Spécificité de la miliacine vis-à-vis de Panicum miliaceum

Spécificité de la miliacine vis-à-vis de Panicum miliaceum

Joana Sauze1,2,3, Nicolas Bossard1,2,3, Jérémy Jacob1,2,3 et Claude LeMilbeau1,2,3

1 Université d’Orléans, ISTO, UMR 7327, 45071, Orléans, France
2 CNRS/INSU, ISTO, UMR 7327, 45071 Orléans, France
3 BRGM, ISTO, UMR 7327, BP 36009, 45060 Orléans, France

Mots clés : Chaetomium olivaceum, biotransformation, miliacine, triterpènes pentacycliques.

Résumé :
La reconstitution des végétations passées au moyen de biomarqueurs moléculaires préservés dans les sols et sédiments est fondée sur des relations directes entre la structure originale de ces biomarqueurs et un nombre restreint d’organismes capables de les produire.
Ainsi, la miliacine détectée dans les sédiments du lac du Bourget est utilisée comme biomarqueur moléculaire spécifique de P. miliaceum (le millet commun), cultivé depuis l’âge du bronze dans la région (Jacob et al., 2008).  Néanmoins, d’autres plantes sont réputées produire cette molécule. Il s’agit d’autres graminées dont des Paniceae (Jacob et al., 2005), mais également le millet des oiseaux (Setaria italica ; Lu et al., 2009), également cultivé autour du lac du Bourget pendant l’âge du Bronze. L’analyse des graines de différentes variétés de millet et d’espèces proches nous a permis d’affiner la distribution de la miliacine dans ces plantes et de réfuter sa présence dans S. italica.
D’après la littérature, la miliacine peut également être synthétisée par Chaetomium olivaceum, un champignon marin (Smetanina et al., 2001) mis en culture sur du riz (Oryza sativa). Cette information, reprise par Volkman en 2005 remet en doute l’utilisation de la miliacine comme biomarqueur spécifique de P. miliaceum et donc de la culture du millet. La présente étude à pour objectif de vérifier si C. olivaceum est effectivement capable de synthétiser la miliacine. Le cas échéant, une hypothèse a été formulée : C. Olivaceum pourrait biotransformer des triterpènes pentacycliques, initialement présents dans le riz (comme l’arundoïne et la cylindrine), en miliacine.
Des souches de C. olivaceum ont été mises en culture sur des grains de riz et de millet, mais également sur des billes de silice, mais cette fois en présence de divers triterpènes pentacycliques. Les lipides du substrat, du milieu nutritif et du champignon ont ensuite été extraits, séparés avant d’être identifiés et quantifiés par couplage chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse.
Les résultats montrent que C. olivaceum, cultivé sur du riz, ne synthétise pas la miliacine. Le mauvais développement du champignon sur les grains de millet ainsi qu’en présence de miliacine, confirme les propriétés antifongiques des triterpènes pentacycliques, et de la miliacine en particulier. Enfin, les résultats obtenus n’ont pas permis de mettre en évidence de biotransformation des triterpènes pentacycliques par C. olivaceum, bien que ce dernier parvienne à biotransformer des phytostérols en ergostérol.

Références
Smetanina, T.A. Kuznetzova, V.A Denisenko, M.V. Pivkin, Y.V. Khudyakova, A.V. Gerasimenko, D.Y. Popov, S.G. Il’in, G.B. Elyakov, 2001. 3β-Methoxyolean-18-ene (miliacin) from the marine fungus Chaetomium olivaceum, Russian Chemical Bulletin 50, 2463-2465.
Jacob, J.R Disnar, M. Boussafir, A. Sifeddine, A.L.S Albuquerque, B. Turcq, 2005. Pentacyclic triterpene methyl ethers in recent lacustrine sediments (Lagoa do Cacó, Brazil), Organic Geochemistry 36, 449-461.
Volkman, J., 2005. Sterols and other triterpenoids: source specificity and evolution of biosynthetic pathways, Organic Geochemistry 36, 139-159.
Lu H., Zhang J., Liu K.-B., Wu N., Li Y., Zhou K., Ye M., Zhang T., Zhang H., Yang X., Shen L., Xu D., Li Q., 2009. Earliest domestication of common millet (Panicum miliaceum) in East Asia extended to 10,000 years ago, PNAS 106, 7367-7372.

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