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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Plantes et Système de cultures Horticoles

Plantes et Systèmes de culture Horticoles

Proposition de stage de Master 2 / Ingénieur – 2018

Analyse des effets combinés du génotype, de l’environnement et des pratiques sur la production et la qualité des baies de goji. Lieu : Avignon, France

Lieu : Avignon, France

  • UR PSH – Plantes et Systèmes de cultures Horticoles (INRA)

Partenaires :

  • Société FPW Développement – Sélection de goji
  • UMR LEPSE – Ecophysiologie des Plantes sous Stress Environnementaux (INRA/SupAgro)

Encadrants :

Période indicative : Mars-Août 2018 (soit six mois)

Gratification : 554.40 € / mois

Contexte

Les fruits et légumes constituent un élément central de l’alimentation humaine. Lorsqu’ils sont consommés régulièrement, ils interviennent dans la prévention de maladies chroniques (Martin et al., 2013). Parmi les fruits d’intérêt nutritionnel, les baies de goji occupent une place privilégiée, notamment pour leur forte teneur en composés antioxydants.

Le goji (principalement Lycium barbarum mais aussi L. chinense et L. ruthenicum) est une Solanacée pérenne halophyte adaptée aux climats arides, dont les baies sont traditionnellement consommées en Asie pour leurs vertus médicinales nombreuses (Amagase and Farnsworth, 2011). Les composés d’intérêt nutritionnel sont particulièrement variés, incluant notamment des polysaccharides, des caroténoïdes, des composés phénoliques (Wang et al., 2010; Zhao et al., 2015; Hempel et al., 2017). La consommation est en forte croissance en Europe, essentiellement sous forme de fruits secs importés de Chine. Cependant, une attente sociétale émerge pour une production française de goji, permettant la consommation de fruits frais et locaux.

La composition générale des baies de goji est bien connue, et les modifications biochimiques et moléculaires intervenant au cours du développement du fruit commencent à être documentées (Zeng et al., 2015). En revanche, il existe peu de données sur l’effet de l’environnement et des pratiques sur le rendement et la qualité des fruits. Par ailleurs, tandis que ces plantes pérennes sont connues pour être adaptées aux climats arides, les mécanismes responsables de cette adaptation restent à élucider.

Ce stage vise à mieux caractériser cette plante dans diverses situations culturales, en analysant du matériel génétique innovant mis à disposition par FPW Développement, société spécialisée dans la sélection du goji.

 

Question de recherche et programme

Ce stage s’inscrit dans un programme de recherches plus large (GOJINOV, projet exploratoire Agropolis Fondation) dont la question centrale est d’analyser les déterminants écophysiologiques et génétiques de la qualité des baies de goji. Pour répondre à cette question, le stagiaire contribuera à la réalisation de deux objectifs, avec une priorité sur le premier d’entre eux :

  1. Caractériser la variabilité génétique des réponses du goji à un déficit hydrique du sol

L’étudiant sera chargé d’analyser les réponses de six génotypes à un déficit hydrique du sol. En vue de cet objectif, des plantes en pot de un an seront cultivées sous serre. A la première floraison (début juin), la moitié des pots sera soumise à un stress hydrique modéré jusqu’à la récolte (août). Le stagiaire analysera comment le stress hydrique impacte le développement et la croissance des rameaux, feuilles, et fruits, en effectuant des notations tout au long du cycle. A des stades clés, il caractérisera l’état hydrique des plantes par la détermination des potentiels hydriques foliaires de base et au midi solaire, à l’aide d’un psychromètre. La transpiration et la photosynthèse seront également caractérisées à l’aide d’un analyseur d’échanges gazeux. L’étudiant sera chargé de l’analyse statistique des données physiologiques. Enfin, le stagiaire participera à la récolte et l’échantillonnage des fruits en vue d’analyses métabolomiques qui seront effectuées par des collaborateurs.

 

  1. Quantifier les variations de rendement et de qualité  en réponse à des pratiques de taille

L’étudiant contribuera à l’étude des effets de trois modes de conduite (tailles en vert) appliquées sur un cultivar de Lycium barbarum cultivé en plein champ à Revel par FPW Développement. L’étudiant participera à deux missions collectives à Revel pour contribuer au suivi de la phénologie (juillet) et à la récolte des fruits (août). Ces derniers seront également soumis à des analyses métabolomiques par des collaborateurs.

