BE1023236B1 - Composition bioactive pour améliorer la tolérance au stress des plantes - Google Patents

Composition bioactive pour améliorer la tolérance au stress des plantes Download PDF

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BE1023236B1
BE1023236B1 BE2016/0011A BE201600011A BE1023236B1 BE 1023236 B1 BE1023236 B1 BE 1023236B1 BE 2016/0011 A BE2016/0011 A BE 2016/0011A BE 201600011 A BE201600011 A BE 201600011A BE 1023236 B1 BE1023236 B1 BE 1023236B1
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Carlos CABRERA PINO Juan
Guillaume Wegria
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Fyteko Sprl
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N37/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids
    • A01N37/36—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids containing at least one carboxylic group or a thio analogue, or a derivative thereof, and a singly bound oxygen or sulfur atom attached to the same carbon skeleton, this oxygen or sulfur atom not being a member of a carboxylic group or of a thio analogue, or of a derivative thereof, e.g. hydroxy-carboxylic acids
    • A01N37/38—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids containing at least one carboxylic group or a thio analogue, or a derivative thereof, and a singly bound oxygen or sulfur atom attached to the same carbon skeleton, this oxygen or sulfur atom not being a member of a carboxylic group or of a thio analogue, or of a derivative thereof, e.g. hydroxy-carboxylic acids having at least one oxygen or sulfur atom attached to an aromatic ring system

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Abstract

La présente invention concerne une composition pour améliorer la tolérance au stress des plantes comprenant au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, et optionnellement un agent de solubilisation dans l'eau. La présente invention concerne également des procédés pour améliorer la tolérance au stress d'une plante comprenant l'application d'une telle composition sur la plante.

Description

COMPOSITION BIOACTIVE POUR AMELIORER LA TOLERANCE AU STRESS
DES PLANTES
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne une composition bioactive destinée à améliorer la tolérance des plantes au stress. En particulier, la présente invention concerne une composition comprenant au moins un oligomère de dérivés hydroxycinnamiques permettant d’améliorer la tolérance des plantes au stress abiotique et biotique, d’augmenter la survie d’une plante dans des conditions environnementales défavorables, d’obtenir une meilleure croissance et de fournir un substantiel avantage de rendement.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
La gestion des cultures est le plus souvent réalisée par des produits chimiques, par exemple des engrais ou des pesticides, qui assurent une protection efficace des végétaux mais interfèrent souvent avec les autres composants biologiques de l'environnement, créant des déséquilibres irréversibles. De plus, ces produits chimiques peuvent causer de graves dommages envers la santé des consommateurs en raison de leurs résidus dans les produits alimentaires. A partir de ce constat, il en ressort la nécessité de diminuer progressivement Γ utilisation de produits chimiques en agriculture. Aujourd'hui, l'agriculture est de plus en plus axée sur la qualité des produits ainsi que sur les aspects environnementaux, hygiéniques et sanitaires. Par conséquent, les pratiques agricoles tendent à évoluer vers une gestion plus durable des cultures agricoles, afin d'assurer les propriétés quantitatives et qualitatives du produit.
Au cours de la dernière décennie, les études sur des technologies alternatives plus respectueuses de l'environnement n’ont cessé de croître et ont proposé une large possibilité d'options, dont des moyens de contrôles agronomiques, physiques et biologiques (Verma et al., Biochem Eng Journal. 25 2007, 37:1-20 ; Shoresh et al., Annu Rev Phytopathol. 2000, 48:21-43 ; Bharti et al., J Sei Food Agric. 2013, 93:2154-2161 ; Yeoh et al., Mol Biol Rep. 2013, 40:147-158). Dans ce cadre, l'utilisation de biopesticides et de biostimulants représente certainement une des options les plus prometteuses.
Les biopesticides sont un type de pesticides dérivés de matériaux naturels tels que les animaux, les plantes, les bactéries et certains minéraux. Ils se répartissent en trois grandes classes : (1) Les pesticides microbiens consistent en un micro-organisme en tant qu'ingrédient actif. Par exemple, les champignons qui contrôlent certaines mauvaises herbes ; (2) Les Protecteurs Incorporés aux Plantes (PIP) sont des substances pesticides que les plantes produisent à partir de matériel génétique qui a été rajouté aux plantes et (3) Les biopesticides biochimiques sont des composés bioactifs naturels ou dérivés synthétiques de composés bioactifs qui sont structurellement similaires (et fonctionnellement identiques) à leurs homologues naturels. Les éliciteurs qui sont capables de déclencher des réponses de défense immunitaire chez les plantes sont l’un des biopesticides les plus utilisés. En général, les biopesticides biochimiques sont caractérisés par un mode d’action non-toxique qui peut affecter la croissance et le développement d’un organisme nuisible, ses capacités à se reproduire, ou encore l'écologie du parasite.
Les biostimulants des plantes sont des substances bioactives et/ou des micro-organismes dont la fonction lorsqu'ils sont appliqués à des plantes ou à la rhizosphère, est de stimuler leurs processus naturels afin d’améliorer/d’accroitre l'absorption des nutriments, l’efficacité des nutriments, la tolérance au stress abiotique et la qualité des cultures. Les biostimulants sont capables d'améliorer la qualité et le rendement des récoltes à un coût généralement inférieur, en jouant sur le métabolisme de la plante, tout en réduisant les impacts préjudiciables sur l'environnement liés à l'utilisation de composés chimiques.
