Water stress during grain development affects starch synthesis, composition and physicochemical properties in triticale

Le triticale, céréale cultivée issue d’un croisement réalisé par l’humain entre le blé et le seigle, possède d’excellents caractères pour la production d’amidon destiné à la bioindustrie. Nous avons étudié les effets de différents degrés de stress hydrique sur l’expression des gènes responsables de la synthèse de l’amidon ainsi que sur la composition et les propriétés physicochimiques de l’amidon. Nous avons exposé trois variétés de triticale, à partir de la cinquième journée suivant l’anthèse, à trois degrés de stress hydrique : stress hydrique faible (humidité du sol de 55 à 60 %), stress hydrique modéré (humidité de 30 à 35 %) et stress hydrique élevé (humidité de 10 à 15 %). Le stress hydrique élevé a entraîné une diminution significative du poids du grain (35 à 45 %). Nous avons observé une diminution de la teneur en amidon du grain des plantes exposées à un stress hydrique modéré ou à un stress hydrique élevé, ce dernier ayant entraîné une diminution de la teneur en amidon de 42 à 55 % chez toutes les variétés; cette diminution était associée à une expression réduite des gènes responsables de la synthèse de l’amidon après 19 journées d’exposition au stress hydrique. Le stress hydrique modéré a favorisé une augmentation de la proportion d’amylose dans l’amidon, accompagnée d’une importante régulation à la hausse de l’expression de l’amidon-synthétase liée aux granules (GBSSI) tout au long du développement du grain. Nous avons observé que l’amidon synthétisé en conditions de stress hydrique présentait une population réduite de petits granules et un rapport amidon de type A / amidon de type B accru. Le stress hydrique élevé a causé l’apparition de fossettes sur les granules d’amidon, mais il n’a pas fait perdre aux granules matures leur forme de disque biconcave. Nous avons observé une relation inverse entre le stress hydrique et la fourchette de températures de gélatinisation; plus particulièrement, le stress hydrique modéré a entraîné une diminution de la température maximale de gélatinisation (Tp) et une augmentation de l’enthalpie. Selon nos résultats, la culture du triticale en conditions de sécheresse peut altérer la morphologie, la composition et les propriétés physicochimiques de l’amidon de son grain.