Ce travail de thèse s'inscrit dans un projet régional, initié par le Parc du Lubéron et en collaboration avec le Laboratoire de Pharmacognosie et d'Ethnopharmacologie de l’Université de Marseille. Il avait pour objectif d'étudier la possibilité de domestiquer une plante sauvage, Inula montana L. (Asteraceae) connue dans la pharmacopée provençale pour ses effets anti traumatiques semblables à ceux d'Arnica montana L. et de la proposer comme nouvelle production agricole. Inula montana produit notamment des lactones sesquiterpènes, identifiées comme les métabolites secondaires responsables de ses aptitudes biologiques anti inflammatoires. Il s’est agit dans cette étude1) de déterminer les caractéristiques de croissance et de développement de la plante sauvage largement inconnue et d’identifier en conditions naturelles les facteurs les plus favorables à la production de métabolites secondaires, 2)d’étudier sa capacité à se multiplier végétativement in vitro et à former des cultures cellulaires aptes à synthétiser les molécules d’intérêt 3), de proposer un itinéraire technique applicable agronomiquement et 4) de tester les effets de divers facteurs environnementaux (fertilisation, apport de NaCl, modification du rythme circadien de l’éclairement,rayonnement UVB, ablation de feuilles, application de méthyl jasmonate ) sur la production qualitative et quantitative des lactones sesquiterpènes et des composés phénoliques. Les traits phénologiques de la plante sauvage sont impactés par l’altitude qui induit un retard dans la croissance végétative et la phase reproductrice ainsi que des modifications physiologiques et morphologiques. Les teneurs en métabolites secondaires (certaines lactones sesquiterpènes, les polyphénols totaux et flavonoïdes) varient en fonction de la saison et sont plus importantes dans le site qui présente les conditions climatiques les plus contraignantes du point de vue hydrique (sol drainant,température plus élevée et présence d’une période sèche en été). L’observation microscopique a indiqué la présence de deux types de trichomes : glandulaires (bisériés) et non glandulaires (des poils) qui sont potentiellement les structures porteuses des molécules d’intérêt. I. montana est apte à former des cals in vitro à partir d’explants racinaires, foliaires et caulinaires sur lesquels des pousses feuillées se forment. La domestication d’Inula a été réussie à partir de semences issues des plantes sauvages et en conditions agronomiques, les teneurs en lactones sesquiterpènes (costunolide, artémorine, eldarine et hydrocostunolide) et en composés phénoliques sont généralement plus élevées que chez les plantes sauvages. Les différentes contraintes appliquées pour tester les effets des facteurs environnementaux sur la production des métabolites ont montré : 1) qu’il ne peut pas être établi de corrélation entre la présence d’un stress oxydatif et une augmentation des teneurs en métabolites chez Inula 2) que l’accumulation des lactones et composés phénoliques semblent principalement favorisée lorsque la plante dispose d’un surplus de squelettes carbonés, non utilisés pour la croissance 3) enfin, les deux conditions les plus favorables à l’accumulation des métabolites chez Inula, sont : dans les feuilles, une alternance rapide de lumière et d’obscurité durant la photopériode et dans les capitules, l’application de méthyl jasmonate. Ce travail augure de bonnes perspectives en termes de valorisation d’Inula dans le secteur pharmaco-cosmétologique. Il reste à poursuivre la description du profil phytochimique de la plante et à localiser précisément les organes et/ou sous structures anatomiques concentrant les composés considérés. Ayant démontré que cette plante présente une bonne réponse à la domestication, il est également proposé de poursuivre l’étude des leviers environnementaux susceptibles d’influencer positivement et significativement le profil chimique d’Inula. / This thesis work is part of a regional project, initiated by the Luberon Park and in collaboration with the Laboratory of Pharmacognosy and Ethnopharmacology of the University of Marseille. It aimed to study the possibility of domesticating a wild plant, Inula montana L. (Asteraceae) known in the Provençal pharmacopoeia for its anti-traumatic effects similar to those of Arnica montana L. and to propose it as a new agricultural production. Inula montana produces lactones sesquiterpenes, identified as the secondary metabolites responsible for its biological anti-inflammatory properties. In this study, 1) to determine the growth and development characteristics of the largely unknown wild plant and to identify under natural conditions the most favorable factors for the production of secondary metabolites, 2) to study its characteristics. ability to multiply vegetatively in vitro and to form cell cultures able to synthesize the molecules of interest 3), to propose an agronomically applicable technical itinerary and 4) to test the effects of various environmental factors (fertilization, NaCl supply, modification circadian rhythm of illumination, UVB radiation, ablation of leaves, application of methyl jasmonate) on the qualitative and quantitative production of sesquiterpene lactones and phenolic compounds. The phenological characteristics of the wild plant are impacted by the altitude which induces a delay in the vegetative growth and the reproductive phase as well as physiological and morphological modifications. Levels of secondary metabolites (certain sesquiterpene lactones, total polyphenols and flavonoids) vary according to the season and are more important in the site which has the most water-constraining climatic conditions (draining soil, higher temperature and presence of a dry period in summer). Microscopic observation indicated the presence of two types of trichomes: glandular (biseriate) and non-glandular (hair) which are potentially the carrying structures of the molecules of interest. I. montana is able to form calli in vitro from root, foliar and shoot explants on which leafy shoots are formed. The domestication of Inula has been successful from seed from wild plants and under agronomic conditions, sesquiterpene lactone (costunolide, artemorine, eldarin and hydrocostunolide) and phenolic compounds are generally higher than in wild plants. The different constraints applied to test the effects of environmental factors on the production of metabolites have shown: 1) that there can be no correlation between the presence of oxidative stress and an increase in metabolite levels in Inula 2) that the accumulation of lactones and phenolic compounds seems mainly favored when the plant has a surplus of carbon skeletons, not used for growth; 3) finally, the two most favorable conditions for the accumulation of metabolites in Inula, are: in the leaves, a rapid alternation of light and darkness during the photoperiod and in the flower heads, the application of methyl jasmonate. This work augurs good prospects in terms of valuation of Inula in the pharmaco-cosmetological sector. It remains to continue the description of the phytochemical profile of the plant and to precisely locate the organs and / or anatomical substructures concentrating the compounds in question. Having demonstrated that this plant has a good response to domestication, it is also proposed to continue the study of environmental levers likely to positively and significantly influence the chemical profile of Inula.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2018AVIG0341 |
| Date | 24 January 2018 |
| Creators | Al Naser, Osama |
| Contributors | Avignon, Sallanon, Huguette |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French, English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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