Les biostimulants n’apportent pas de nutriments directement aux plantes et ils ont pas d'actions directes contre les pathogènes, mais ils augmentent la capacité des plantes à résister à différentes contraintes abiotiques et biotiques : manque d'eau, forte chaleur, humidité excessive, haute salinité, minéraux ou composés toxiques, maladies ou parasites (bactéries, virus, champignons, parasites ou insectes nocifs). Ces conditions de stress ont un impact négatif sur la production agricole. Aussi, l'utilisation de biostimulant, même à faible concentration de l’ingrédient/du principe/du composé permet de contribuer à limiter l'utilisation d'engrais et de pesticides en améliorant la croissance et la santé globale des plantes cultivées. Le monde agricole a dès lors un intérêt important à améliorer les performances des cultures avec l’objectif de diminuer la quantité totale de composés chimiques utilisés.
Les biostimulants destinés aux plantes appartiennent généralement à l'une de ces trois catégories principales : les hormones végétales, les substances aminées et les substances humiques. Conformément à ce qui précède, les biotimulants des plantes peuvent par exemple inclure des compositions basées sur des extraits d'algues, des acides humiques, des acides aminés, de l’acide salicylique, des bio-solides, des protéines hydrolysées, du silicate et/ou des composés synthétiques. L'acide cinnamique et ses dérivés 4-hydroxy-substitués (à savoir l'acide p-coumarique, l’acide caféique, l'acide férulique et l’acide sinapique), forment une famille de produits naturels abondamment présents dans les plantes et généralement connus sous le nom cinnamates. En particulier, l'acide férulique, divers acides diféruliques et même triféruliques sont des composants importants des parois cellulaires de certaines plantes. Dans les parois cellulaires, ces composés sont estérifiés à des groupements d’arabinose issus de glucuronoarabinoxylanes, une composante prédominante de la matrice d'hémicellulose des parois cellulaires. Par exemple, l'acide férulique est considéré comme l’agent de réticulation phénolique prédominant des parois cellulaires de l’herbe jouant un rôle important dans l'extensibilité de ces dernières (Carpita N.C. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1996, 47:445-476).
La demande de brevet JP-H-10338603 décrit l’acide cinnamique comme un composé utile pour prévenir la mort des feuilles et des racines causée par des bactéries pathogènes. De plus, Li et al. (Biologia Plantarum 2013, 57(4):711-717) a montré que les semis de concombre arrosés pendant 2 jours avec une solution nutritive ‘Hoagland’ contenant de l'acide férulique pouvait aider à protéger les plantes du stress de déshydratation.
Cependant, les acides cinnamiques et l’acide férulique ont été présentés depuis plusieurs années comme des agents phytotoxiques (Turner et al, Journal of Chemical Ecology. 1975, 1(1): 41-58; Rasmussen et al, Journal of Chemical Ecology. 1977, 3(2):197-205; Liebl et al., Journal of Chemical Ecologie. 1983, 9(8): 1027-1043; Blum et al., Journal of Chemical Ecology. 1984,10(8):1169-1191) et sont utilisés par de nombreuses plantes en tant qu’agents d’inhibition allélochimiques (Einhellig et al, Journal of Chemical Ecology 1984, 10(1): 161-170; Dos Santos et al, Journal of Chemical Ecology. 2004,30(6):1203-1212; Yu et al., Journal of Chemical Ecologie. 1994,20(1):21-31; Lehman et al., Journal of Chemical Ecology. 1999, 25(11):2585-2600).
La Demanderesse a trouvé de manière surprenante que des oligomères de dérivés hydroxycinnamiques promeuvent la croissance et le développement des plantes dans diverses conditions de stress, en particulier dans conditions environnementales défavorables telles que la sécheresse ou le stress minéral. Cette stimulation de la croissance favorise l'utilisation efficace de l'eau par la plante dans une gamme variée de contraintes de sécheresse, allant d’un stress hydrique léger et saisonnier à une sécheresse sévère et prolongée. Cet éventail de situations de stress hydrique est généralement accompagné par un stress de chaleur.
La présente invention porte donc sur une composition comprenant au moins un oligomère de dérivés hydroxycinnamiques pour améliorer la tolérance d’une plante au stress. RÉSUMÉ
La présente invention concerne une composition pour améliorer la tolérance au stress d'une plante comprenant au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique. Dans un mode de réalisation, ledit au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique de l'invention a un degré de polymérisation d'au moins 2.
Dans un mode de réalisation, ledit au moins un dérivé d'acide hydroxycinnamique est sélectionné parmi le groupe comprenant l'acide férulique, l'acide p-coumarique, l'acide caféique et l'acide sinapique. Dans une mode de réalisation, la composition de l'invention comprend au moins un oligomère d’acide férulique, de préférence l'acide diférulique.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 0.0001 à 200 ppm (parties par million) dudit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, de préférence de 0.001 à 100 ppm, plus préférentiellement de 0.005 à 50 ppm.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention comprend au moins 10% de dimère de dérivé d’acide hydroxycinnamique, exprimé en pourcentage par rapport au total d’oligomères de dérivés hydroxycinnamiques de la composition, de préférence au moins 20%, plus préférentiellement au moins 30%.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la composition est destinée à améliorer la tolérance au stress d'une plante, dans lequel ledit stress est biotique ou abiotique. Dans un mode de réalisation, ledit stress abiotique est sélectionné dans le groupe comprenant le stress hydrique, le stress osmotique, le stress thermique, les carences en éléments nutritifs, et les stress chimiques générés par des éléments métalliques ou organiques polluants le sol où pousse ladite plante, plus préférentiellement le stress hydrique, la sécheresse ou le stress osmotique.
