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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.
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).
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).
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).
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).
Produit phytopharmaceutique, fongicide, systémie, vectorisation, membrane plasmique, allélopathie.