Contexte et objectifs

Les lignines sont des polymères phénoliques qui s'accumulent dans les parois de certaines cellules végétales pour leur conférer des propriétés uniques telles que l'hydrophobie, le renforcement mécanique et la défense contre des agents pathogènes. Toutefois, elle constitue un verrou à l’utilisation de la biomasse végétale comme source de bioéthanol ou de molécules biosourcées pour la chimie à la place des ressources fossiles. Les lignines sont principalement constituées de trois unités ou monolignols : p -hydroxyphényle, gaïacyle et syringyle mais peuvent incorporés d’autres molécules. Ainsi, chez les graminées, des monolignols acylés par des acides hydroxycinnamiques sont présents. La quantité et la composition des lignines varient en fonction des types cellulaires mais les mécanismes génétiques contrôlant ces variations, et les relations entre composition des lignines et propriétés de la paroi sont encore mal compris. L'accès à des mutants affectés dans des gènes impliqués dans la lignification ainsi que des outils permettant de cartographier in situ les changements de composition et de propriétés de la paroi cellulaire sont nécessaires pour progresser dans la compréhension de la lignification et des relations structure des lignines et propriétés des parois.

Le stage a pour objectif d'étudier in situ au moyen d’une approche d’imagerie hyperspectrale par microspectroscopie FT-IR :

1)    les changements de teneur relative et composition des lignines dans des tiges de plantes de Brachypodium distachyon sauvages, sous-exprimant ou surexprimant les gènes impliqués dans l'acylation de monolignols par l’acide p-coumarique.

2)    les effets de ces changements sur la réactivité des différents tissus vis-à-vis d’un prétraitement alcalin.

Contenu du stage et résultats attendus

Le stagiaire participera à la production des coupes de tiges et à la sélection de celles retenues pour l’imagerie en infrarouge. Cette sélection se fera à partir d’observations au macroscope à fluorescence. Des images hyperspectrales de coupes seront acquises en utilisant un microspectrophotomètre dans le moyen infrarouge équipé d’un détecteur matriciel à plan focal. Les images hyperspectrales seront prétraitées puis analysées par des méthodes d’analyses multivariées en utilisant et adaptant les workflows développés dans l’équipe sous l’environnement Matlab.

Les résultats attendus sont :

1/ Une cartographie de la distribution des polymères pariétaux et notamment des lignines coumaroylées dans la tige de Brachypodium

2/ Une information tissus spécifiques de l’effet des mutations sur cette composition et la réactivité vis-à-vis d’un traitement alcalin

3/ Des workflows opérationnels pour l’analyse d’images hyperspectrales en microspectroscopie dans le moyen infrarouge.

Modalités de candidature

Envoyer lettre de motivation et CV à Fabienne Guillon fabienne.guillon@inrae.fr