PMSFE : Production des métabolites secondaires et facteurs édaphiques

Objectifs :

        Les travaux de recherche qui s’inscrivent dans la présente thématique visent l’étude de l’impact des facteurs édaphiques sur la production des métabolites secondaires, notamment les composés phénoliques, les caroténoïdes, les alcaloïdes, les vitamines C et E, et les huiles essentielles, chez quelques plantes aromatiques et médicinales dans leur biotope naturel et en conditions contrôlées ou en culture in vitro, dans le but d’évaluer et de valoriser ces plantes comme source de molécules d’intérêts, notamment comme antioxydants puissants. Ceci passe par (i) la quantification de la richesse de ces espèces en métabolites secondaires, et surtout en composés phénoliques et en huiles essentielles, (ii) l’investigation de leurs propriétés biologiques et l’identification des métabolites qui en sont responsables et, (iii) l’optimisation de la production de ces métabolites en conditions contrôlées.

Outre les travaux réalisés durant les trois années précédentes, les chercheurs impliqués dans ce projet poursuivront leurs investigations par :

- L’étude des potentialités antioxydantes à différents stades phénologiques de la plante,

- L’extraction, la purification, l’isolement et l’identification des composés phénoliques, des saponines et des alcaloïdes les plus actifs et qui sont responsables des activités antioxydantes et biologiques par différentes techniques chromatographiques par HPLC, CPG-MS, LC-MS et par RMN,

- L’évaluation de quelques activités biologiques (activité anti-cancérigène, cytotoxique et anti-inflammatoire) de plusieurs extraits polyphénoliques bruts dans des solvants polaires et apolaires ou de leurs produits purifiés, et aussi des HE,

- L’étude des effets de l’acide gibbérellique et d’une forte concentration saline (200 mM NaCl) sur des plantes de tomate (Rio Grande) inoculées ou non par des mycorhizes à arbuscules sur les paramètres morphologiques, physiologiques, biochimiques et histologiques, et par

- La cartographie géographique et la caractérisation morpho-physiologique et moléculaire des espèces du genre Hippocrepis de la Région Nord-Est de la Tunisie.             

Mots clés : Composés phénoliques, Huiles essentielles, Plantes aromatiques et médicinales

Membre(s) : KARRAY-BOURAOUI Najoua

RPML : Réponse des plantes aux stress induits par les métaux lourds

Objectifs :

          Les activités de recherche s’inscrivent dans le cadre d’une thématique portant sur le comportement de plantes cultivées (tomate, haricot, lin, tournesol...), exposées, à court ou à long terme, à une contamination de leur milieu de culture par des métaux lourds (Cd, Cu, Se…). Il s’agit en particulier d’étudier les effets de quelques métaux lourds chez des plantes tolérantes ou accumulatrices, par l’utilisation d’approches globales de transcriptomique, de protéomique et de métabolomique, combinées à des actions plus ciblées de biochimie pour analyser la perception du stress métallique par la cellule végétale et cascade d’événements mise en place pour lutter contre celui-ci. Ces différentes approches visent à faire une analyse assez exhaustive de l’impact des métaux étudiés sur la physiologie et le métabolisme des plantes.

          Par ailleurs, le profil de bioaccumulation de certains métaux lourds sera déterminé chez des plantes peu ou pas tolérantes ayant subi en plus un traitement exogène avec des molécules impliquées dans la signalisation cellulaire, dont l’acide salicylique, l’acide citrique et le peroxyde d’hydrogène, afin de tenter d’améliorer leur capacité de tolérance à ces métaux. Il s’agit plus précisément d’étudier :

1. Les effets des molécules élicitrices sur le développement des plantes contaminées en fonction de leur concentration dans le milieu de culture et de leur mode d’apport,

2. Les interactions entre ces molécules et les métaux lourds à l’échelle tissulaire et cellulaire,

3. Les effets de ces molécules sur les voies métaboliques cellulaires en relation avec les changements du comportement physiologique des plantes soumises aux stress métalliques.

