CHOLLET Jean-François

Chargé de Recherche CNRS (CR1)

Bâtiment B 27 – RDC Nord

Equipe E.BICOM : Eaux, Biomarqueurs, Contaminants Organiques, Milieux (E1)

IC2MP UMR 7285 – Université de Poitiers – UFR SFA

Bâtiment B27, TSA 51106

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On assiste actuellement à une attente sociétale forte d’aliments produits avec peu ou pas d’intrants synthétiques, ces derniers étant parfois à l’origine de problèmes de pollution et de santé publique. C’est dans ce contexte que se situent les travaux pluridisciplinaires que nous développons autour de la vectorisation chez les plantes de substances naturelles ou de xénobiotiques. L’objectif principal est d’optimiser la biodisponibilité, ceci afin de réduire les doses appliquées mais aussi d’envisager la lutte à l’encontre de pathologies jusqu’ici incurables.
La vectorisation chez les plantes est liée à leur physiologie. Ainsi, nous nous intéressons à une application de la matière active – d’origine synthétique ou naturelle – soit sur les feuilles (systémie phloémienne) soit au niveau du système racinaire (systémie xylémienne). D’une manière générale, la systémie est l’aptitude d’une molécule à pénétrer dans une plante pour ensuite y être véhiculée à longue distance et agir loin du point d’application.

Vectorisation par apport foliaire : systémie phloémienne

Synthèse raisonnée et étude des propriétés biologiques de nouveau profongicides systémiques phloémiens

L’approche originale que nous avons développée consiste à synthétiser des conjugués associant dans leur structure un composé phytopharmaceutique de contact (c’est-à-dire restant en surface des plantes traitées) à un nutriment, L-a-aminoacide ou sucre. Nous avons montré que les dérivés ayant une fonction L-a-aminoacide dans leur structure sont reconnus et manipulés par un transporteur d’a-aminoacide de la membrane plasmique (ce qui n’est pas le cas des dérivés de la série D). Par ailleurs, la conjugaison avec un a-aminoacide s’avère beaucoup plus performante que celle avec un sucre pour vectoriser la molécule active via le phloème. (Wu et al, 2016).

Étude de la vectorisation d’une molécule naturelle impliquée dans le mécanisme de défense des plantes lors d’une agression biotique ou abiotique : l’acide salicylique

Nous nous intéressons depuis quelques années au transport chez la plante de l’acide salicylique, une molécule naturelle impliquée dans les mécanismes de défense. Nous avons étendu cette étude à une cinquantaine d’analogues structuraux afin de déterminer des relations entre la structure et le franchissement de la membrane plasmique. Pour chaque composé testé, nous avons analysé les relations entre l’effet sur l’activité osmocontractile des cellules d’organes moteurs foliaires de Mimosa pudica L. et dix descripteurs moléculaires. Parmi ces descripteurs moléculaires, certains d’entre eux sont connus pour être fortement corrélés à la diffusion au travers de membranes biologiques animales, en particulier lors du passage des barrières intestinale ou hémato-encéphalique. Nous avons mis en évidence que les principaux descripteurs impliqués dans la plupart de ces modèles étaient également ceux qui étaient corrélés chez le végétal avec le franchissement du plasmalemme lorsque celui-ci est requis pour avoir un effet biologique. (Rocher et al, 2014, 2016).

Élaboration de combinaisons entre des composés phytosanitaires systémiques xylémiens et des zéolithes en vue d’améliorer la biodisponibilité et de réduire la pollution des sols

L’application classique de produits phytosanitaires, systémiques ou non, se fait par pulvérisation foliaire ou épandage sur le sol, ce qui engendre des déperditions énormes dans l’environnement. Notre objectif est de développer un moyen qui permette de libérer progressivement et de manière contrôlée la matière active au niveau des racines, ceci afin d’éviter la pollution du sol par un apport massif et de faire bénéficier la plante d’une protection prolongée contre les parasites. Ces travaux ont été étendus à la nutrition des plantes, plus particulièrement dans le domaine des oligo- et des mésoéléments. (Chollet et al, 2011).