La présente invention se rapporte également à une composition permettant d’améliorer la tolérance au stress d'une plante telle que décrite précédemment, comprenant en outre au moins un agent de solubilisation dans l'eau.
Dans un mode de réalisation, ledit au moins un agent de solubilisation dans l'eau de l'invention est sélectionné dans le groupe comprenant les polysaccharides et les polyols. Dans un mode de réalisation particulier, ledit au moins un agent de solubilisation dans l'eau est un polysaccharide sélectionné dans le groupe comprenant le chitosan, la chitine, la chitine-glucane, la carboxyméthylcellulose, la pectine, l’hémicellulose, préférentiellement le chitosan.
Un autre objet de l'invention est un pulvérisateur comprenant une composition telle que décrite ci-dessus.
La présente invention concerne en outre une graine de plante, dans laquelle ladite graine est enrobée d’une composition telle que décrite ci-dessus.
Un autre objet de l'invention est l'utilisation d'une composition comprenant au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique pour améliorer la tolérance au stress d'une plante.
La présente invention concerne de plus un procédé pour améliorer la tolérance au stress d'une plante comprenant l’application d’une composition telle que décrite ci-dessus.
DÉFINITIONS
Sauf indication contraire, tous les termes utilisés dans la divulgation de l'invention, y compris les termes techniques et scientifiques, ont la même signification que celle couramment comprise par l'homme du métier dans l'art auquel appartient cette invention. Pour plus d’explications et afin de mieux apprécier l'enseignement de la présente invention, les définitions de certains termes sont fournies ci-dessous. Lorsque des termes spécifiques sont définis dans le cadre d'un aspect particulier ou d’un mode de réalisation particulier, la définition est destinée à être appliquée tout au long du présent document, i.e. également dans le contexte d'autres aspects ou modes de réalisation, sauf indication contraire. Dans la présente invention, les termes suivants ont les significations précises suivantes : - "Oligomère" désigne une macromolécule constituée de plusieurs unités monomériques liées les unes aux autres de façon répétitive. Dans un mode de réalisation, les oligomères de l'invention sont composés de deux, trois, quatre monomères ou plus. - "Degré de polymérisation" désigne le nombre d’unités monomériques dans l'oligomère de l'invention. Dans un mode de réalisation, le degré de polymérisation dudit au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique est d'au moins 2. - "Oligoférulates" désigne un oligomère d'acide férulique, également appelé oligomère férulate. En particulier le dimère de l'acide férulique est un oligomère constitué de deux acides féruliques monomériques liés par des liaisons covalentes. Les dimères de l'acide férulique peuvent aussi être nommés acide diférulique ou diférulate. - "Améliorer", dans le contexte de la présente invention, peut être remplacé par induire, augmenter, renforcer et les termes analogues. - "Tolérance" désigne la capacité d'une plante à supporter un stress sans subir une modification importante dans son métabolisme, sa croissance, sa productivité et/ou sa viabilité. Dans un mode de réalisation de l'invention, le stress peut être un stress abiotique ou un stress biotique. - "Stress abiotique" désigne un stress qui se produit en raison de facteurs non-vivants influençant l'environnement dans lequel vit la plante. - "Stress biotique" désigne un stress qui se produit à la suite de dommages causés aux plantes par d'autres organismes vivants, comme les bactéries, virus, champignons, parasites, insectes nuisibles et insectes bénéfiques, mauvaises herbes et autres plantes cultivées ou indigènes. - "ppm" renvoie à des parties par million, soit une partie pour 1.000.000 parties. - "Environ" précédant une valeur signifie plus ou moins 10% de ladite valeur.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
La présente invention concerne une composition pour améliorer la tolérance des plantes dans des conditions environnementales défavorables comprenant au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique. Dans un mode de réalisation, les conditions environnementales défavorables sont aussi appelées un stress.
Dans un mode de réalisation, ledit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique de la composition de l'invention est un oligomère d'acide monohydroxycinnamique. Les exemples des acides monohydroxycinnamiques comprennent, sans limitation, les acides coumariques tels que, par exemple l’acide p-coumarique (acide 4-hydroxycinnamique), l'acide o-coumarique (acide 2-hydroxycinnamique) et l’acide m-coumarique (acide 3-hydroxycinnamique), ou un mélange de ceux-ci.
Dans un autre mode de réalisation, ledit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique de la composition de l'invention est un oligomère d’un acide dihydroxycinnamique. Les exemples des acides dihydroxycinnamiques comprennent, à titre non limitatif et non limitatif, l'acide caféique (acide 3,4-dihydroxycinnamique), l'acide umbellique (acide 2,4-dihydroxycinnamique), l’acide 2,3-dihydroxycinnamique, l'acide 2,5-dihydroxycinnamique et l’acide 3,5-dihydroxycinnamique, ou un mélange de ceux-ci.
Dans un autre mode de réalisation, ledit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique de la composition de l'invention est un oligomère d'un acide trihydroxycinnamique. Les exemples d’acides trihydroxycinnamiques comprennent, mais ne sont pas limités à, l’acide 3,4,5-trihydroxycinnamique et l'acide 3,4,6-trihydroxycinnamique, ou un mélange de ceux-ci.
