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Caractérisation chimique, biochimique et moléculaire des fruits dagrumes.

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1 Caractérisation chimique, biochimique et moléculaire des fruits dagrumes

2 Interactions INRA/Université de Corse Projet Ressources naturelles 3 équipes : Biochimie et biologie moléculaire du végétal Chimie et biomasse Chimie des produits naturels

3 Mieux comprendre les mécanismes moléculaires daccumulation des acides organiques et des sucres Objectif

4 Lacidité caractéristique des agrumes Cette baisse dacidité peut donc entraîner son retrait du label et ainsi diminuer sa valeur commerciale Lacidité de la pulpe est évaluée : pH et acidité titrableUn des principaux critères de la qualité des fruits dagrumes : calibre, absence de pépin, coloration, sucres… La majorité des études ont été réalisées au cours de la maturation du fruit // Acidité (%) Maturation Citrons, Limes Mandarines, Oranges, Clémentines Lacidité est un critère majeur du cahier des charges de lIGP « Clémentine de Corse tonnes /an La baisse dacidité de certains fruits peut entraîner une baisse de leur qualité

5 Lacidité et la composition en acides organiques Lacidité de la pulpe varie en fonction des espèces au moment de la récolteLacidité est liée à la composition en acides organiques : acide citrique Acidité (%) A maturité La concentration en acide citrique varie également selon les espèces Acide citrique (g L -1 ) A maturité Lacide malique est le second acide organique majoritaire de la pulpe mais sa concentration ne varie pas en fonction de lespèce Acide malique (g L -1 )

6 3 espèces dagrumes :Orangers Citronniers Limettiers Chaque espèce comprenant 1 variété acide et 1 variété non acide dun point de vue sensoriel Collection agrumes Station de Recherches Agronomiques INRA- CIRAD San Giuliano => conditions environnementales et culturales homogènes Comparaison entre variétés acides et non acides

7 La stratégie Identifier la nature des variations et le stade de développement où elles sopèrent : pH, acidité titrable, composition acides organiques et sucres au cours des 2 premiers stades de développement du fruit 1 Stade II : Grossissement du fruit Stade III : Maturation Stade I : Division cellulaire Stade II Stade III Stade I Nouaison Taille et poids du fruit MaiJuinJuil.AoûtSept.Oct.Nov.Déc.Jan. Les variétés acides ont surtout été étudiées au stade IIIAucune donnée disponible sur les variétés douces aux stades I et II Mise en place des différences entre fruits acides et doux ?

8 Les acides organiques des fruits acides au stade II Acide tartrique Acide quinique Acide citrique Acide ascorbique Acide malique Acide succinique Orange acide Lacide citrique est lacide organique majoritaire des fruits acides Citron acide Lime acide

9 Les acides organiques des fruits doux au stade II Orange douce Lacide citrique nest pas majoritaire chez les fruits doux Au stade II, les autres acides ont des teneurs faibles et constantes Quels « osmoticums » remplacent lacide citrique ? Acide citrique Citron douxLime douce RMN 13 C Fruits acides : acide citrique Fruits doux : sucres Les 3 principaux sucres solubles : saccharose, glucose et fructose

10 Les principaux composés variant entre les fruits acides et doux au stade II Fructose (mg g -1 MF) Acide citrique (mg g -1 MF) Fruits Doux Orange acide Citron et Lime acides Les fruits doux présentent le plus de fructose (15 à 60 mg g -1 MF) et le moins dacide citrique (<5 mg g -1 MF) Les fruits acides présentent le plus dacide citrique (20 à 60 mg g -1 MF) et le moins de fructose (<5 mg g -1 MF) Les oranges acides ont un profil intermédiaire

11 Comment pourraient sopérer les différences ? Mitochondrie Citrate Malate KREBS Pyruvate Acétyl-CoA Pyruvate Vacuole Saccharose Cytosol PHOTOSYNTHESE GlucoseFructose Citrate Fructose Saccharose Glucose PEP Fructose Glucose Citrate Isocitrate Transport ? Métabolisme ? Transport ?

12 Identifier les gènes impliqués dans cette différence dacidité -plus particulièrement ceux affectés dans la variété douce -déterminer leur rôle dans le transport ou le métabolisme des acides organiques et/ou des sucres

13 Pyruvate Acétyl-CoA Pyruvate Saccharose GlucoseFructose Saccharose Glucose PEP Fructose Glucose Citrate α-cétoglutarate IDH Isocitrate ACO Modèle « Fruits Acides » Vacuole Hydrolyse chimique ? pH 2,5 Malate OAA NADP-EM X Malate OAA Malate OAA PEPC Citrate X

14 Pyruvate Acétyl-CoA Pyruvate Saccharose GlucoseFructose Saccharose Glucose PEP Fructose Glucose Malate Vacuole Invertase Citrate pH 5,0 OAA NADP-EM OAA PEPC Modèle « Fruits Doux » Citrate Succinate α-cétoglutarate IDH Isocitrate ACO Citrate X

15 Q ualité organoleptique -les composés volatils aromatiques responsables de la typicité gustative -avoir une vue densemble des composés volatils présents dans les zestes et dans les feuilles des différentes variétés de citrus

16 Identification des composés aromatiques responsables de la typicité gustative des jus de fruits par SPME, CPG/Ir et CPG/SM Jus de mandarine et de clémentine (parents) Jus de 65 hybrides issus du croisement des deux parents 44 constituants identifiés représentant environ 95 % de la fraction volatile des jus dagrumes Mand.Clém.Hybr. Mand.Hybr. Clém. -Pin è ne 2,20,40,2-1, Myrc è ne 1,73,40,5-4, Limon è ne 66,390,075,8-93,356,8-72,6 -Terpin è ne 21,10,30,1-13,29,8-36,4 Linalool0,3tr0,1-2,7tr-3,1

17 HMHM HCHC H C : 31 individus : 93 % 76 % 0,1 % 76 % 0,1 % < -terpinène < 6 % H M : 28 individus : 73 % 57 % 10 % 57 % 10 % < -terpinène < 31 % 6 hors corrélation 2 sous groupes dhybrides de la mandarine 2 sous groupes dhybrides de la mandarine 3 sous groupes dhybrides de la clémentine 3 sous groupes dhybrides de la clémentine Approche statistique

18 Caractérisation chimique des agrumes à travers la composition des huiles essentielles de feuilles et de zestes

19 Huiles essentielles de zestes huiles essentielles de zestes de mandarines et de clémentines de deux parents huiles essentielles de zestes de 70 hybrides issus du croissement des deux parents

20 Étude de lhérédité des composés darôme chez les hybrides

21 Variabilité chimique des huiles essentielles de feuilles de 113 hybrides clémentine x mandarine

22 Bilan Contrat CTPS-INRA – F. Luro ( ) APR Agrumes depuis thèses co-encadrées : Thèses AL Gancel et AL Fanciullino (CIRAD-Université) et Thèse MV Albertini (INRA- Université) 6 Publications communes : 4 J. Agric.Food. Chem., 2 Flav. Frag. J.

23 1 thèse co-encadrement INRA–Université début janvier 2008 « mécanismes dacidification en disponibilités en assimilats contrastées » Stage de M2 recherche sur les enzymes du métabolisme oxydatif de la clémentine Projet commun INTERREG IV? Demande ANR « Blanc » 2008 Perspectives


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