Développements analytiques et approche métabolomique pour l'étude des composés volatils d'origine végétale : Application à l’étude du dépérissement de la lavande - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Development of analytical strategies and metabolomic approach to study plant volatile compounds : Application to lavender yellow decline disease

Développements analytiques et approche métabolomique pour l'étude des composés volatils d'origine végétale : Application à l’étude du dépérissement de la lavande

Résumé

In chemical ecology, the volatile organic compounds (VOCs) involved in plant survival and adaptation to the environment are of major scientific interest. Nevertheless, their study requires the development of high-performance analytical tools due to the low levels of metabolites, the complexity of the mixtures to be analysed and the structural diversity of the molecules of interest.For a few years now, lavender fields are suffering from a severe decline in France due to the propagation of the yellow decline disease, associated with the presence of a bacterium (Candidatus Phytoplasma mali) transmitted by an insect (Hyalesthes obsoletus). The objective of this thesis was therefore to develop methods for trapping and analysing the VOCs potentially involved in the yellow decline disease. This work was carried out on several symptomatic and asymptomatic lavender and lavandin varieties, known to be sensitive or tolerant to the disease. Thus, the compounds emitted by the roots in the laboratory and in the field were characterised for the first time by a metabolomic approach combining solid phase microextracion (SPME) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). A second part consisted in applying a dynamic headspace extraction (DHS), automated thermal desorption (ATD), and GC-MS method to trap and analyse the VOCs emitted by the aerial parts of plants directly in their field environment. The VOCs stored in these same aerial parts (inflorescences and leaves) were extracted in hexane by ultrasound assisted extraction (UAE) and analysed by GC-MS. After discriminant analysis (PLS-DA), specific markers for sensitive/tolerant as well as for asymptomatic/symptomatic plants could be identified.
En écologie chimique, les composés organiques volatils (COVs) qui interviennent dans la survie des plantes et leur adaptation à l’environnement présentent un intérêt scientifique majeur. Néanmoins, leur étude nécessite de développer des outils analytiques performants en raison des faibles teneurs en métabolites, de la complexité des mélanges à analyser et de la diversité structurale des molécules d’intérêts. Depuis une quinzaine d’années, les cultures de lavande et lavandin subissent un important déclin en raison de la propagation du dépérissement de la lavande due à une bactérie pathogène (Candidatus Phytoplasma mali) transmise par un insecte (Hyalesthes obsoletus). L’objectif de cette thèse a donc consisté à développer des méthodes de piégeage et d’analyse des COVs potentiellement impliqués dans le dépérissement. Ce travail a été réalisé sur plusieurs variétés de lavande et lavandin symptomatiques ou asymptomatiques, et connues pour être sensibles ou tolérantes au dépérissement. Ainsi, une approche métabolomique combinant la microextraction sur phase solide (SPME) et la chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse (GC-MS) a permis de caractériser pour la première fois les composés émis par les racines en laboratoire et sur le terrain. Une deuxième partie a consisté à appliquer une méthode d’extraction en espace de tête dynamique (DHS), une désorption thermique automatisée (ATD) ainsi qu’une analyse par GC-MS permettant de piéger et analyser les COVs émis par les parties aériennes des plantes directement dans leur environnement naturel. Les COVs stockés dans ces mêmes parties aériennes (inflorescences et feuilles) ont ensuite été extraits dans l’hexane par extraction assistée aux ultrasons (UAE) et analysés par GC-MS. À la suite du traitement des données par analyses discriminantes (PLS-DA), des marqueurs spécifiques des caractères sensibles/tolérants ainsi que asymptomatiques/symptomatiques ont pu être mis en évidence.
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  • HAL Id : tel-03000578 , version 1

Citer

Emilie Stierlin. Développements analytiques et approche métabolomique pour l'étude des composés volatils d'origine végétale : Application à l’étude du dépérissement de la lavande. Biologie végétale. Université Côte d'Azur, 2020. Français. ⟨NNT : 2020COAZ4008⟩. ⟨tel-03000578⟩
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