Dans un autre mode de réalisation, ledit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique de la composition de l'invention est un oligomère d'acide méthylé. Des exemples d’acides hydroxycinnamiques méthylés comprennent, mais ne sont pas limités à, l'acide férulique (3-méthoxy-4-acide hydroxycinnamique), l'acide 5-hydroxyférulique et l'acide sinapinique (3,5-diméthoxy-4- acide hydroxycinnamique), ou un mélange de ceux-ci.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention comprend au moins un ester ou conjugué d’oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique. Des exemples d'esters ou de conjugués de dérivés d'acide hydroxycinnamique comprennent, mais ne sont pas limités à, l'acide caftarique, l’acide chorique, l'acide chlorogénique et l’acide coutarique, ou un mélange de ceux-ci.
Dans un mode de réalisation, ledit au moins un dérivé d'acide hydroxycinnamique de l'invention est sélectionné dans le groupe comprenant l'acide férulique, l'acide coumarique, l'acide caféique et l’acide sinapinique, ou un mélange de ceux-ci. Dans un mode de réalisation préféré, ledit au moins un dérivé d'acide hydroxycinnamique de l'invention est l'acide férulique ou l'acide coumarique, ou un mélange de ceux-ci. Dans un autre mode de réalisation davantage préféré, ledit au moins un dérivé d'acide hydroxycinnamique de l'invention est l'acide férulique ou l'acide p-coumarique, ou un mélange de ceux-ci.
Dans un mode de réalisation, ledit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique de la composition de l'invention est sélectionné dans le groupe comprenant les oligomères d'acide férulique, les oligomères d'acide coumarique, les oligomères d'acide caféique et les oligomères d’acide sinapinique, ou un mélange de ceux-ci. Dans un mode de réalisation préféré, ledit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique de la composition de l'invention est un oligomère de l'acide férulique ou un oligomère de l'acide coumarique, ou un mélange de ceux-ci. Dans un mode de réalisation davantage préféré, ledit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique de la composition de l'invention est un oligomère de l'acide férulique ou un oligomère d'acide p-coumarique, ou un mélange de celui-ci.
Dans un mode de réalisation, ledit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique de la composition de l'invention a un degré de polymérisation d'au moins deux.
Dans un mode de réalisation, ledit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique de la composition de l'invention a un degré de polymérisation de 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou plus. En conséquence, dans un mode de réalisation, ledit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique est un dimère, un trimère, un tétramère, un pentamère, un hexamère, un heptamètre, un octamère, un nonamère, un décamère, ou plus. Dans un mode de réalisation particulier, ledit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique de la composition de l'invention est un dimère.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la composition comprend un dimère de l'acide férulique (également appelé acide diférulique ou diférulate). Dans un mode de réalisation, la composition ne comprend pas d'acide férulique.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention comprend un mélange d’oligomères de dérivés d’acides hydroxycinnamiques ayant des degrés de polymérisation différents. A titre d'exemple, mais sans s'y limiter, la composition peut comprendre un mélange de dimères d’acide férulique, de trimères, de tétramères, d’hexamères et plus.
La concentration effective de l’oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique dans la composition de l'invention va varier en fonction du type d'oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, des cultures à traiter, de l’ampleur du stress (par exemple la sécheresse), du résultat désiré, et de la phase de la culture de la plante, entre autres facteurs.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 0.0001 à 200 ppm (parties par million) dudit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, de préférence de 0.001 à 100 ppm, plus préférablement de 0.005 à 50 ppm.
Dans un autre mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 1 à 200 ppm dudit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, de préférence de 5 à 100 ppm, plus préférablement de 10 à 50 ppm. Dans un mode de réalisation particulier, la composition de l'invention comprend environ 15 ou 16 ppm dudit au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique. Dans un mode de réalisation particulier, la composition de l'invention comprend environ 50 ppm dudit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique.
Dans un autre mode de réalisation, la composition de l'invention comprend entre 0.0001 et 10 ppm dudit au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique, de préférence de 0.001 à 5 ppm, plus préférentiellement de 0.005 à 2.5 ppm.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 0.0001 à 200 mg/L dudit au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique, de préférence de 0.001 à 100 mg/L, plus préférentiellement de 0.005 à 50 mg/L. Dans un autre mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 1 à 200 mg/L dudit au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique, de préférence de 5 à 100 mg/L, plus préférentiellement de 10 à 50 mg/L. Dans un mode de réalisation particulier, la composition de l’invention comprend environ 15 ou 16 mg/L dudit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique. Dans un mode de réalisation particulier, la composition de l'invention comprend environ 50 mg/L dudit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique. Dans un autre mode de réalisation, la composition de l'invention comprend entre 0.0001 et 10 mg/L dudit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, de préférence de 0.001 à 5 mg/L, plus préférablement de 0.005 à 2.5 mg/L.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 1.10'8 à 2.10-2 % dudit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, de préférence de 1.10'7 à 1.10'2%, plus préférablement de 5.10'7 à 5.10'3 %. Dans un autre mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 1.10'4 à 2.10'2 % dudit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, exprimé en pourcentage en poids par rapport au poids total de la composition, de préférence de 5.10-4 à 1.1 Or2 %, plus préférablement de 1.10-3 à 5.10"3 %. Dans un mode de réalisation particulier, la composition selon l'invention comprend environ 1.5.10'3 ou 1.6.10'3 % dudit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, exprimé en pourcentage en poids par rapport au poids total de la composition. Dans un mode de réalisation particulier, la composition de l'invention comprend environ 5.10'3 % dudit au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique, exprimé en pourcentage en poids par rapport à le poids total de la composition. Dans un autre mode de réalisation, la composition de l’invention comprend de 1.10'8 à 1.10'3 % dudit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, exprimé en pourcentage en poids par rapport au poids total de la composition, de préférence de 1.10'7 à 5.10'4 %, plus préférablement de 5.10'7 à 2.5.10'4 %.
