Étude du métabolisme des acides gras dans l'albumen des graines oléagineuses

La graine oléagineuse des Brassicacées accumule 90 % de ses réserves lipidiques dans un embryon massif tandis que les 10 % restants sont stockés dans l'albumen, constitué d'une assise cellulaire unique entourant l'embryon. Du fait de la taille réduite de l'albumen, son métabolisme n'a reçu que peu d'attention. Cette thèse se focalise sur le métabolisme des acides gras, considéré à différentes étapes du développement de l'albumen, depuis la maturation de la graine jusqu'à la post-germination.Pendant la maturation, l'albumen synthétise d'importantes quantités d'acide gras, qui servent principalement à l'élaboration de lipides de réserve. Les acyl-ACP désaturases (AADs) sont des désaturases solubles qui introduisent une insaturation dans la chaine aliphatique d'acides gras saturés, produisant des d'acides gras monoinsaturés. Il existe différentes classes de monoinsaturés. Tandis que les oméga-9 sont ubiquitaires chez la plante, les omégas-7 sont synthétisés majoritairement dans l'albumen. En analysant séparément le contenu en acides gras de la fraction albumen et de l'embryon chez les graines de 257 espèces de Brassicacées, nous avons montré que ce trait est parfaitement conservé dans la famille. Au-delà des Brassicacées, nous l'avons également retrouvé chez les Asclépiadacées, mais pas chez les autres familles de végétaux étudiées. Parallèlement à cette approche biochimique, une exploration des données génomiques combinée à la caractérisation fonctionnelle d'AADs exprimées en système hétérologue a permis de démontrer que la capacité de différentes familles de plantes à synthétiser des omégas-7 était le résultat d'une convergence évolutive. Finalement, des approches couplées de biochimie et de génomique fonctionnelle ont montré que les omégas-7 étaient présents dans une grande variété de classes lipidiques.Les 'fatty acid desaturases' (FADs) constituent une autre classe de désaturases, membranaires, qui produisent des acides gras polyinsaturés. Une approche de génétique inverse conduite chez l'espèce modèle Arabidopsis thaliana a permis de montrer que les différentes isoformes de FADs ne contribuent pas de manière équivalente à la synthèse des acides gras polyinsaturés dans l'embryon et l'albumen au cours de la maturation de la graine.Au cours de la germination enfin, nous avons comparé le métabolisme de mobilisation des réserves lipidiques dans l'embryon et dans l'albumen. Nous avons pu observer une mobilisation plus précoce dans l'albumen et une régulation différenciée de ce métabolisme entre les deux tissus. À ce stade, il reste à déterminer si certaines des singularités du métabolisme des acides gras dans l'albumen présentent un quelconque avantage évolutif.