L’étudiant sera encadré par deux chercheurs spécialisés dans la qualité des fruits et les interactions génotype x environnement (Nadia Bertin et Anne-Laure Fanciullino), et sera formé aux équipements disponibles. Il bénéficiera également de l’appui d’un enseignant-chercheur spécialiste des relations hydriques des plantes (Florent Pantin) et du matériel végétal mis à disposition par FPW Développement.

 

Profil de l’étudiant

Nous recherchons un étudiant de Master 2 ou un élève-ingénieur pour un stage de fin d’études, motivé et rigoureux, spécialisé en Biologie et/ou Production végétale. Le candidat sera formé aux méthodes écophysiologiques. Au-delà des capacités analytiques, le candidat développera des aptitudes pour la planification d’expérimentations, l’analyse de données, l’écriture des rapports et les présentations orales.

Références bibliographiques

Amagase, H., and Farnsworth, N.R. (2011). A review of botanical characteristics, phytochemistry, clinical relevance in efficacy and safety of Lycium barbarum fruit (Goji). Food Research International 44(7), 1702-1717.

Hempel, J., Schädle, C.N., Sprenger, J., Heller, A., Carle, R., and Schweiggert, R.M. (2017). Ultrastructural deposition forms and bioaccessibility of carotenoids and carotenoid esters from goji berries (Lycium barbarum L.). Food chemistry 218, 525-533.

Martin, C., Zhang, Y., Tonelli, C., and Petroni, K. (2013). Plants, diet, and health. Annual Review of Plant Biology 64(1), 19-46. doi: 10.1146/annurev-arplant-050312-120142.

Wang, C., Chang, S., Inbaraj, B.S., and Chen, B. (2010). Isolation of carotenoids, flavonoids and polysaccharides from Lycium barbarum L. and evaluation of antioxidant activity. Food chemistry 120(1), 184-192.

Zeng, S., Liu, Y., Pan, L., Hayward, A., and Wang, Y. (2015). Identification and characterization of miRNAs in ripening fruit of Lycium barbarum L. using high-throughput sequencing. Frontiers in Plant Science 6, 778. doi: 10.3389/fpls.2015.00778.

Zhao, J., Li, H., Xi, W., An, W., Niu, L., Cao, Y., et al. (2015). Changes in sugars and organic acids in wolfberry (Lycium barbarum L.) fruit during development and maturation. Food chemistry 173, 718-724.

 

Publications des encadrants en lien avec le sujet

 

  1. Ripoll J, Urban L, Staudt M, Lopez-Lauri F, Bidel LPR, Bertin N. 2014. Water shortage and quality of fleshy fruits – making the most of the unavoidable. Journal of Experimental Botany 65:4097-4117.
  2. Constantinescu D, Vercambre G, Génard M, Memmah MM, Baldazzi V, Causse M, Albert E, Brunel B, Valsesia P, Bertin N. 2016. Model-based analysis of the genetic variability in tomato fruit growth under contrasted water conditions. Frontiers in Plant Science 7:1841.
  3. Ripoll J, Urban L, Bertin N. 2016. The potential of the MAGIC TOM parental accessions to explore the genetic variability in tomato acclimation to repeated cycles of water deficit and recovery. Frontiers in Plant Science 6:1172.
  4. Fanciullino AL, Bidel LPR, Urban L. 2014. Carotenoid responses to environmental stimuli: integrating redox and carbon controls into a fruit model. Plant, Cell & environment 37: 273-289.
  5. Durand-Hulak M, Dugrand A, Duval T, Bidel LPR, Jay-Allemand C, Froelicher Y, Fanciullino AL. 2015. Mapping the genetic and tissular diversity of 64 phenolic compounds in Citrus species using a UPLC–MS approach. Annals of Botany 115: 861-877.
  6. Pantin F, Fanciullino AL, Massonnet C, Dauzat M, Simonneau T, Muller B. 2013. Buffering growth variations against water deficits through timely carbon usage. Frontiers in Plant Science 4:483.
  7. Pantin F, Monnet F, Jannaud D, Costa JM, Renaud J, Muller B, Simonneau T, Genty B. 2013. The dual effect of abscisic acid on stomata. New Phytologist. 197:65-72.