Dans un autre mode de réalisation, la composition de l'invention comprend au moins 10% d’un dimère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, exprimé en pourcentage par rapport au total des oligomères de dérivés hydroxycinnamiques de la composition, de préférence au moins 20%, plus préférablement au moins 30%.
La composition selon l'invention peut en outre comprendre un co-formulant sélectionné dans le groupe comprenant: des agents de dilution, des agents tampon, des agents tensioactifs (agents dispersants, agents anti-moussants ou démoussants, épandeur, promoteurs de pénétration d’adjuvant ou humectants), des agents antigels (l’urée, l'éthylène glycol, le propylène glycol ou le glycérol), des agents conservateurs (le sorbate de potassium, le parabène et ses dérivés, le l,2-benzisothiazol-3(2H)-one ou des huiles essentielles), des agents absorbants (y compris l’amidon de maïs ou de la sciure de bois), des épaississants (y compris les argiles ou la gomme de xanthate), des agents collants (y compris le latex, le silicone ou des alkyles alcoylés), des adjuvants de protection des cultures, ou un mélange de ceux-ci.
Selon un mode de réalisation, la composition de l'invention comprend en outre un agent de dilution. Tel qu'utilisé ici, le terme "agent de dilution" désigne une solution aqueuse ou non aqueuse qui est utilisée pour diluer ledit au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique de la composition. Des exemples d'agents de dilution comprennent, mais à titre non limitatif;, l'eau, une solution saline, le polyéthylène glycol, le propylène glycol, l'éthanol, l'huile et analogues.
Selon un autre mode de réalisation, la composition de l'invention comprend en outre un agent tampon. Tel qu'utilisé ici, le terme "agent tampon" désigne une solution aqueuse comprenant un mélange d'acides et de bases qui est utilisé pour stabiliser le pH de la composition. Des exemples d'agents tampons comprennent, sans y être limités, le TRIS, le phosphate, le carbonate, l'acétate, le citrate, le glycolate, le lactate, le borate, le tartrate, cacodylate, l'éthanolamine, la glycine, l'imidazole et analogues.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention présente un pH acide. Tel qu'utilisé ici, le terme "pH acide" désigne une valeur de pH inférieur ou égal à 7. Dans un mode de réalisation, la composition présente un pH inférieur ou égal à 6. Dans un mode de réalisation particulier, la composition de l'invention a un pH d’environ 5.5.
Selon un mode de réalisation, la composition de l’invention comprend en outre un acide organique. Tel qu'utilisé ici, le terme "acide organique" désigne un composé organique avec des propriétés acides. De préférence, l'acide organique est un acide carboxylique. Des exemples d’acides organiques comprennent, mais ne sont pas limités à, l'acide lactique, l'acide succinique, l'acide malique, et l'acide citrique. Dans un mode de réalisation particulier, la composition de l'invention comprend de l'acide lactique. L'invention concerne également une composition pour améliorer la tolérance des plantes à un stress telle que décrite ci-dessus, comprenant en outre au moins un agent de solubilisation, de préférence un agent de solubilisation dans l'eau.
Tel qu'utilisé ici, le terme "agent de solubilisation dans l'eau" désigne un composé qui rend soluble ou plus soluble dans l'eau ledit au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique de l’invention.
Dans un mode de réalisation, l'agent de solubilisation dans l'eau est sélectionné dans le groupe comprenant des biopolymères positivement ou négativement chargés, des polysaccharides et des polyols. Dans un mode de réalisation préféré, l'agent de solubilisation dans l'eau est un polysaccharide ou un polysaccharide sulfaté. Dans un mode de réalisation, le polysaccharide ou le polysaccharide sulfaté est un polysaccharide cationique.
Dans un mode de réalisation, l’agent de solubilisation dans l’eau est un polysaccharide sélectionné dans le groupe comprenant le chitosan, la chitine, la chitine-glucane, la carboxyméthylcellulose, la pectine, l’hémicellulose. Dans un mode de réalisation particulier, l'agent de solubilisation dans l'eau est le chitosan ou la chitine-glucane.
Dans un mode de réalisation, l'agent de solubilisation dans l'eau est un polyol sélectionné dans le groupe comprenant le mannitol et le sorbitol.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la composition comprend de l'acide diférulique (diférulate) et un polysaccharide, de préférence un polysaccharide cationique. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la composition comprend de l'acide diférulique (diférulate) et du chitosan.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 0.01 à 10% dudit au moins un agent de solubilisation, exprime en pourcentage en poids par rapport au poids total de la composition, de préférence de 0.05 à 5%, plus préférablement de 0.1 à 2%. Dans un mode de réalisation particulier, la composition de l'invention comprend environ 0.4% dudit au moins un agent de solubilisation. Dans un autre mode de réalisation particulier, la composition de l’invention comprend environ 0.5% dudit au moins un agent de solubilisation.
