Analyse des variations de la teneur en vitamine C dans le fruit de tomate et rôle de l’environnement lumineux, Analysis of ascorbic acid content variation in tomato fruit and role of light environment
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Thèse soutenue le 01 décembre 2010: Avignon
Les fruits et légumes constituent la principale source de vitamine C dans l’alimentation humaine, mais leur concentration en vitamine C varie fortement en fonction de la saison et des conditions de culture. Au cours de cette thèse, nous avons testé successivement différentes hypothèses afin de mettre en évidence le rôle de la lumière dans ces variations, en prenant comme modèle le fruit de tomate. Nous avons supposé i) un effet direct du rayonnement intercepté par les fruits sur le métabolisme de la vitamine C (synthèse, recyclage, dégradation), ou ii) un effet du rayonnement sur les feuilles augmentant le transport de molécules (sucres, vitamine C, …) favorisant l’accumulation de vitamine C dans le fruit. Nos résultats ont souligné la complexité de la régulation de la teneur en vitamine C dans les fruits par la lumière, qui dépend principalement du microclimat radiatif du fruit et dans une moindre mesure du rayonnement intercepté par les feuilles, en interaction avec le stade de développement du fruit. L’étude de la relation sucres/vitamine C dans les fruits a montré que les sucres n’étaient pas limitants pour la synthèse de vitamine C. L’impact du rayonnement sur le métabolisme de la vitamine C a été étudié, en interaction avec la température, sur fruits détachés. Le rayonnement augmente les teneurs en vitamine C des fruits pour les températures inférieures ou égales à 23°C en liaison avec l’augmentation des expressions des gènes de la voie de biosynthèse et des activités des enzymes de recyclage, particulièrement à 12°C. À forte température (31°C), la lumière ne modifie pas la teneur en vitamine C du fruit malgré l’augmentation de l’expression de certains gènes de la voie de synthèse, mais on observe une diminution du recyclage de la vitamine C (DHAR) et une augmentation d’un produit de dégradation de la vitamine C (thréonate). Les données recueillies ont permis d’initier un modèle d’accumulation de la vitamine C au cours du développement du fruit qui dans le futur prendra en compte les facteurs de l’environnement
-Solanum lycopersicum
-Fruit de tomate
-Lumière
-Vitamine C
-Sucres
-Transport
-Métabolisme
-Synthèse
-Recyclage
-Dégradation
Fruits and vegetables are the major source of vitamin C in human diet; however, their vitamin C content varies with environmental conditions and agricultural practices. In this work, we successively tested different hypotheses concerning light impact on these variations, using tomato fruit as model. We hypothesized that i) light reaching fruit could have a direct impact on vitamin C metabolism (synthesis, recycling and degradation) or that ii) light reaching leaves could increase the transport of molecules triggering vitamin C accumulation in fruit (sugars, vitamin C…). Our results showed that vitamin C variations with light are complex and depend mostly on light reaching the fruit and to a lesser extent on light reaching leaves,according to fruit developmental stage. The study of vitamin C/sugars relationship in fruit showed that sugars were not determinant in explaining variations in vitamin C. Light impact on vitamin C metabolism were studied, in interaction with temperature, on off-vine fruit ripening. Light increased fruit vitamin C content for temperature lower or equal to 23°C byincreasing transcripts of vitamin C biosynthetic pathway and activity of vitamin C recycling enzyme, particularly at low temperature (12°C). At high temperature (31°C), light did not increase fruit vitamin C content but it decreased DHAR activity and increased threonate content likely produced from vitamin C degradation. The data obtained were used to initiate the building of a model describing vitamin C content during fruit development that will integrate environmental factors in the future
-Solanum lycopersicum
-Tomato fruit
-Light
-Vitamin C
-Sugars
-Transport
-Metabolism
-Synthesis
-Recycling
-Degradation
Source: http://www.theses.fr/2010AVIG0631/document
ACADEMIE D’AIX-MARSEILLE
UNIVERSITE D’AVIGNO ETDES PAYS DE VAUCLUSE
THESE
présentée pour obtenir le grade de Docteur en Sciences
de l’Université d’Avignon et des Pays de Vaucluse
Spécialité : Sciences Agronomiques
Analyse des variations de la teneur en vitamine C
dans le fruit de tomate et rôle de l’environnement
lumineux
par Capucine MASSOT
erSoutenue le 1 décembre 2010 devant le jury composé de
Laurent URBAN Professeur à l’Université d’Avignon Président
Pierre BALDET Chargé de recherche INRA, Bordeaux Rapporteur
Dominique RUMEAU Chargée de recherche CNRS, Cadarache Rapporteur
Christophe ROBIN Directeur de recherche INRA, Nancy Examinateur
Michel GENARD Directeur de recherche INRA, Avignon Directeur de thèse
Hélène GAUTIER Chargée de recherche INRA, Avignon Directrice de thèse
Ecole doctorale
Systèmes intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (SIBAGHE)
Montpellier
Laboratoire
INRA- UR1115 Plantes et Systèmes de culture Horticoles (PSH)
Avignon
tel-00585438, version 1 - 12 Apr 2011
Mange des tomates, mon amour
Mange des tomates, nuit et jour
Ça donne bonne mine
C'est plein de vitamines
Vitamines A, B, C
C'est bon pour la santé
Jack Ary
tel-00585438, version 1 - 12 Apr 2011
Remerciements
Que de personnes rencontrées pendant cette thèse, que de moments partagés dont je ne
pourrais retranscrire ici toute l'intensité mais que je garde en moi, soyez en sûr, et dont je me
souviendrais avec bonheur.
