CE21 - Alimentation et systèmes alimentaires

Optimiser la valeur protéqiue des graines de pois – PEAVALUE

PEAVALUE

Optimiser la valeur protéique des graines de pois

Améliorer la qualité nutritionnelle et les propriétés fonctionnelles des protéines de pois

En produisant des graines riches en protéines en l'absence d'engrais azotés, les légumineuses contribuent à satisfaire la demande croissante en protéines végétales pour la nutrition humaine et animale tout en réduisant les impacts environnementaux liés à l’utilisation d’engrais. Le projet PEAVALUE cible le pois, une légumineuse majoritairement cultivée en Europe qui suscite un intérêt croissant de la part de l’industrie alimentaire, mais dont la qualité des graines reste à améliorer. PEAVALUE vise à améliorer les propriétés nutritionnelles et fonctionnelles des protéines de pois en rassemblant trois équipes aux compétences complémentaires sur la régulation de la synthèse des protéines de réserve (partenaire IJPB), la génétique de la qualité nutritionnelle des graines (partenaire AGROECOLOGIE), et les propriétés physicochimiques et techno-fonctionnelles des protéines (partenaire PAM).

Dans le WP1, une approche translationnelle entre le pois et Arabidopsis apportera des connaissances fondamentales sur l’accumulation en grande quantité de protéines dans les graines. Le WP2 exploitera la variabilité génétique naturelle et induite disponible chez le pois pour produire des données utiles à la création de nouvelles variétés de pois combinant quantité et qualité des protéines. Le WP3 étudiera les propriétés physicochimiques des isolats protéiques de graines de pois présentant des profils protéiques contrastés, avec pour objectif d’identifier des profils protéiques aux propriétés techno-fonctionnelles améliorées.

Dans le WP1, des facteurs de transcription impliqués dans l’accumulation des protéines de réserve sont identifiés en utilisant une approche translationnelle entre le pois et Arabidopsis. Dans le WP2, la variabilité génétique naturelle et induite par TILLING est exploitée afin de rechercher des profils protéiques présentant un meilleur équilibre en acides aminés. Ces données serviront à des études de génétique d'association à l'échelle du génome (GWAS) afin d’identifier des allèles ou des gènes associés à une valeur protéique élevée. La variabilité génétique pour la composition en protéines ou en acides aminés est exploitée dans le WP3 qui s’intéresse aux propriétés physicochimiques des protéines (solubilité, la capacité de surfactant, les propriétés d’agrégation et de gélification). Des isolats protéiques sont préparés et les propriétés physicochimiques intrinsèques des protéines sont analysés afin d’identifier des profils protéiques aux propriétés fonctionnelles améliorées. Les données de PEAVALUE seront enregistrées dans une base de données pouvant servir de référence à la communauté s’intéressant aux protéines de pois.

Il est primordial d'accroître l'utilisation des légumineuses dans le contexte actuel de changement climatique associé à des pratiques agroécologiques, dans lesquelles le pois a un rôle clé à jouer. Malgré une sensibilisation croissante du public à l'intérêt d'augmenter la consommation de protéines végétales, l’utilisation des protéines de pois reste limitée. En produisant des données de référence sur la qualité des protéines de pois, PEAVALUE servira de tremplin pour la sélection de variétés de pois produisant des graines de meilleure valeur nutritionnelle possible.

Projet en cours.

En produisant des graines riches en protéines en l'absence d'engrais azotés, les légumineuses peuvent contribuer à satisfaire la demande croissante en protéines végétales pour la nutrition humaine et animale tout en réduisant les impacts environnementaux. PEAVALUE ciblera le pois (Pisum sativum L.), une légumineuse à graines majoritairement cultivée en Europe qui suscite un intérêt croissant de la part de l’industrie alimentaire, mais dont l’utilisation reste limitée par le déséquilibre en acides aminés et surtout par le manque d’informations sur les caractéristiques intrinsèques et propriétés technofonctionnelles des protéines (ex. solubilité, propriétés émulsifiantes, gélifiantes et d’agrégation). PEAVALUE vise à améliorer les propriétés nutritionnelles et fonctionnelles des protéines de pois en réunissant trois équipes aux compétences complémentaires sur des aspects clés: la régulation de la synthèse des protéines de réserve (IJPB), la génétique de la qualité nutritionnelle des graines (AGROECO), et les propriétés physicochimiques et techno-fonctionnelles des protéines (PAM). Le projet est structuré en trois volets interconnectés. Dans le premier volet (WP1), une approche translationnelle entre le pois et Arabidopsis permettra d’apporter des connaissances fondamentales sur l’accumulation en grande quantité de protéines dans les graines. Ce volet permettra d’identifier des facteurs de transcription impliqués dans l’accumulation des protéines de réserve (tâche 1.1). Des mutations induites par TILLING dans ces gènes régulateurs seront recherchées et celles conduisant à des individus possédant de nouveaux profils protéiques (tâche 1.2) seront étudiées dans les autres volets. Le WP2 fournira des données cruciales pour la création de nouvelles variétés de pois combinant quantité et qualité nutritionnelle des protéines. La composition en acides aminés des graines des lignées TILLING (WP1) sera analysée, et un panel de 200 écotypes de pois sera étudié pour la teneur en protéines des graines, la composition en protéines et en acides aminés (tâche 2.1). Les corrélations entre les ratios globulines 11S/7S, vicilines/convicilines et les indices de qualité (composition en acides aminés) seront calculées pour identifier des profils protéiques, ou des génotypes, présentant un meilleur équilibre en acides aminés. Ces données serviront à des études de génétique d'association à l'échelle du génome (GWAS) exploitant un jeu de SNP récemment enrichi qui offre des perspectives d’identification d’allèles ou des gènes associés à une valeur protéique élevée (tâche 2.2). Le WP3 exploitera la variabilité génétique mise en évidence dans les WP1 et 2 pour la qualité protéique afin d’identifier des profils protéiques favorables en termes d’extractabilité et de propriétés techno-fonctionnelles. Une procédure standardisée (extraction alcaline et précipitation isoélectrique), donnant un bon rendement protéique tout en minimisant la dénaturation des protéines, sera utilisée. L'extraction alcaline sera d'abord appliquée aux graines des 200 génotypes de pois utilisés dans le WP2 dans le but d'identifier, par GWAS, des allèles associés aux variations d’extractabilité des globulines, actuellement limitante (tâche 3.1). Des isolats protéiques seront préparés à partir de 30 génotypes contrastés pour la composition protéique et les propriétés physicochimiques intrinsèques des protéines, comme la solubilité, la capacité de surfactant, les propriétés d’agrégation et de gélification, seront étudiées pour identifier les profils protéiques aux propriétés technofonctionnelles améliorées (tâche 3.2). Toutes les données de PEAVALUE seront (i) enregistrées dans une base de données pouvant servir de référence à la communauté s’intéressant aux légumineuses à graines, et (ii) intégrées au moyen d'études de corrélation et d'analyses multifactorielles afin d'identifier des profils protéiques dotés de propriétés nutritionnelles et technofonctionnelles améliorées (tâche 3.3).

Coordination du projet

Karine Gallardo (Agroécologie)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Agroécologie Agroécologie
IJPB INRA Institut Jean-Pierre BOURGIN
PAM Procédés Alimentaires et Microbiologiques

Aide de l'ANR 563 263 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2019 - 48 Mois

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