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• Doctorante : Marion Serie
• Unité d'accueil : IATE
• Direction : Valérie Lullien-Pellerin

Résumé

Dans les années à venir, l’agriculture va faire face à de nombreux défis notamment le changement climatique, le développement d’approches agro-écologiques, la disponibilité en énergie et l’indépendance alimentaire dans un contexte d’accroissement, mais aussi de vieillissement de la population.  Dans ce contexte, il est important d’évaluer en quoi les effets du changement climatique extrême, prévu par le GIEC, peuvent impacter les grandes cultures et en particulier la production et la qualité du blé. En effet, le blé constitue une valeur économique majeure car la France se positionne comme premier producteur et exportateur de blé en Europe. De plus, il joue un rôle important dans l’alimentation humaine. Or, la qualité des produits alimentaires, en particulier sur le plan de la nutrition et de la santé, dépend du devenir des molécules présentes et des effets des procédés au cours de la transformation des grains.

Dans de précédents travaux, il a été déterminé que la dureté des grains, caractéristique clé pour classifier les blés, dépend principalement de la présence et des caractéristiques de protéines spécifiques, les Puroindolines (Pins) A et B, qui sont codées par deux gènes portés par le chromosome 5D du blé tendre (Triticum aestivum). Chez le blé tendre dit « soft », la présence de ces deux gènes à l’état sauvage entraîne une faible résistance mécanique des grains. Tandis que la délétion ou mutation de l’un ou des deux gènes conduit à des grains plus résistants mécaniquement et le blé est identifié comme « hard ». Les deux protéines sont absentes chez le blé dur (T. durum), qui n’a pas de génome D, et dont les grains sont par conséquent très résistants mécaniquement. Plusieurs hypothèses existent pour expliquer les effets de ces protéines, mais toutes s’accordent à penser qu’elles jouent un rôle dans les interactions amidon-protéines au cours du développement du grain. La résistance mécanique du grain est aussi modulée par les conditions environnementales lors de son remplissage, qui jouent sur sa porosité. Nous avons montré précédemment que l’environnement (année, lieu, apport azoté) avaient des effets différents sur les caractéristiques des grains et le comportement au fractionnement des blés tendres de type soft ou hard. Les effets conjoints des gènes codant les Puroindolines et de l’environnement modulent les propriétés mécaniques lors du fractionnement en farines et semoules qui seront utilisés pour fabriquer des produits alimentaires (pain, pâtes..) et donc la composition et propriétés de ces produits.

Le projet de thèse tire profit :

• de l’existence de lignées de blés quasi-isogéniques pour la dureté différant par la présence ou le type de l’allèle codant les puroindolines ;
• de la possibilité de moduler les conditions de culture grâce à la plateforme de PHENOtypage haut-débit au Champ sous Contrainte Climatique (Phéno3C) de Clermont-Ferrand. Des conditions de sécheresse (sous abri ou non) et/ou d’augmentation de la concentration en CO2 atmosphérique grâce à un dispositif « Free Air CO2 enrichment » (FACE) seront en particulier appliquées.

Les objectifs du projet sont d’étudier, du champ à l’assiette, en quoi la génétique et les conditions environnementales caractéristiques du changement climatique vont impacter :

• les caractéristiques physiques et de composition biochimique des grains ;
• l’aptitude au fractionnement et les propriétés des farines ;
• les propriétés technologiques et nutritionnelles des produits finis.