Libération des acides gras par autolyse enzymatique des triglycérides des graines oléoprotéagineuses

Laboratoire de biotechnologie et amélioration des plantes (BAP), USC INRA-ENSAT, Pôle de biotechnologie végétale, 18, chemin de Borde-Rouge, BP 107, 31326 Castanet Tolosan, France

Résumé

Les acides gras produits par hydrolyse chimique des lipides des plantes sont des matériaux de base pour l’industrie des biocarburants, des lubrifiants, des plastiques, des détergents et également des adjuvants de préparations commerciales d’herbicides. Cependant les procédés actuels de production des acides gras sont hautement polluants et coûteux en énergie. Dans ce travail nous développons un nouveau procédé de production des acides gras mettant en œuvre des plantes génétiquement modifiées. Nous avons introduit dans le tabac, retenu comme plante modèle, une construction génétique comprenant un gène de lipase (de la levure Geotrichum candidum) sous le contrôle d’un promoteur graine spécifique (promoteur AtEm1 d’Arabidopsis thaliana). Ce promoteur devrait permettre l’expression du gène de lipase au niveau de l’axe embryonnaire tandis que les lipides s’accumulent dans les corps lipidiques des cotylédons. Dans ces conditions, les lipides de la graine devraient être séparés de la lipase par une compartimentation tissulaire et ne pas interférer. Après broyage des graines on peut penser que la mise en contact des lipides et de la lipase conduira à la libération d’acides gras. Plusieurs transformants ont été produits par transfert de gène à l’aide d’Agrobacterium tumefaciens, quelques-uns d’entre eux exprimant, comme attendu, la lipase dans leurs graines. Trois clones (2, 19 et 43) présentent une activité lipase significative et ont été retenus pour des études complémentaires. Cependant l’activité enzymatique observée est faible et certains clones présentent un défaut de compartimentation entre l’enzyme et les lipides se traduisant par la production d’acides gras dans la graine intacte. Lorsque les graines du clone 43 sont broyées dans un tampon, des acides gras sont produits dans le milieu réactionnel, validant le procédé imaginé. De nouvelles constructions réalisées, soit par optimisation du promoteur AtEm1, soit par la mise en œuvre de nouveaux promoteurs, sont prévues et seront testées chez le tabac, avant de tenter leur introduction chez les plantes d’intérêt agronomique telles que le colza et/ou le tournesol. D’autre part, il est nécessaire d’optimiser la réaction enzymatique qui pourrait se dérouler dans un réacteur multifonction réalisant à la fois l’hydrolyse des lipides et l’extraction des acides gras produits.