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Les parois de l’albumen du blé : une perspective en 3D

L’image moléculaire en 3D des hémicelluloses révèle leur répartition inégale dans le grain de blé.

Visualisation en 3D des variations de structures des arabinoxylanes dans l’albumen du grain de blé © M. Fanuel
Mis à jour le 12/11/2018
Publié le 09/11/2018

Pour l’industrie céréalière, il y a un enjeu à mieux connaître et maîtriser les variations de composition du grain, qui affectent à la fois ses qualités technologiques et nutritionnelles.  Dans ce contexte, les composants pariétaux – parce qu’ils impactent les propriétés mécaniques du grain - et la teneur et la solubilité des fibres – sont une cible privilégiée.

L'UR BIA a développé une méthode de spectrométrie de masse en mode imagerie pour étudier les structures des hémicelluloses (β-glucanes, arabinoxylanes), composants majoritaires des parois cellulaires dans l’albumen du blé, et leur distribution à l’échelle du grain entier. Les images de 30 sections consécutives d’un grain de blé ont été acquises puis combinées pour reconstruire une image en trois dimensions, montrant les variations de structures et de localisation de ces polymères dans les deux axes transversaux et longitudinaux du grain. Une amélioration significative a été apportée au protocole de préparation des coupes de tissus pour minimiser la déformation des tissus et aboutir à un recalage de bonne qualité dans les images 3D.

Ces images ont montré une hétérogénéité de distribution et de composition des hémicelluloses au sein du grain. En particulier, des arabinoxylanes permettant de meilleurs échanges d’eau et de nutriments dans le grain sont concentrés dans la région du sillon ou à proximité du germe. Cette méthode pourra être appliquée à d’autres polymères pariétaux et apporte un nouvel éclairage sur les liens entre structure, organisation des parois, et qualité du grain.

Partenaires : INRA, Unité BIA (Biopolymères Interactions Assemblages)  : Hélène Rogniaux et Mathieu Fanuel (plate-forme BIBS), Fabienne Guillon et Luc Saulnier (équipe PVPP)

Publication associée : Fanuel, M., Ropartz, D., Guillon, F., Saulnier, L., and Rogniaux, H. (2018) Distribution of cell wall hemicelluloses in the wheat grain endosperm: a 3D perspective, Planta.
https://doi.org/10.1007/s00425-018-2980-0

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Caractérisation et élaboration des produits issus de l’agriculture
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Pays de la Loire