La paroi des cellules végétales change d'image

L’imagerie par spectrométrie de masse fournit de nouvelles informations sur la complexité de la paroi végétale.

Blé tendre d'hiver variété Eureka. Zone nord et sud. © WEBER Jean
Mis à jour le 11/06/2014
Publié le 23/05/2014

La composition et la structuration des parois des cellules de l’albumen du blé impactent fortement leurs propriétés biologiques, et l’utilisation technologique et agro-alimentaire qui peut être faite des grains. L’Unité BIA étudie les caractéristiques structurales et les propriétés de ces parois. Dans le présent travail, l’objectif était de redécouvrir ces structures par une nouvelle méthode : l’imagerie par spectrométrie de masse. Cette méthode combine une information structurale riche (apportée par la spectrométrie de masse) à une localisation des composés à l’échelle d’une dizaine de microns. Relativement répandue dans le domaine de la santé, elle l’est de manière anecdotique sur les plantes et n’avait jamais été décrite pour imager la paroi primaire des céréales.

L’objectif était donc d’abord, sur le modèle bien maîtrisé du blé, d’établir la preuve d’intérêt de la méthode pour étudier des structures aussi complexes que la paroi végétale. Nous espérions aussi, par la richesse de l’information produite, apporter des éléments nouveaux sur les structures moléculaires des parois.

En plus de reproduire, de manière simple et directe, des informations déjà connues mais obtenues au coût d’expérimentations parfois fastidieuses, l’imagerie par spectrométrie de masse a révélé des nouvelles caractéristiques structurales sur les polysaccharides composant les parois. Le résultat le plus marquant est l’acétylation portée par les arabinoxylanes (constituants polysaccharidiques majeurs de la paroi) dans les stades jeunes de développement, ce qui pourrait impacter les propriétés mécaniques de la paroi ou intervenir dans son processus de biosynthèse. Globalement, ce travail a établi le potentiel de cette nouvelle méthode pour l’observation, in situ, de structures végétales complexes.

Illustration des résultats obtenus par imagerie par spectrométrie de masse. Dans les stades matures, les beta-glucanes et les arabinoxylanes se distribuent de façon homogène dans l’ensemble de l’albumen (ici, exemple de la répartition des arabinoxylanes). © BIBS, Inra
Illustration des résultats obtenus par imagerie par spectrométrie de masse. Dans les stades matures, les beta-glucanes et les arabinoxylanes se distribuent de façon homogène dans l’ensemble de l’albumen (ici, exemple de la répartition des arabinoxylanes). © BIBS, Inra

Partenariat : le travail a été réalisé au cours du post-doctorat de Dušan Veličković (2012-2014, Financement INRA-Agreenskill, responsable scientifique : Hélène Rogniaux), qui a été accueilli sur la plate-forme BIBS de l’Unité BIA, en partenariat étroit avec l’équipe PVPP (Luc Saulnier, Fabienne Guillon). Agreenskills
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Publication : Veličković D1, Ropartz D, Guillon F, Saulnier L, Rogniaux H. New insights into the structural and spatial variability of cell-wall polysaccharides during wheat grain development, as revealed through MALDI mass spectrometry imaging. J Exp Bot. 2014;65(8):2079-91. doi: 10.1093/jxb/eru065.

Contact : Hélène Rogniaux, plateforme BIBS (unité BIA) : helene.rogniaux@nantes.inra.fr

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