Je souhaite tout d'abord remercier de tout cœur Hélène Gautier pour son encadrement, sa
réactivité, nos discussions autour des résultats et de leur variabilité, son enthousiasme et son
dynamisme. Elle a toujours été là pour me relancer dans les périodes les plus difficiles. Sans
oublier également toute sa famille (Rémy et les enfants) pour les quelques moments passés
ensemble et surtout pour leur compréhension.
Je remercie également Michel Génard pour les discussions constructives autour des articles et
de la modélisation, ses encouragements et son soutien pendant ces trois ans autour du vaste
sujet qu'est la vitamine C.
Je remercie les membres du jury, Dominique Rumeau, Pierre Baldet, Christophe Robin et
Laurent Urban qui ont accepté de juger mon travail.
Un énorme merci à la fine équipe vitamine C de l’unité Génétique et Amélioration des Fruits
et Légumes :
- Rébecca Stevens bien sûr, pour ses chaleureux encouragements et son aide dans la
rédaction des articles
- Cécile Garchery pour m’avoir initiée au «concept » de QPCR
- Gisèle Riqueau pour son aide dans les prélèvements
- Noé Gest pour son effervescence du midi à ‘la dinette’.
Je remercie Félicie Lopez-Lauri pour sa collaboration à ce travail par les discussions
partagées et par son aide importante dans la méthodologie employée. Elle m'a également
encouragée à réaliser un monitorat à l’Université d’Avignon. Cette expérience m’a permis de
m’épanouir pendant ces trois années de thèse, j’ai pu m’investir dans la formation et
l’enseignement universitaire et rencontrer des doctorants d’autres horizons.
Je remercie également Laure Valat avec qui j’ai partagé beaucoup d’heures de travaux
pratiques et qui m’a beaucoup apporté sur le plan pédagogique.
Je remercie l’équipe EQF qui m’a accueillie, les chercheurs, Nadia et Philippe, pour leurs
remarques constructives mais aussi Béatrice pour son aide en expérimentation.
J'adresse un grand merci à Valentina Baldazzi qui dès son arrivée s’est plongée avec moi dans
la vitamine C, et à la petite Lara pour avoir été de mon côté jusqu’au bout même si elle a
beaucoup occupé sa maman, sans oublier Mister motobécane…
Un énorme MERCI aux différentes équipes techniques sans qui tout ce travail n’aurait pas été
possible : Claude Courbet et Michel Pradier, grâce à qui mes tomates ont poussé et même bien
poussé … Et les équipes techniques du GAFL et tout particulièrement Manu et Yollande,
mais aussi l’équipe du laboratoire chapotée par Laurent : Doriane, Emilie, Patricia, Sylvie et
tel-00585438, version 1 - 12 Apr 2011Guy, j’y est passé du temps mais en leur compagnie, bercée par la hotte, ce fut un véritable
plaisir.
Un très grand merci à Alain Crovetti, pour sa patience, son calme quand on arrive au dernier
moment pour imprimer et son travail d’une grande qualité !
Je remercie le congélateur Dometic de ne pas avoir lâché au mauvais moment et de m’avoir
permis de venir pique-niquer le week-end devant les vergers et le Jouan pour sa fiabilité.
Je remercie mes acolytes de bureau Odile, ma maman INRA, Guigui (continues tu es sur la
bonne voie) et Kiki (quoi ? comment ? Kiki n’a pas de bureau… pourtant elle a passé du
temps dans ce bureau, faut dire qu’il y avait à faire surtout sur le mien…)
Merci aux doctorants et jeunes docteurs pour leur soutien moral, pour les locaux: Marion,
Benoît, Safaa, Camille, Carole, Hazem, Rémy et les petits nouveaux qui sont nombreux en
cette fin d’année 2010 et à qui je souhaite bon courage et bonne chance mais aussi Chloé,
Rémy, Alban, Claire, Sanders, Louise et Mélissa (je suis encore là pour tes essuie-glaces),
pour les autres unités INRA, et enfin Mélanie représentant les sciences « molles », notre
rencontre fortuite fut vraiment une chance pour moi et un vrai bonheur.
Merci au LBM pour son accueil, je me souviendrais toujours de l’ambiance et des repas dans
le couloir, merci à Sophie pour la bible de la QPCR (faut que je te la rende !) et Adrien
Charles Aurélien (une seule et même personne… qui n’aime pas les remerciements tant pis tu
y es quand même), je sais que je peux passer réparer la machine à café en cas de disette…
Merci à Romain pour m’avoir accompagnée et supportée pendant une partie de ce travail dans
les bons et mauvais moments.
Enfin et surtout, un énorme merci à ma famille, mes parents, qui ont su m’accompagner et
m’encourager dans ce challenge malgré l’éloignement, les sœurettes et leurs enfants qui m’ont
bien occupée et changé les idées, les frangins rugbymen ou non pour les week-ends sportifs.
Je suis fière et heureuse d’avoir pu vous présenter mon travail en Avignon et je profite de ce
document pour vous dire aussi que je vous aime.
tel-00585438, version 1 - 12 Apr 2011!
Sommaire
!
INTRODUCTION GENERALE ............................................................................................... 1!
Synthèse bibliographique ....................................................... 4!
1.! La tomate!""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""!#!
1.1.! Botanique!"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""!#!
1.2.! Importance économique!""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""&qu
