Les axes de recherche du LBVPAM
Le laboratoire BVpam travaille sur les plantes aromatiques et à parfum et s'intéresse aux composés volatils émis par ces plantes (huile essentielle, parfum).
Nos recherches visent à mieux comprendre les mécanismes de production, de sécrétion et les rôles des composés volatils chez les plantes aromatiques et à parfum. Ceux-ci remplissent de nombreuses fonctions écologiques (attraction des pollinisateurs, protection contre les ravageurs et les UV, interactions allélopathiques, ...) et intéressent les industries pharmaceutiques et du parfum.
Même si de nombreux groupes chimiques de molécules volatiles sont émis par les plantes, nous portons une attention plus particulière aux composés terpéniques.
Les terpènes constituent un groupe de composés naturels très répandu et particulièrement diversifié. Plus de 50000 composés ont été caractérisés à ce jour. Malgré leur diversité structurale, tous les terpènes sont construits à partir d'unités simples d'isoprènes. Ils ont pour formule de base (C5H8)n et sont formés à partir d'IPP (isopentényl pyrophosphate) et de DMAPP (diméthylallyl pyrophosphate). Leur synthèse implique des enzymes particulières, les terpènes synthases (TPS).
L'origine de la diversité des terpènes, leurs voies de biosynthèses, les enzymes impliquées ainsi que les mécanismes de régulation de la production et de l'émission des composés terpéniques sont encore mal connus chez la plupart des plantes aromatiques et médicinales. De même, les mécanismes de sécrétion et les rôles écologiques des composés restent pour beaucoup à élucider.
Le laboratoire BVpam est spécialisé dans l'étude de ces problématiques et les aborde à travers deux approches complémentaires :
-Biodiversité des plantes aromatiques et à parfum, et diversité de leurs composés : diversité génétique et adaptation, phylogénie des espèces, diversité et évolution des terpènes, facteurs de variation de la composition terpénique, développement d'outils pour le traitement des signaux chimiques, rôle écologique des terpènes et écologie chimique.
- Voies de biosynthèse et mécanismes de sécrétion : recherche de gènes impliqués dans la biosynthèse du parfum, recherche de marqueurs génétiques du caractère parfumé (rose), transcriptomique (analyse de banques d'EST), métabolomique des pétales sépales et feuilles, activités enzymatiques des terpènes synthases (TPS), mécanismes de sécrétion des terpènes volatils.
Deux groupes de plantes sont plus particulièrement étudiés :
Les roses dont les cellules épidermiques des pétales émettent du parfum
La rose est la plante ornementale la plus vendue au monde. L'huile essentielle de rose est une des huiles les plus utilisées en parfumerie
les Lavandes qui émettent des composés volatils grâce à des trichomes glandulaires présents sur leur épiderme
La lavande fine ou lavande vraie (Lavandula angustifolia Miller) est la plante aromatique et médicinale la plus cultivée au niveau international, essentiellement pour son huile essentielle. La France est le premier producteur avec 50% de la production mondiale d'huile essentielle de lavande. Lavande et lavandin constituent la première production de plante aromatique en France
D'autres plantes constituent des modèles ponctuels : Menthe, Sauge, Tabac, Palmier, Trolle d'Europe, Arum...
Des approches complémentaires sont utilisées
Analyses chimiques des composés organiques volatils (GC-FID, GC-MS, head-space, SPME) Biologie moléculaire (clonage et expression de gènes, RT qPCR) Biochimie des TPS: production des protéines recombinantes, activités enzymatiques Biologie cellulaire des cellules sécrétrices (histochimie, microscopie électronique à transmission, microscopie environnementale, microscopie confocale laser) Transcriptomique (banques d'EST sur Rose, Lavande et Sauge), puce à ADN (Rose), protéomique et métabolomique Génétique des populations (marqueurs AFLP), phylogénie (comparaison de séquences d'ADN) Développement d'outils pour le traitement des données GCMS (package R MSeasy) Biostatistiques et fouille de données appliquées à l'écologie chimique