Dans un autre mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 100 à 10.000 ppm dudit au moins un agent de solubilisation, de préférence de 500 à 50.000 ppm, plus préférablement de 1.000 à 20.000 ppm. Dans un mode de réalisation particulier, la composition de l'invention comprend environ 4.000 ppm dudit au moins un agent de solubilisation. Dans un autre mode de réalisation particulier, la composition de l'invention comprend environ 5.000 ppm dudit au moins un agent de solubilisation.
Dans un autre mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 1.10"6 à 2.10'3 % dudit au moins un agent de solubilisation, de préférence de 5.10‘6 à 1.10'3 %, plus préférablement de 1.10'5 à 5.10"4 %. Dans un mode de réalisation particulier, la composition de l’invention comprend de 5.10"5 à 2.5.10'4 % dudit au moins un agent de solubilisation.
Dans un autre mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 0.01 à 20 ppm dudit au moins un agent de solubilisation, de préférence de 0.05 à 10 ppm, plus préférablement de 0.1 à 5 ppm. Dans un mode de réalisation particulier, la composition de l'invention comprend de 0.5 à 2.5 ppm dudit au moins un agent de solubilisation.
Selon un mode de réalisation, les oligomères de dérivé d'acide hydroxycinnamique de l’invention sont préparés "in situ" par polymérisation d’oligomères des dérivés d'acide hydroxycinnamique catalysée par enzyme en présence d'un agent de solubilisation tel que décrit ci-dessus. Dans ce cas, l'agent de solubilisation agit également en tant que matrice contrôlant la réaction de la polymérisation. Dans un mode de réalisation particulier, l'agent de solubilisation agissant comme une matrice de polymérisation est le chitosan et l'enzyme est une laccase.
Selon un mode de réalisation, la composition de l'invention peut comprendre en outre tout agent biostimulant, des régulateurs de croissance des plantes ou des produits contenant des hormones connus dans la technique pour améliorer la tolérance au stress d'une plante tels que, par exemple, des acides humiques, des acides fulviques, le fiicoidan, des anti-transpirants, des oligosaccharides et similaires.
Dans un mode de réalisation, le stress pour lequel la composition de l'invention améliore la tolérance des plantes est un stress abiotique ou un stress biotique.
Tel qu'utilisé ici, le terme « tolérance » peut être remplacé par résistance ou défense, protection, soutien, force, ténacité, endurance, vigueur, résilience, lutte, et similaires.
Selon un mode de réalisation, le stress abiotique peut être un stress hydrique, une sécheresse, un stress osmotique, un stress thermique, une carence en nutriments, et un stress chimique généré par un polluant métallique ou organique dans le sol où pousse la plante. Dans un mode de réalisation préféré, le stress abiotique est sélectionné dans le groupe comprenant le stress hydrique, la sécheresse et le stress osmotique.
La tolérance à la sécheresse (résistance à la sécheresse) est un concept général, selon les différents types de réactions qui comprennent la résistance à la sécheresse (évitement de la déshydratation), la tolérance et la récupération à la sécheresse (récupération d’une teneur en eau normale suite à une sécheresse). Ici, le concept est également étendu à la pluie erratique et le manque temporel d'eau (par exemple liés à la modification du réchauffement global de l'environnement.).
Dans un mode de réalisation, la composition comprenant au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique a pour but d’améliorer la tolérance d'une plante au stress hydrique. Dans un autre mode de réalisation, la composition comprenant au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique a pour but d’améliorer la tolérance d'une plante à la sécheresse. Dans un autre mode de réalisation, la composition comprenant au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique a pour but d’améliorer de la tolérance d'une plante à un stress osmotique.
Dans un mode de réalisation, la composition pour améliorer la tolérance d'une plante au stress hydrique comprend du diférulate. Dans un autre mode de réalisation, la composition pour améliorer la to lérance d'une plante à la sécheresse comprend du diférulate. Dans un autre mode de réalisation, la composition pour améliorer la tolérance d'une plante à un stress osmotique comprend du diférulate.
Selon un autre mode de réalisation, le stress biotique peut être dû à des bactéries, des virus, des champignons, des parasites, des insectes bénéfiques, des insectes nuisibles, des mauvaises herbes, des plantes cultivées ou des plantes indigènes.
Dans un mode de réalisation, la plante de l’invention est une plante monocotylédone. Dans un autre mode de réalisation, la plante de l’invention est une plante dicotylédone.
Dans un mode de réalisation, la plante de l'invention est sélectionnée dans le groupe comprenant le coton, le lin, vigne, fruits, légumes, grandes cultures horticoles et forestiers, tels que : Rosaceae sp., Ribesioidae sp., Juglandaceae sp., Betulaceae sp., Anacardiacées sp., Fagaceae sp, Moraceae sp., Oleaceae sp., Actinidaceae sp., Lauraceae sp., Musaceae sp., Rubiaceae sp., Theaceae sp., Sterculiceae sp., Rutaceae sp., Solanacées sp., Vitaceae sp. Liliaceae sp., Asteraceae sp., Umbelliferae sp., Cruciferae sp., Chenopodiaceae sp., Cucurbitaceae sp., Papilionaceae sp., telles que Graminae sp., Fabacae sp., ainsi que les plantes homologues génétiquement modifiées de ces cultures.