            Enfin, dans le cadre d’une approche de réhabilitation des sites méditerranéens pollués, une étude des effets conjugués du sel et des éléments métalliques et métalloïdes (ETMM) sur la croissance et le développement de plusieurs espèces du genre Atriplex, est prévue. Ce travail s’inscrit dans le cadre de recherches sur les pollutions des écosystèmes littoraux méditerranéens en collaboration entre la France et la Tunisie, visant à mutualiser les connaissances et les outils d’étude pour la restauration des écosystèmes pollués. Ces recherches prévoient, entre autres :

1. Une évaluation des caractéristiques mésologiques de sites d’études où se développent des populations de différentes espèces du genre Atriplex, afin d’établir une grille de critères de choix pour la sélection de ces sites,

2. La détermination des niveaux de pollution des sites sélectionnés sur des échantillons de sols et de populations d’A. halimus,

3. Une caractérisation de l’état physiologique de ces populations par des mesures de fluorescence permettant de déterminer les teneurs en phénols, flavonols, caroténoïdes, anthocyanes et chlorophylles,

4. La recherche d’associations symbiotiques de type endomycorhizes sur des prélèvements de racines,

5. L’estimation des capacités de transfert des ETMM dans les racines et les parties aériennes afin de préciser les potentiabilités d’A. halimus dans la phytostabilisation des sites littoraux pollués par ces ETMM.

Mots clés : Métaux lourds, Molécules élicitrices, Bioaccumulation, Phytostabilisation

Membre(s) : CHAIBI Wided

RPCN : Réponses des plantes aux contraintes nutritionnelles

Objectifs :

      Il s’agit d’étudier les effets des contraintes chimiques affectant les milieux édaphiques et atmosphériques (excès de sels, déficiences minérales, traitement par des rayons UV, etc…) sur les comportements physiologiques, biochimiques et moléculaires des plantes dans l’objectif d’une meilleure compréhension des mécanismes de leurs réponses à ces contraintes, ce qui pourrait ouvrir la voie à une meilleure maîtrise de nos pratiques agronomiques dans les milieux contraignants.

      Deux actions de recherche sont prévues dans ce cadre. La première portera sur les réponses des plantes aux déficiences minérales directes et induites par les sels (NaCl pour les nutriments majeurs, le bicarbonate pour le fer), à différents stades de leur développement (germination, croissance végétative et rendement). Il est aussi envisagé de diagnostiquer, dans cette action, les effets de plusieurs types d’interaction, telles les interactions salinité / nutrition potassique, salinité / nutrition anionique, salinité / déficience ferrique, déficience ferrique / bicarbonate, déficience ferrique / nutrition azotée, salinité / métaux lourds et déficit hydrique / salinité. L’amélioration des comportements des végétaux vis-à-vis des contraintes environnementales par des prétraitements avec les sels, les hormones ou les rayonnements UV-C (ou priming), sera également testée. La deuxième action vise la recherche de plantes tolérantes à la forme ammoniacale de l’azote (NH₄⁺). Dans ce contexte, des études comparatives du comportement de différentes espèces et variétés végétales vis-à-vis de cette forme d’azote seront réalisées afin de choisir les plus tolérantes. Plusieurs paramètres relatifs à la croissance et à la nutrition azotée et minérale seront déterminés sur des plantes cultivées sur des milieux qui différent par la concentration et la forme d’azote. Ces différentes actions ont pour objectifs majeurs d’évaluer la capacité de ces plantes de tolérer les contraintes osmotiques imposées par le milieu (au champ et en conditions contrôlées), d’identifier les facteurs nutritionnels susceptibles de limiter sa productivité dans de telles conditions, et enfin pour tenter d’analyser le déterminisme génétique de la tolérance au sel. 

Mots clés : Contraintes chimiques, Excés de sels, Déficiences minérales, Tolérance des plantes au NH₄⁺

Membre(s) : OUERGHI-ABIDI Zeineb