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Académie d’agriculture de France AGRICULTURE – ALIMENTATION – ENVIRONNEMENT. Séance commune Académie des sciences / Académie d’agriculture de France mardi 25 mars 2008 GRAINES. Dominique Job Directeur de recherche CNRS CNRS – Bayer CropScience - Lyon. La graine – Etape du développement?.

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Académie d’agriculture de France AGRICULTURE – ALIMENTATION – ENVIRONNEMENT

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Presentation Transcript


Acad mie d agriculture de france agriculture alimentation environnement

Académie d’agriculture de France

AGRICULTURE – ALIMENTATION – ENVIRONNEMENT

Séance commune

Académie des sciences / Académie d’agriculture de France

mardi 25 mars 2008

GRAINES

Dominique Job

Directeur de recherche CNRS

CNRS – Bayer CropScience - Lyon


Acad mie d agriculture de france agriculture alimentation environnement

La graine – Etape du développement?

La graine constitue un organe de dissémination et de résistance

Par son intermédiaire, les plantes sont capables de compenser leur immobilitéet de coloniser de nouveaux territoires, transportées par le vent, l’eau ou les animaux

La graine présente une résistance stupéfiante aux conditions extrêmes (e.g., températures torrides ou très froides)

La longévité de certaines graines est remarquable et atteint dans certains cas plusieurs centaines d'années


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Graine – Définition

tégument

cotylédon

albumen

aleurone

La graine contient un embryonzygotique différencié (une plante miniature entourée d’une enveloppeprotectrice, le tégument) et des réserveslocalisées dans les cotylédons ou un tissu spécialisé, l’albumen. Il existe deux classes de graines dans le clade des angiospermes.

Monocotylédones

Dicotylédones

tégument

cotylédon

cotylédon

radicule

albumen

Arabidopsis, pois

herbacées, orchidées, palmiers, graminées


Acad mie d agriculture de france agriculture alimentation environnement

1) Caractéristiques uniques de développement et de survie

ABA > GA

Double fécondation

embryon + réserves

Maturation de la graine

accumulation des réserves

aptitude à la germination

aptitude à la dessiccation

Sénescence de la plante mère

Dessiccation de la graine

dormance

quiescence métabolique

conditions défavorables

Stockage

à sec

conditions favorables

GMS ND

Germination

Stockage

dans le sol

T, H20, N….

GA > ABA

GMS D

graines de lotus sacré

1300 ans

GMS ND: graine mature sèche non dormante

GMS D: graine mature sèche dormante

ABA: acide abscissique

GA: acide gibbérellique

d’après

Holdsworth M, Finch-Savage WD, Grappin P, Job D (2008) Trends in Plant Science 13: 7-13


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2-1) Caractéristiques uniques de stockage / Germination

http://teosinte.wisc.edu/

Doebley J, Gaut B, Smith B (2006)

The molecular genetics of domestication

Cell 127: 1309-1321

Domestication du maïs

  • Composés majeurs

    • protéines

    • amidon

    • lipides

    • phytate….

Website Gerhard Leubner Lab - University Freiburg, Germany

  • Biotechnologies

    • augmenter

    • modifier

    • éliminer

    • fabriquer….

Thomas Burr Osborne

Classification des protéines de graines: 1924

Jacopo Bartolomeo Beccari

Découverte du gluten: 1742


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2-2) Caractéristiques uniques de biosynthèse

Molécules utiles pour la santé

Molécules essentielles pour l’alimentation

  • Acides aminés essentiels

  • Méthionine, acides aminés branchés….

    • Ravanel S, Gakière B, Job D, Douce R (1998)

    • The specific features of methionine biosynthesis and metabolism in plants.

    • Proc Natl Acad Sci U S A. 95: 7805-7812

  • Vitamines

  • Biotine, thiamine, folate….

    • Alban C, Job D, Douce R (2000)

    • Biotin metabolism in plants.

    • Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 51: 17-47

Yew

Taxol

Surh YJ (2003) Cancer chemoprevention with dietary phytochemicals. Nature Reviews Cancer 3: 768-780

Guenard D, Guerittevoegelein F, Potier P (1993)

TAXOL and TAXOTERE - Discovery, Chemistry, and Structure-Activity Relationships. Accounts of Chemical Research 26 : 160-167


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3) Importance économique

La France occupe une position stratégique dans le monde

Chiffres clés

En juillet 2007, la France est le premier producteur européen et le troisième exportateur mondial de semences et plants

Progression du commerce extérieur / 2006 : + 13%

(317 M € = 20% de l’excédent commercial des produits agricoles)

Millions d’euros


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Académie d’agriculture de France

AGRICULTURE – ALIMENTATION – ENVIRONNEMENT

GRAINES

Les quatre exposés

de la séance

25 mars 2008


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1) Une approche de biologie intégrative

Ecophysiologie de la croissance des graines

Nathalie Munier-Jolain

Directeur de recherche INRA

UMR Génétique et écophysiologie des légumineuses, INRA, Dijon

Buts

Elaborer des modèles écophysiologiques prédictifs de la réponse des plantes aux contraintes fluctuantes de leur environnement physique: impact sur le rendement et la qualité

Utiliser ces modèles pour la conception d’idéotypes variétaux, c'est-à-dire prédire (modéliser in silico) le génotype idéal correspondant à un ensemble de contraintes environnementales donné


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2) Une approche moléculaire de la maturation des graines

Physiologie de la maturation des graines

Sébastien Baud

Chargé de recherche CNRS

UMR INRA/INA PG, Biologie des semences, INRA, Versailles

Buts

Utiliser la plante de référence Arabidopsis thaliana pour l’élucidation des contrôles génétiques du développement et de la maturation de la graine, notamment de l’accumulation des lipides de réserve (triglycérides)

Caractériser les facteurs de transcription régulant ces mécanismes


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3) Un approche moléculaire de la longévité et de la vigueur

des graines

Survie à l’état sec et germination des graines

Loïc Rajjou

Maître de conférences AgroParisTech

UFR Physiologie végétale, UMR 204 INRA/AgroParisTech, Paris

Buts

Utiliser la plante de référence Arabidopsis thaliana pour l’élucidation des mécanismes contribuant à l’exceptionnelle longévité des graines

Comprendre les mécanismes moléculaires et les régulations hormonales régissant le redémarrage du métabolisme lors de la germination


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4) Uneapprochegénétique et génomique de la qualité

Amélioration des caractéristiques nutritionnelles des graines

Nathalie Nesi

Chargée de recherche INRA

UMR118 INRA - Agrocampus Rennes - Université de Rennes 1

Buts

Utilisation de la génétique et de la génomique pour l’amélioration de la qualité de l’huile des graines de colza

Valoriser les tourteaux par élimination de composés limitant leur digestibilité (e.g., tannins, fibres)


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