Etude métabolomique de la réponse au stress de lins déficients en lignanes

Metabolomic approach for the study of stress response of flax mutant for lignans biosynthesis pathway

• Auteur / Autrice : Kamar Hamade
• Direction : François Mesnard, Assem Elkak, Ophélie Fliniaux, Akram Ibrahim Hijazi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie. Biologie cellulaire et moléculaire, biotechnologies végétales
• Date : Soutenance le 26/02/2021
• Etablissement(s) : Amiens en cotutelle avec Université Libanaise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie des Plantes et Innovation (Amiens ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Simon Hawkins
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Brigitte Chabbert, Edmond Cheble
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Simon Hawkins, Elias Baydoun

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métabolomique

Mots clés libres

Stress

Lignanes

Lin

Metabolomic

Lignans

Flax

Résumé

Les lignanes sont des composés polyphénoliques largement distribués dans le monde végétal. Le lin, cultivé pour son huile ou sa fibre, renferme de grandes quantités d'un lignane de type dibenzylbutane : le sécoisolaricirésinol, qui est stocké dans le tégument de la graine sous forme diglucosylée, dans une macromolécule contenant de nombreux composés phénoliques assemblés par des liaisons esters. De nombreuses études s'intéressent aux effets bénéfiques sur la santé des lignanes et du sécoisolaricirésinol en particulier, du fait de propriétés antioxydantes marquées, néanmoins le rôle de ces molécules in planta n'est pas clairement élucidé ; un rôle potentiel dans les mécanismes de réponse aux stress est toutefois proposé. Une enzyme clé de la biosynthèse du sécoisolaricirésinol est la PLR (Pinorésinol Laricirésinol Réductase). Des lins RNAi PLR ont montré l’absence d'accumulation de SDG dans les graines. Il est donc envisagé dans cette thèse de comparer le contenu en métabolites (semi-)polaires de lins accumulant du SDG ou non, en condition de stress osmotique ou en condition témoin, par des approches métabolomiques en couplant deux méthodes analytiques : la résonance magnétique nucléaire du proton (RMN 1H) et la chromatographie liquide lié à la spectrométrie de masse (LC-MS). Les résultats ont montré que les plantes de lin témoins ainsi que celles transgéniques déficientes en lignanes, ont une réponse métabolique différente après avoir été exposées à des conditions de stress osmotique, cependant, les deux lignées ont montré une capacité d'induire une réponse adaptative au stress osmotique. Ces résultats suggèrent donc l'implication indirecte des lignanes dans la réponse au stress osmotique

Lignans, phenolic plant secondary metabolites, are derived from the phenylpropanoid biosynthetic pathway. Although, being investigated for their health benefits in terms of antioxydant, antitumor, anti-inflammatory and antiviral properties, the role of these molecules in planta remains not completely elucidated; a potential role in stress response mechanisms has been however proposed. In this study, a non-targeted metabolomic analysis of the roots, stems and leaves of wild type and PLR1-RNAi transgenic flax, devoid of (+) Secoisolariciresinol diglucoside ((+) SDG) – the main flaxseed lignan, was performed using 1H-NMR and LC-MS, in order to obtain further insight into the involvement of lignan in the response of plant to osmotic stress. Results showed that wild type and lignan deficient flax plants have a different metabolic response after being exposed to osmotic stress conditions, but they both showed the capacity to induce an adaptative response to osmotic stress. These findings suggest the indirect involvement of lignans in osmotic stress response