Interactome C/K dans le métabolisme et l'allocation liés à la production chez le palmier à huile.

par Cathleen Mirande-Ney

Projet de thèse en Sciences agronomiques

Sous la direction de Jaleh Ghashghaie et de Emmanuelle Lamade.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème , en partenariat avec ESE Écologie, Systématique et Évolution (laboratoire) , Ecophysiologie Végétale (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    L'amendement en potassium est essentiel pour le palmier à huile, mais les connaissances sur les effets du K+ sur les voies métaboliques responsables de la production d'huile de palme est manquante. La récente utilisation des isotopes en abondance naturelles a donné l'opportunité d'aller de l'avant et d'exploiter la modélisation pour explorer les biodisponibilités en K+. Ce travail est le résultat d'une collaboration entre le CIRAD ("oil palm network") et l'université de Paris-Sud, mais aussi de l'école de recherche de biologie à ANU à Canberra. Les méthodes envisagées dans ce travail consiste en l'exploitation d'essais agronomiques (incluant l'amendement en K) dans le but d'établir de la génomique fonctionnelle (métabolome, protéome) couplée à des descripteurs physiologiques (composition minérale, photosynthèse, composition isotopique). En considérant les données de omique obtenues sur les plantes herbacées dans la littérature, il est attendu un impact de K+ sur la conductance des stomates et par conséquent sur la composition naturelle en 13C, mais aussi un effet sur le catabolisme ( stimulation de la glycolyse). Par ailleurs, l'huile de palme possède une forte capacité photosynthétique( accompagnée d'une forte conductance des mésophylles) et une dynamique du métabolisme du sucre conduisant à une forte composition en glucose ( en particulier dans les tissus héterotrophiques, qui varient en fonction de la composition en K). De ce fait, il est possible d'anticiper les réponses en huile de palme avec une modification du ratio sucrose/glucose, amidon/glucose, accompagnés de changements cataboliques.

  • Titre traduit

    C/K interactomics in oil palm metabolism and allocation related to yield.


  • Résumé

    General Background: The UPR34 has a recognized expertise in nutritional diagnosis for mineral fertilization in oil palm plantations grown in several continents (Africa, Asia, Central and South America). This includes skills in physiology of nutrition. Potassium fertilization is essential for oil palm but the knowledge of the effects of K+ on metabolic pathways responsible for bunch production is lacking. The recent use of isotopes at natural abundance has given us the opportunity to go a step forward and exploit modelling to explore the effect of K+ availability. This work is the result of collaboration between the CIRAD (oil palm network) and the University of Paris-Sud for a long time and more recently, with the very well-known Research School of Biology at ANU (where the laboratory of G. Farquhar is) in Canberra. Methods: methods envisaged in this work consist in exploiting a factorial agronomic trial (including K application) to do functional genomics (metabolome, proteome) and couple them to physiological descriptors (mineral contents, photosynthesis, isotopic contents) so as to highlight metabolic bottlenecks influenced by K availability. Expected results: considering omics data obtained on herbaceous plants in the literature, we expect an impact of K+ on stomatal conductance and thus on the natural content in 13C, as well as an effect on catabolism (stimulation of glycolysis). However, oil palm has peculiarities such as high values of photosynthesis (accompanied by a high mesophyll conductance) and particular dynamics of sugar metabolism leading to rather high relative glucose contents (in particular in heterotrophic tissues, which vary with their content in K). Therefore, we anticipate typical responses in oil palm with a modification of the ratios sucrose-to-glucose, starch-to-glucose, in addition to changes in catabolism. Also, we shall obtain a better description of the distribution of K+ amongst organs upon K+ fertilization. It will then be possible to better appreciate the relevance of leaflet K+ content, which is currently used as the key marker of oil palm K+ nutritional diagnosis.