Variabilité de l’hélianthinine isolée à partir de graines de lignées de tournesol à faible et à haute teneur en acide oléique

Résumé

Les sources de protéines végétales représentent une place importante dans les pays en voie de développement et compensent une alimentation dominée par les glucides telles que les céréales et autres. Les sources de protéines végétales sont moins chères et constituent des matières azotées utilisées pour l’alimentation animale. Les graines de Tournesol sont une source de matière première recherchée pour l’alimentation humaine et animale. La composition des graines de Tournesol est largement influencée par les facteurs génétiques et environnentaux. Ce travail a pour objectif la comparaison des protéines de réserve majeures de Tournesol après fractionnement e en Albumines et Globulines et analysées en SDS PAGE chez les variétés locales et sélectionnées par l’INRA de Montpelier. L’hélianthine est une protéine majeure de réserve au niveau des graines de Tournesol. La composition en polypeptides de l’hélianthine est hétérogène due à l’hétérogénéité des familles de gènes correspondants. L’analyse électrophorétique sur gel de polyacrylamide en présence de SDS des fractions de polypeptides isolées à partir de graines de 24 génotypes de Tournesol obtenus par l’INRA de Montpelier ont révélé des polypeptides de l’hélianthinine de PM respectifs de de PM 43,8 kD, 43, 5 kD, 43,3 kD, 27, 2 kD, 26,4 kD et 24,6 kD. Ces polypeptides présentent des variabilités chez les génotypes sauvages, hybrides et lignées normales et à teneur élevée en acide oléique. Les génotypes caractérisés par une teneur élevée en acide oléique ont deux polypeptides de 43,8 kD, 43,3 kD, et ont le peptide de 24,6 kD et se rapprochent de l’hybride H. Argophyllus x H. Annuus. La population d‘origine Russe Vniimk et la population Russe Armavir présentant une teneur normale en acide oléique présentent un profil électrophorétique similaire.

Introduction 

Les graines de tournesol contiennent 40 % d’huiles et avec le colza et l’olivier, elles constituent l’une des principales plantes sources d’huile alimentaire. Les graines de tournesol constituent une source importante en vitamine E. Ces antioxydants combattent le vieillissement provoqué par les radicaux libres; ils limitent les risques d’apparition de pathologies cardio-vasculaires et de certains cancers. Il existe deux types d’huile de tournesol: l’huile linoléique dite classique et l’huile oléique issue de nouvelles variétés de tournesol.

L’huile de tournesol classique apporte les acides gras oméga 6, l’oléique apporte les oméga 9. Cette huile a l’avantage d’avoir une résistance à la température lors des cuissons et des fritures. La graine de tournesol est riche en nutriments, en protéines, fibres et minéraux et elle contient les neufs acides aminés essentiels. Ses qualités technologiques, dont le goût et l’odeur caractéristique, lui confèrent son utilisation pour complémenter les préparations alimentaires, soupes, desserts.

Les graines de tournesol font des collations nutritives en plus d’agrémenter les salades et pâtes. Son huile peut remplacer le beurre et la graisse végétale. La sélection variétale des protéines des graines permet de constituer des outils nécessaires pour l’identification variétale pour la prévision des qualités nutritionnelles et technologiques.

Beaucoup de travaux ont été effectués sur l’analyse des polypeptides de réserve de graines de légumineuses cultivées (Perrot, 1995), de féverole (Pasqualini et al., 1991), de Vigna unguiculata (Fosto et al., 1994). Nwaga et al., (2000) ont révélé le polymorphisme important des albumines majeures chez l’arachide par rapport aux légumineuses et le lien entre l’absence de polypeptides et la teneur élevé en lipides.

Les graines de tournesol accumulent deux majeurs groupes de protéines de réserve, l’hélianthinine 11 S globulin et l’albumine 2 S (Derbishire et al., 1976). L’hélianthinine est une protéine oligomérique constituée de six sous unités. (Anisimova et al., 1989).

Ces dernières années, les variétés de tournesol produisant une teneur élevée en acide oléique ont été développées à partir d’un mutant Pervenets, obtenu après mutation des graines de la population Peredovic (Saldatov, 1976). Les lignées et les hybrides dérivés à partir du mutant Pervenets développent des graines avec une teneur de 80 % d’acide oléique.

Une complémentarité entre les tournesols linoléique et oléique pourrait être utilisée en huiles combinées, en vue d’un équilibre diététique mono/poly-insaturé dont l’effet serait d’assurer l’expression optimale des paramètres de protection vis-à-vis des maladies cardiovasculaires.

Beaucoup de travaux ont été réalisés sur la variabilité des protéines de réserve isolées à partir de graines de différents génotypes de tournesol (Anisimova, 1998; Anisimova 1994). Différents travaux (Hongtrakul et al., 1998; Lacombe et al., 1999; Lacombe et Bervillé, 2002) ont montré la différentiation de génotypes HOAC et LO par des RFPs, OleLOR et OleHOS respectivement en utilisant l’ADNc de l’oléate désaturase comme sonde. Les variations des allèles oleHOS, oleLOR et LO ont été mis en évidence (Lacombe et Bervillé, 2002).

