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Qualité des produits céréaliers

Le péricarpe du grain de maïs : un bon modèle pour comprendre la construction des parois cellulaires.

Maïs
Mis à jour le 09/12/2016
Publié le 07/12/2016

Les parois végétales sont constituées de macromolécules (polymères) dont la composition et la structure varient selon l’espèce, le stade de développement et le tissu considéré. Leur propriétés impactent l’utilisation des végétaux et notamment des céréales (digestibilité des fourrages et des grains par les animaux, broyage du grain, qualité du pain…). Les parois des céréales contiennent des polymères d’arabinose et de xylose qui ont la particularité de contenir de l’acide férulique (arabinoxylanes féruloylés). L’acide férulique présent sur les arabinoxylanes a un rôle majeur dans les parois en permettant des interactions stables entre les polymères (réticulation); il contribue ainsi à limiter la dégradation des tissus.

Pour identifier la machinerie responsable de la synthèse des arabinoxylanes féruloylés, l’approche a consisté à cibler, dans des tissus riches en acide férulique, des gènes fortement exprimés pendant la formation des parois. Le péricarpe du grain de maïs, tissu le plus externe du grain contient environ 50% de sa masse sèche en arabinoxylanes et 5% en acide férulique : il représente le tissu le plus riche en acide férulique du règne végétal. L’étude de la lignée B73, dont le génome est bien caractérisé, a permis d’identifier des gènes potentiellement impliqués dans la synthèse des arabinoxylanes féruloylés.

Ces gènes sont des cibles intéressantes pour l’amélioration des espèces céréalières. Ils pourraient permettre de moduler la teneur en /ou son taux de réticulation de l’acide férulique et modifier les propriétés des parois. Notamment, leur dégradation par des enzymes pourrait être améliorée ainsi que la digestibilité des fourrages par les animaux ou la libération de nutriments du grain en alimentation humaine.

Epi de maïs (A), coupe longitudinale de grain observée au macroscope à fluorescence (B), carré : échantillon prélevé pour immunomarquage avec un anticorps reconnaissant spécifiquement les arabinoxylanes féruloylés (C). Barre : 50 µm.. © Inra, BIA
Epi de maïs (A), coupe longitudinale de grain observée au macroscope à fluorescence (B), carré : échantillon prélevé pour immunomarquage avec un anticorps reconnaissant spécifiquement les arabinoxylanes féruloylés (C). Barre : 50 µm. © Inra, BIA

Partenaires : ce travail a été réalisé dans l’unité BIA (Biopolymères Interaction Assemblage) à Nantes - Inra Angers-Nantes, en collaboration avec l’Inra de Lusignan.

Publication associée : Anne-Laure Chateigner-Boutin, José Juan Ordaz-Ortiz, Camille Alvarado, Brigitte Bouchet, Sylvie Durand, Yves Verhertbruggen, Yves Barrière and Luc Saulnier. 2016. Developing pericarp of maize: a model to study arabinoxylan synthesis and feruloylation. Frontiers in Plant Science 7:1476 doi: 10.3389/fpls.2016.01476

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