souris ob/ob par une approche multi-omique, et comparée à celle d’un extrait de référence issu de Brassica oleracea (Brocoli) commercialisé pour ces vertus santé. Les résultats ont montré que la réponse biologique « omique » mesurée dans l’intestin, le foie et le plasma présentait une forte proximité entre l’un des extraits de colza (ES-Mambo) avec l’extrait de référence (Brocoli). Nous pensons que cela résulte de la présence de composés bioactifs communs et minoritaires entre les deux plantes et dont nous avons pu identifier la nature de certains (composés phénoliques et glucosinolates). L’approche métabolomique a démontré que les conditions de culture et le génotype du colza ayant modifié leur contenu bioactif induisaient une réponse biologique différentielle chez le consommateur. Cette preuve de concept pourrait s’appliquer à d’autres plantes de grande consommation.

Rapeseed (Brassica napus) is the first oleaginous crop in France. It is cultivated for the abundance of its seeds in lipids, proteins as wellas for its richness in secondary metabolites that can modulate the health of the consumer. For instance, different actions have beenimplemented by food and feed industries to reduce the rate of anti-nutritional metabolites. Conversely few are devoted to theexploitation of health promoting molecules. A strategy is to identify the genotype x environment x agronomic management interactions(GEAI) to generate seeds of optimal nutritional quality.The results showed that some varieties are resilient to the environment. On the other hand, others appeared more sensitive. The environment and genetic impact was evaluated on a preclinical model ob/ob mouse by a multi-omic approach, and compared to a reference extract from Brassica oleracea (Broccoli), marketed for its health benefits. The results showed that the "omic" biological response measured in the intestine, liver and plasma showed a strong proximity between one of the rapeseed extract (ES-Mambo) and the reference extract (Broccoli). We believe that these results occured from the presence of common bioactive compounds between the two plants (rapeseed and broccoli), that some of them were identified (phenolic compounds and glucosinolates). The metabolomic approach was efficient to estimate the health impact of phytochemical extracts that have never been evaluated before. We demonstrated that the GEAI of rapeseed that modified their bioactive contents induced a differential biological response in the consumer. This proof of concept study could be applied to other food plant products.