Projet ANR-11-ISV7-0002 – SYNERGY (Seeds Yield eNERGY) : Augmentation de la teneur en huile par une réorientation des flux de carbone au cours du développement de la graine
Programme : Blanc International II - SVSE 7 - Biodiversité, évolution, écologie et agronomie (Blanc Inter II SVSE 7) 2011
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Monsieur Thomas Roscoe (Diversité Adaptation et Developpement)
Partenaires : Diversité, Adaptation et Développement des Plantes; McGill University College of British Columbia
Montant : 280280.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 36 mois
Résumé : Il y a des demandes environnementales et économiques pressantes à développer des sources d’énergies renouvelables pour le chauffage, l’électricité et les transports. Les bioénergies sous forme de biomasse et biofuels vont constituer un composant de plus en plus important de l’énergie renouvelable si leur production ne compromet pas les surfaces utilisées pour la production alimentaire et que la balance du carbone est assurée. Pour les fuels de transport, le biodiesel dérivé des triacylglycérols (TAG) des graines oléagineuses est supérieur à l’éthanol produit à partir d’amidon ou de sucres de part sa plus grande densité énergétique par volume et son efficacité de conversion en énergie. Une barrière à l’utilisation à grande échelle du biodiesel est associée à son cout et à l’approvisionnement limité en huiles végétales. Ainsi, afin d’éviter le problème de la demande croissante en huiles pour la nutrition, l’industrie et le biodiesel, il est essentiel d’améliorer les rendements des graines oléagineuses. Une approche serait de modifier la répartition de carbone pour favoriser la synthèse des TAG par rapport à celles des protéines et autres réserves de la graine. Une telle approche nécessite  une connaissance approfondie des déterminants génétiques gouvernant le développement de la graine et l’accumulation des réserves.
Le but du projet est d’évaluer comment le carbone peut être redirigé des composés structuraux et autres réserves de la graine vers les TAG pour augmenter le rendement en huile chez une plante modèle, avec la perspective de transférer ce savoir vers les espèces non alimentaires performantes sur des terres à faible rendement. Les objectifs de SYNERGY sont (1) d’identifier et de caractériser de nouveaux régulateurs de la synthèse des huiles de la graine et de tester leur impact sur la répartition du carbone entre l’huile et les protéines, (2) d’élucider les réseaux de régulation contrôlant les voies métaboliques spécifiques des téguments de la graine et de déterminer si les modifications du métabolisme des téguments influencent le métabolisme des assimilats carbonés de l’embryon.
En caractérisant des facteurs de transcription qui contrôlent l’expression d’acyltransférases essentielles à la synthèse des TAG dans les graines, le projet SYNERGY apportera des connaissances sur la régulation des gènes qui contrôlent l’assemblage des TAG. Les cribles génétiques conduiront à l’identification de facteurs incluant de nouveaux régulateurs, co-régulateurs et répresseurs qui contrôlent à la fois la production des acides gras destinés à l’assemblage des TAG et ceux qui contrôlent la synthèse des protéines de réserves. La dissection génétique du réseau de gènes contrôlant la teneur en huile des graines du mutant glabra 2 nous apportera une meilleure compréhension du contrôle transcriptionnel de la biosynthèse du mucilage dans les téguments et de la signalisation de la répartition du carbone vers la biosynthèse des lipides dans l’embryon. Grâce à ces connaissances, nous serons dans une position unique pour manipuler le contenu en huile des graines par le contrôle de la direction des flux de carbone entre les métabolites et composants de la graine. Les gènes candidats d’intérêt pour l’augmentation de la teneur en huile seront transférés chez Camelina sativa. Ce transfert, de la plante modèle à la plante d’intérêt industriel apporte une valeur ajoutée essentielle à la partie de recherche fondamentale du projet SYNERGY.
En conclusion, le projet va conduire à l’identification de nouveaux régulateurs de la modification des acides gras, de l’assemblage des TAG et de la synthèse des protéines de réserves. Il apportera des informations quant à l’impact des facteurs AP2, TTG1, TTG2 et GL2 et leur relation avec FUS3 sur la synthèse des lipides dans l’embryon. Nous anticipons que les connaissances acquises au cours du projet contriburont au développement de nouvelles variétés de plantes oléagineuses non alimentaires à forte teneur en huile.