L’analyse du polymorphisme des polypeptides de l’hélianthinine permet de constituer des marqueurs moléculaires des différents génotypes HOAC et LOAC.

Matériel et Méthodes 

Matériel végétal: 23 génotypes constitués de lignées, populations, hybrides sauvages et populations proviennent de l’INRA ENSAM de Montpellier (Tableau 1).

Les protéines de l’hélianthinine sont extraites à partir des graines de tournesol selon la méthode décrite par Schwenke et al., (1975) et analysées en SDS PAGE (Laemmli, 1970).

Résultats

L’ensemble des génotypes étudiés présentent des polypeptides de PM respectifs 43,8 kD, 43,5 kD, 43,3 kD, 38,1 kD, 27,2 kD, 26,4 kD, 24,6 kD, 23,6 kD, et 23 kD (Tableau 2).

Les génotypes LR1, 98B1, la population Russe Armavisky, le génotype LR417 ont un profil électrophorétique équivalent à celui de la population Russe Vniimk 8931 avec la présence des polypeptides de 43,8 kD, 43,5 kD, 38,1 kD, 27,2 kD, 26,4 kD, 23,2 kD et 23 kD.

Les génotypes PAC2 et 83HR4 ont une faible concentration du polypeptide de 27,2 kD et ont un polypeptide de 24,6 kD supplémentaire par rapport à la population Russe Vniimk 8931.

La population marocaine 2603 CIRO présente une faible concentration du polypeptide de 27,2 kD par rapport à la population Russe Vnimk 8931.

Le génotype RHA266 n’a pas le polypeptide de 26,4 kD et a une faible concentration du polypeptide de 43,3 kD par rapport à la population Russe Vniimk 8931.

Les génotypes 92B6, RHA 345, RHA 274, 98 R1, ont un polypeptide de 24,6 kD supplémentaire par rapport à la population Russe Vniimk 8931.

Les génotypes HA 292, HA 285, HA 308 A mennonites ont un profil électrophorétique équivalent à celui de la population Russe Vniimk 8931.

Discussion et conclusion

Le génotype 83HR4 présentant une teneur élevée en acide linoléique a un profil électrophorétique similaire à celui du génotype PAC2. La population Russe Armavisky et le génotype Fallax 98 B1 et le génotype tolérant au phomopsis présentent un profil électrophorétique similaire et diffère de la population Marocaine CIRO. Le génotype RHA 266 restaurateur Américain diffère de tous les autres génotypes par l’absence du polypeptide de 26,4 kD et de la faible concentration du polypeptide de 43,3 kD. La population Russe Armavisky CANP3 caractérisé par une teneur normale en acide oléique a un profil électrophorétique similaire à celui de la population Russe Vniimk 8931. Le génotype RHA345 caractérisé par la teneur élevée en acide oléique a un profil électrophorétique similaire à celui du génotype 92B6, RHA274 et le cytoplasme résinosus 98R1.

Ces résultats concordent avec ceux d’Anisimova et al., (1991) qui révèlent la présence ou l’absence de constituants polypeptidiques de l’hélianthinine caractéristiques pour un groupe de variétés. Ces résultats concordent aussi avec ceux d’Anisimova et al., (1998) qui révèlent des gènes spécifiques des variétés Pervenets, hybrides, cultivées et sauvages.

Ces résultats concordent avec ceux d’Anisimova qui révèlent la stabilité de polypeptides majeurs de l’hélianthinine au sein de différents génotypes et la variabilité génétique d’autres polypeptides. Anisimova et al., (1991) ont révélé la similitude des polypeptides de l’hélianthine chez les variétés présentant des caractères spécifiques de productivité et de résistance à l’orobanche.

Les travaux de Kabbaj et al., (1996) montrent la variation d’expression de l’oléate et la linoléate désaturase chez différents génotypes de tournesol. Les génotypes HOC présentent une augmentation de l’expression du gène de l’oléate désaturase par rapport aux génotypes présentant une teneur normale en acide oléique. Les génotypes HOC présentent une diminution de l’expression du gène de la linoleate désaturase par rapport au génotype normal en acide oléique (Kabbaj et al., 1996).

Ces résultats contribuent à l’identification des polypeptides de l’hélianthinine isolée à partir de graines de tournesol présentant des caractères génotypiques et agronomiques variables.

Ces travaux doivent être poursuivis pour rechercher le lien entre la présence de ces polypeptides et la composition variable en acides gras au niveau des graines de tournesol. L’analyse de la charge des protéines et de la composition an acides aminés permettra d’apporter des informations complémentaires sur la qualité nutritionnelle et leur valorisation dans les techniques de biotechnologies.

Références

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