Valorisation d'un co-produit d'extraction de l'agar à partir de l'algue rouge Gelidium sesquipedale en tant que stimulateur de défenses de plantes. Caractérisation chimique et évaluation de ses propriétés en vue d'applications en biocontrôle.

Valorization of a by-product of agar extraction from Gelidium sesquipedale as a plant defense stimulator. Chemical characterization and evaluation of its property for applications in biocontrol.

• Auteur / Autrice : Rromir Koçi
• Direction : Céline Faugeron, Vincent Gloaguen, Emmanuel Joussein
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du végétal
• Date : Soutenance le 10/02/2023
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Ingénierie (Limoges ; 2022-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Eau Environnement Limoges
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Joussein, Salim Lebbar
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Michaud, Jean-Claude Mollet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éliciteurs

Gelidium

Mots clés libres

Eliciteur

Algue rouge agarophyte

Valorisation co-Produit

Biontrôle

Gelidium sesquipedale

Stimulateur des défenses

Elicitor

Red agarophyte alga

By-Product valorization

Biocontrol

Gelidium sesquipedale

Defense stimulator

Résumé

Les co-produits industriels de la première étape d’extraction d’agar (de l’algue rouge Gelidium sesquipedale) constituent au sein de l’entreprise SETEXAM des volumes importants potentiellement valorisables. L’objectif de ce travail est de démontrer qu’ils peuvent être utilisés en tant qu‘éliciteur, ou stimulateur des défenses naturelles (SDN). D’abord, la composition élémentaire du co-produit alcalin a révélé une teneur en minéraux de 44 % (Na, K éléments majeurs) avec des traces de métaux lourds, mais en dessous de la limite autorisée. Les principaux composés organiques détectés sont des glucides (12,5 %) et une fraction riche en floridoside a été obtenue. Ce composé a été identifié par une méthode originale, la CPG-MS. Le co-produit alcalin, recyclé au cours du procédé industriel, voit sa teneur en glucides diminuer avec l’augmentation du nombre de cycles. Ces co-produits, appliqués sur des plants de tomates cultivées en serre sous stress biotique, sont capables de stimuler des réponses de défense (activités enzymatiques, expression des gènes). La dose optimale (50 mg.L-1) a été déterminée ainsi que les conditions d’applications et la durée d’activation des réponses. En plein champ, les co-produits ont été testés sur vigne et sur tomate, pour leur capacité à réduire les symptômes du mildiou, ou de la cladosporiose. Des résultats prometteurs ont été obtenus comparés à des éliciteurs déjà commercialisés, en conditions de pression modérée. Le co-produit issu de la première étape d’extraction industrielle d’agar a montré une activité comme SDN et peut constituer une solution de protection des cultures permettant une réduction des pesticides pour une agriculture durable et plus respectueuse de l’environnement. Ce travail constitue une base pour un dossier d’homologation du produit qui transformerait ces co-produits de coût en ressource pour l’entreprise.

The industrial by-products of the first step of agar extraction (from red alga Gelidium sesquipedale) constitute large volumes at SETEXAM company that might be valorized. The objective of this work is to prove that they can be used as elicitor, or plant defense stimulator (PDS). Firstly, the elemental composition of the alkaline by-product revealed a mineral content of 44% (Na, K major components) with heavy metal traces, but under authorized limits. The principal organic components detected are carbohydrates (12.5%) and a fraction rich in floridoside was obtained. This molecule was identified with an original method, through GC-MS. The alkaline by-product, recycled through the industrial process, has its carbohydrate content diminished as the number of cycles increases. These by-products, applied on tomato plants grown in greenhouse under biotic stress, are capable of stimulating defense responses (enzymatic activities, gene expression). The optimal dose (50 mg.L-1) was determined together with the application conditions and time span of responses. In field, the by-products were tested on grapevine and on tomato, for their capacity to reduce downy mildew, or leaf mold symptoms. Promising results were obtained compared to already commercialized elicitors, for moderate disease pressure. The by-product obtained from the first step of industrial agar extraction showed a PDS activity and can be a solution for culture defense allowing a reduction of pesticides for a durable and environmentally friendly agriculture. This work is a base for a homologation file of the product that would transform these by-products from cost to resource for the company.