Synthèse et accumulation d'alcaloïdes tropaniques chez Datura innoxia Mill. cultivé en hydroponie : analyse des effets de l'environnement biotique et abiotique : essais de mise en place d'une nouvelle technologie de production | Synthesis and accumulation of tropane alkaloids in Datura innoxia Mill. cultivated under hydroponic conditions : effects of biotic and abiotic environment : development of a new technology for plant secondary metabolites production

French. Datura innoxia Mill., une plante de la famille des solanacées synthétisant des alcaloïdes tropaniques, a été utilisée comme modèle pour cette étude portant sur les cultures en hydroponie. Nous avons pu montrer que cette espèce présentait une bonne croissance en conditions hors sol et que la production d'hyoscyamine et de scopolamine était égale ou supérieure à celle obtenue en culture classique en terre. En particulier, la croissance et la quantité de métabolites secondaires accumulés dans la plantes peuvent être augmentées en jouant sur des facteurs biotiques (précurseurs, AIA, Agrobacterium rhizogenes) et abiotiques (ozone, lumière). Une petite partie des molécules contenues dans les racines sont libérées naturellement par exsudation dans la solution nutritive utilisée durant la culture. L'utilisation de traitements de perméabilisation tels que le Tween20, la température, ou la sonication permettent l'obtention d'une sortie massive des composés d'intérêt. Les alcaloïdes tropaniques ainsi relargués par les plantes peuvent ensuite être récupérés par mise en oeuvre d'un piège liquide-solide basé sur des méthodes chromatographiques. L'ensemble de cette étude démontre qu'il est techniquement possible d'utiliser les cultures hors sol pour la production de métabolites secondaires végétaux.

English. Datura innoxia Mill., is a solanaceous plant synthetizing tropane alkaloids. It bas been studied to evaluate its potential when cultivated in soil-less conditions. As compared to classical culture conditions in soil, we could demonstrate that hydropony favoured growth and secondary metabolites accumulation within the biomass. Different biotic or abiotic treatments such as - 1) feeding the plants with tropane alkaloid precursors or AIA, 2) inoculation with Agrobacterium rhizogenes, 3) optimisation of light exposure or 4) stress treatments such as ozone exposure - can lead to hyoscyamine and scopolamine overproduction. These compounds are shown to be naturally exuded from roots into the nutrient solutions used for plant growth. Permeabilisation treatments using Tween20, temperature stress or sonication can drastically enhance such metabolites release. Coupled to trapping technology based on chromatographical . techniques, hydropony is shown to be a very promising tool for producmg plant metabolItes of interest.