Transcript 1 - Les sources de variation physiologique et génétique La

Pratiques agricoles innovantes et qualités
nutritionnelles des produits alimentaires
Séminaire INRA-DGAL, 30 mars 2011
Colloque de restitution
de l’Expertise scientifique collective

esQualités
L
fruits et nutritionnelles
légumes dans des
Fruits et Légumes et itinéraires
l’alimentation
Enjeux et déterminants de la

techniques
consommation
J.C. Mauget, M. Causse,

13 novembre 2007

ALIMENTATION
AGRICULTURE
ENVIRONNEMENT
Les microconstituants des fruits et légumes frais et
transformés
* Vitamines :
-Vitamine C, caroténoides (provit A), vitamine B9 (folates)
* Minéraux :
- K+, Ca++
* Métabolites secondaires :
- Effets santés plus ou moins validés
- Des classes très diverses
. Caroténoides non provitamine A (lycopène, lutéine)
. Polyphénols
. Organosoufrés dont glucosinolates
. Capsaicinoides, phytoestrogènes, terpènes….
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Des différences de niveau entre espèces,
mais aussi des plages de variations importantes
2500
Variation des teneurs en vitamine C
Deux sources de variation :
2000
1. Variabilité génétique et
potentiel de sélection
1500
2. Impact de l’environnement et
des pratiques culturales
1000
500
0
tomate
poivron broccoli
carotte
kiwi
fraise
pomelo
pomme
rouge
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1 - Les sources de variation physiologique et
génétique
Variations physiologiques
Evolution des teneurs en micronutriments au cours du développement
– Ex maturation => caroténoides ↑
vitamine C ↓
Variations suivant les parties de l’organe consommé
Souvent en plus grande concentration dans la peau des fruits ou dans les
feuilles externes des légumes feuilles.
– Ex glucosinolates ↑ avec l‘âge des feuilles
 Dilemme pour le consommateur: peler ou non les fruits ?
Antagonisme rendement / Teneurs
Relation négative entre taille des fruits et composition en matière sèche et
par conséquent entre teneur en composés bioactifs et taille des fruits.
 Manger de petits fruits
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AGRICULTURE
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1 - Les sources de variation physiologique et génétique
Variation Génétique
La diversité génétique naturelle :
Une grande gamme de variation entre variétés cultivées dans les mêmes
conditions
•
Des variations du simple au double sont fréquentes,
mais des variations beaucoup plus importantes dans certains cas.
Ex 50 variétés de brocoli [b-carotène] x6 ; [ glucosinolates] x 20
 relativiser les données de composition lorsqu'elles n'incluent pas la gamme
de variation présente dans les variétés
•
Des variations encore plus marquées pour des molécules individuelles que les
familles de molécules.
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1 - Les sources de variation physiologique et génétique
Impact de la sélection
La sélection a-t-elle réduit la valeur nutritionnelle des fruits
et légumes ?
Comparaison de variétés anciennes et modernes  pas de résultats généralisables
– Lorsque les composés sont liés à la couleur, la sélection n'a pas beaucoup
modifié les compositions, la couleur étant parmi les principaux critères de
choix des consommateurs.
Quelle sélection pour la qualité nutritionnelle ?
•
•
Les micronutriments liés à des caractéristiques défavorables ont été fortement
contre sélectionnés (amertume, piquant, astringence).
Aujourd'hui pas d'exemple de sélection pour augmenter la qualité nutritionnelle
MAIS un objectif émergent, complémentaire de la qualité gustative
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1 - Les sources de variation physiologique et génétique
La sélection pour la qualité nutritionnelle
Comment sélectionner pour la qualité nutritionnelle ?
Une hérédité souvent complexe et des tests lourds à mettre en oeuvre
L'accès aux cartes du génome des plantes ouvre de nouvelles perspectives
 Pour localiser les gènes, étudier leurs effets et leur stabilité
 Pour faciliter la sélection
Les gènes en jeu
Beaucoup de travaux pour identifier les gènes en jeu (chez la tomate notamment)
Ex : Les allergènes des fruits et légumes
Le recours aux OGM
Une fois un gène identifié, la transgénèse peut être utilisée pour en modifier
l'expression et en étudier la régulation
 Elargit le champ des possibles
 Sous réserve d'acceptation par les consommateurs
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1 - Les sources de variation physiologique et génétique
La sélection pour la qualité nutritionnelle
Vers de nouvelles variétés de fruits et légumes
enrichies en micronutriments ?
La valorisation de variétés "enrichies" sur le plan nutritionnel ne sera pas facile:
– Stabilité de la qualité
– Peu d'information concernant la variété donnée au consommateur
– Le prix reste un critère de choix primordial, avec les critères de qualité visuels
puis gustatifs
– L'inscription de variétés présentant des compositions spécifiques pose des
problèmes réglementaires
 Identifier :
- Les cibles positives OU négatives pour la sélection,
- Valider l’absence de risque à fortes doses de ces composés, ou pour
certaines populations
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2 - Impact de l’environnement et de l’itinéraire
cultural
Effet des facteurs de l’environnement
De nombreuses sources de variation identifiées
– Température
Action sur les flavonoïdes, les caroténoïdes (T° max)
–
Rayonnement
Action sur les flavonoïdes et la vitamine C
– Combinaison de facteurs (effet région, saison)
– Impact variable suivant les espèces
 pas de lois générales de fonctionnement
 Gamme de variation souvent inférieure à la variation génétique
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2-Impact de l’environnement et de l’itinéraire cultural
Effet des facteurs de l’environnement
(F. PoirouxGonord et al.,
2010)
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2-Impact de l’environnement et de l’itinéraire cultural
Effet de l’environnement : cas de l’abricotier
(V.
DragovicUzelac et al.,
2007)
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2-Impact de l’environnement et de l’itinéraire cultural
Effet des pratiques culturales
De nombreuses sources de variation identifiées
– Irrigation
Déficit en eau léger ou salinité augmente la teneur en matière sèche et en
métabolites secondaires (mais baisse de rendement)
– Fertilisation
Antagonisme fertilisation azotée / teneur en vitamine C
– Enrichissement en éléments (Sélénium)
Accumulation dans les feuilles des crucifères
- Impact de l’ensemble des pratiques (dates de semis, taille, films
réfléchissants …)
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2-Impact de l’environnement et de l’itinéraire cultural
Effet des pratiques culturales
(H. GAUTIER et
al., 2008)
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2-Impact de l’environnement et de l’itinéraire cultural
Effet des modes de production
Comparaison plein champs vs serre hors sol
- Effets variables suivant les composés
Production biologique vs production intégrée ou
conventionnelle
– Pas de différence systématique dans les teneurs en métabolites
secondaires
– Mais absence de résidus de pesticides en production biologique
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Conclusions
•
De nombreuses sources de variations, souvent en interaction, mais :
– Fort potentiel de variation génétique pour la sélection
– Protection intégrée et agriculture biologique limitent les résidus
•
Pas de loi générale d’action des facteurs de l’environnement et des
pratiques agricoles (différent pour les composés et les espèces)
•
Difficulté de hiérachiser les facteurs compte tenu des impacts différents
suivant les composés
•
Des travaux de recherche sont encore nécessaires, certains étant déjà
engagés
•
Travail au niveau de la filière pour optimiser la qualité et sa stabilité: de la
production à la mise en marché
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2-Impact de l’environnement et de l’itinéraire cultural
Effet des pratiques culturales
(S. DE
PASCALE et
al., 2001)
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