Dans un mode de réalisation, la plante est une culture alimentaire sélectionnée dans le groupe comprenant le blé, le riz, le maïs, le soja, la pomme de terre, l’orge, l’avoine, les haricots rouges et le millet. Dans un autre mode de réalisation, la plante est une culture végétale sélectionnée dans le groupe comprenant la tomate, le radis, le cresson, le concombre, la pastèque, le melon, le chou, le chou chinois, l’échalote, l’oignon, la carotte, la courgette, et Arabidopsis thaliana. Dans un autre mode de réalisation, la plante est une culture fruitière sélectionnée dans le groupe comprenant la pomme, la poire, la date, la pêche, le kiwi, le raisin, l’orange, le kaki, la prune, l’abricot, la banane, et la mandarine. Dans un autre mode de réalisation, la plante est une culture spéciale sélectionnée dans le groupe comprenant la moutarde, le ginseng, le tabac, le coton, sésame, la canne à sucre, la betterave à sucre, l'arachide et le colza. Dans un autre mode de réalisation, la plante est une culture de fleur sélectionnée dans le groupe comprenant le rose, le gerbera, le glaïeul, l’œillet, le chrysanthème, le lis, et la tulipe. Dans un autre mode de réalisation, la plante est une culture fourragère sélectionnée dans le groupe comprenant l’ivraie, le trèfle rouge, le dactyle, la luzerne, et la fétuque élevée.
Dans un mode de réalisation, la plante est sélectionnée dans le groupe comprenant la tomate, le radis, le blé, le cresson, moutarde, le soja et Arabidopsis thaliana. Dans un mode de réalisation particulier, la plante est la tomate. Dans un autre mode de réalisation, la plante est le radis. Dans un autre mode de réalisation, la plante est le blé. Dans un autre mode de réalisation, la plante est le cresson. Dans un autre mode de réalisation, la plante est la moutarde. Dans un autre mode de réalisation, la plante est le soja. Dans un autre mode de réalisation, la plante est Arabidopsis thaliana.
Un autre objet de l'invention est l'utilisation d'une composition comprenant au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique telle que décrite ci-dessus pour améliorer la tolérance d'une plante au stress. Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention est utilisée en tant que biostimulant pour améliorer la tolérance au stress d'une plante. Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention est une composition biostimulante pour améliorer la tolérance au stress d'une plante. Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention est utilisée comme biopesticide pour améliorer la tolérance au stress d'une plante. Dans un autre mode de réalisation, la composition de l’invention est une composition biopesticide pour améliorer la tolérance au stress d'une plante.
La composition de l'invention peut être préparée comme une formulation telle que, par exemple, une émulsion, une huile, un hydrate, une poudre, une granule, un comprimé, un aérosol, une suspension et analogues. Dans un mode de réalisation, si nécessaire, un agent émulsifiant, un agent de suspension, un agent d'étalement, un agent de pénétration, un agent mouillant, un agent épaississant et/ou un agent stabilisant peut être incorporé dans la formulation. Dans un mode de réalisation, la formulation de l'invention peut être préparée selon un procédé connu dans la technique.
Selon un mode de réalisation, la composition ou la formulation de l'invention peut être appliquée à des plantes par différents moyens, y compris, mais sans s'y limiter, par pulvérisations, par gicleurs, par gouttes, par immersion, par arrosage, par enrobage, par irrigation et dans des huiles.
Selon un mode de réalisation, la composition ou la formulation de l'invention est appliquée sous forme liquide. Des exemples de formes liquides comprennent, mais à titre non limitatif, des pulvérisations foliaires, des pulvérisations de pelouse, des pulvérisations dans le sillon de semis, des immersions de semis, des enrobages de semis, des enrobages de racines, des arrosages de racines, des arrosages de tiges, des arrosages de tubercules, des arrosages de fruits, des arrosages du sol, des égouttements dans le sol et des injections dans le sol.
Selon un autre mode de réalisation, la composition ou la formulation de l'invention est appliquée sous forme sèche. Des exemples de formes sèches comprennent, mais ne sont pas limités à, des granules, des microgranules, des poudres, des pastilles, des bâtons, des flocons, des cristaux, et des pépites.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention est adaptée pour être appliquée sur la plante. Dans un mode de réalisation particulier, la composition de l'invention est adaptée pour être pulvérisée sur la plante. Dans un autre mode de réalisation, la composition de l'invention est adaptée pour enrober des parties de la plante. Dans un mode de réalisation particulier, la composition de l'invention est une composition d’enrobage, de préférence une composition d’enrobage de graines.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention est à appliquer sur la plante. Dans une mode de réalisation, la composition peut être appliquée sur les parties aériennes de la plante, comme par exemple les feuilles et les tiges. Dans un autre mode de réalisation, la composition peut être appliquée sur les parties souterraines de la plante, comme par exemple sur les racines. Dans un autre mode de réalisation, la composition peut être appliquée sur les graines.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention doit être enrobée sur la plante avant la plantation. Dans un mode de réalisation, la composition est appliquée sur les graines de plantes avant la plantation.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention peut être appliquée pure ou diluée.