Dans ce cadre, nous avons également mis au point un test qui permet d’évaluer le devenir d’un xénobionte appliqué sur un sol, ceci sur une longue période et avec les mêmes individus. Grâce à l’utilisation de tomates naines cultivées en pots, nous pouvons évaluer la quantité de produit lessivée lors des arrosages successifs ainsi que la partie retrouvée dans la plante. (Guglielmi et al, 2012).

Synthèse et étude des propriétés biologiques d’analogues halogénés d’un herbicide naturel, la m-tyrosine

En conjuguant le faible nombre de nouvelles matières actives phytopharmaceutiques avec le retrait du marché de nombreuses substances, ceci a pour corollaire d’avoir de moins en moins de solutions à destination des cultures mineures (vigne, plantes fourragères…). Pour pallier ce problème qui devient de plus en plus pressant, une des approches que l’on peut proposer repose sur l’allélopathie, à savoir l’ensemble des interactions biochimiques directes ou indirectes, positives ou négatives, d’une plante sur une autre (micro-organismes inclus) au moyen de métabolites secondaires. Ainsi récemment, une molécule à propriété herbicide a été isolée de l’exsudat racinaire d’un cultivar de fétuque : c’est un acide aminé non protéique, la L-méta-tyrosine. Ce composé est cependant très soluble dans l’eau et donc susceptible d’être lessivé de façon importante dans le cas d’une utilisation comme herbicide. Des analogues halogénés ont été synthétisés en 7 étapes avec de bons rendements en partant d’un chloro ou d’un fluoro-phénol. Les tests pratiqués ont montré que l’activité biologique était conservée pour certaines molécules, et qu’en fonction du type de substituant sur le noyau benzénique, la croissance racinaire de plantules de laitues était soit inhibée, soit stimulée (Movellan et al, 2012).

Mots clés : produit phytopharmaceutique, fongicide, systémie, vectorisation, membrane plasmique, allélopathie.

Publications marquantes

  • Wu H., Marhadour S., Lei Z., Yang W., Marivingt-Mounir C., Bonnemain J.-L., Chollet J.-F., 2016. Vectorisation of agrochemicals: amino acid carriers are more efficient than sugar carriers to translocate phenylpyrrole conjugates in the Ricinus system. Environ. Sci. Pollut. Res., sous presse, (doi: 10.1007/s11356-016-8107-x)
  • Rocher F., Roblin G and Chollet J.-F., 2016. Modifications of the chemical structure of phenolics differentially affect physiological activities in pulvinar cells of Mimosa pudica L. II. Influence of various molecular properties in relation to membrane transport. Environ. Sci. Pollut. Res., sous presse, (doi: 10.1007/s11356-016-6048-z)
  • Rocher F., Dédaldéchamp F., Saeedi S., Fleurat-Lessard P., Chollet J.-F. and Roblin G, 2014. Modifications of the chemical structure of phenolics differentially affect physiological activities in pulvinar cells of Mimosa pudica L. I. Multimode effect on early membrane events. Plant Physiol. Biochem. 84, 240-250. (doi: 10.1016/j.plaphy.2014.09.020.)
  • Chollet J.-F, Frapper G., Guglielmi M.-A., Joly G., Lemoine R., Magnoux P., Rocher F, 2011. « Zeolite-based phytosanitary composition ». Dépôt de demande de brevet international enregistrée le 20 décembre 2011 sous le n°PCT/EP2011/073341, publiée le 28 juin 2012 sous le n° WO 2012 084900 A1, 68pp. Dépôt de demande de brevet européen enregistrée sous le n°EP 2011/0797016, publiée le 30 octobre 2013 sous le n° EP 2654419 A1. (Brevet français délivré le 20 décembre 2013 sous le n°FR 2 971 673 B1, 15 pages).
  • Movellan J, Chikh Z, Rocher F, Marivingt-Mounir C, Bonnemain JL And Chollet JF (2012) Synthesis and evaluation as biodegradable herbicides of halogenated analogues of L-meta-Tyrosine.  Environ. Sci. Pollut. Res., 21, 4861-4870. (doi: 10.1007/s11356-012-1302-5)
  • Guglielmi MA, Rocher F, Legros S, Bonnemain JL, Chollet JF (2012) A non-destructive method for testing two components of the behaviour of soil-applied agricultural chemicals over a long period. Pest Management Science 68: 897-905