Dans un mode de réalisation, la concentration de la composition de l'invention dépend de son application. Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention est moins concentrée lorsque la composition est adaptée à être pulvérisée sur la plante que lorsque la composition est une composition d’enrobage, de préférence une composition d’enrobage de graines. Tel qu'utilisé ici, le terme "moins concentrée" signifie que lorsque la composition est adaptée à être pulvérisée sur la plante, la composition est au moins 2 fois moins concentrée que lorsque la composition est une composition d’enrobage, en particulier une composition d’enrobage de graines, de préférence au moins 3,4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 fois moins concentrée.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 0.0001 à 10 ppm dudit au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, de préférence de 0.001 à 5 ppm, plus préférablement de 0.005 à 2.5 ppm, lorsque la composition est adaptée pour être pulvérisée sur la plante. Dans un autre mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 1 à 200 ppm dudit au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique, de préférence de 5 à 100 ppm, plus préférablement de 10 à 50 ppm, lorsque la composition est une composition d’enrobage, de préférence une composition d’enrobage de graines.
Dans un mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 0.01 à 20 ppm dudit au moins un agent de solubilisation, de préférence de 0.05 à 10 ppm, de préférence de 0.1 à 5 ppm, plus préférablement de 0.5 à 2.5 ppm, lorsque la composition est adaptée pour être pulvérisée sur la plante. Dans un autre mode de réalisation, la composition de l'invention comprend de 0.01 à 10% dudit au moins un agent de solubilisation, exprimé en pourcentage en poids par rapport au poids total de la composition, de préférence de 0.05 à 5%, plus préférablement de 0.1 à 2%, lorsque la composition est une composition d’enrobage, de préférence une composition d’enrobage de graines.
Un autre objet de l'invention est un pulvérisateur comprenant une composition de l'invention telle que décrite ci-dessus. Dans un mode de réalisation, le pulvérisateur de l'invention peut être une bombe aérosol. Tel qu'utilisé ici, une bombe aérosol est un pulvérisateur utilisé avec un récipient qui peut contenir un liquide sous pression tel que, par exemple, une boîte, une bouteille ou un réservoir.
Dans un mode de réalisation, le pulvérisateur de l'invention peut être utilisé manuellement. Des exemples de pulvérisateurs utilisés manuellement comprennent, mais ne sont pas limités à, des bouteilles avec pulvérisateur à pompe manuelle ou avec pulvérisateur à tuyau (i.e. à cartouche). Dans un autre mode de réalisation, le pulvérisateur de l'invention peut être utilisé mécaniquement. Des exemples de pulvérisateurs utilisés mécaniquement peuvent inclure, mais ne sont pas limités à, des pulvérisateurs automoteurs pour culture en ligne.
Dans un mode de réalisation, la pulvérisation de l'invention est une pulvérisation foliaire.
Un autre objet de l'invention est une graine de plante enrobée d’une composition de l'invention telle que décrite ci-dessus. La présente invention englobe les graines de plantes décrites ci-dessus ayant une tolérance accrue au stress.
La présente invention concerne également un procédé pour améliorer la tolérance au stress d'une plante comprenant l'application sur la plante d'une composition telle que décrite ci- dessus.
La présente invention concerne également un procédé pour améliorer la tolérance au stress d'une plante comprenant l'application sur la plante d’une composition au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, de préférence de l'acide diférulique.
Dans un mode de réalisation, le procédé de l'invention comprend l'application d'une composition comprenant au moins oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique et au moins un agent de solubilisation, de préférence le chitosan, sur la plante.
Dans un mode de réalisation, le procédé de l'invention comprend l'application de la composition de l'invention sur la plante. Dans un mode de réalisation, la composition est appliquée sur les parties aériennes de la plante, de préférence les feuilles et/ou les tiges. Dans un autre mode de réalisation, la composition est appliquée sur les parties souterraines de la plante, de préférence les racines. Dans un autre mode de réalisation, le procédé de l'invention comprend l’enrobage des graines de la plante avant la plantation.
Selon un mode de réalisation, la plante peut être en outre traitée pour la tolérance au stress par tout procédé connu dans la technique.
Un autre objet de l'invention est un procédé pour favoriser la croissance des plantes comprenant l'application d'une composition de l'invention sur ladite plante.
La présente invention concerne en outre un procédé induisant l’activité de la phenlylalanine-ammonia lyase (PAL) et/ou la production de peroxyde (H2Q2) comprenant l’application d’une composition de l'invention sur ladite plante. La PAL est une enzyme essentielle ayant une activité régulatrice de la voie des phénylpropanoïdes agissant sur les précurseurs de métabolites secondaires dans la plante, jouant ainsi un rôle clé dans un éventail d'interactions plante-pathogène (Morrison et Buxton, Crop Sei. 1993, 33:1264-1268). Les peroxydes H2O2 sont produits lors d’une ou de plusieurs poussées d’activité de résistance à une large variété d’interactions plante hôte/pathogène et sont impliqués dans la stimulation de la réponse hypersensible, un mécanisme utilisé pour prévenir la propagation de l'infection par des pathogènes microbiens (Apel et Hirt, Annu Rev Plant Biol. 2004, 55:373-399).
Un autre objet de l'invention est un procédé de modulation de la teneur en proline (Pro) dans la plante comprenant l'application d'une composition selon l'invention sur ladite plante. L’accumulation de la pro line est une réponse physiologique courante dans de nombreuses plantes en réponse à une large gamme de stress. L’accumulation de proline semble jouer un rôle adaptatif dans la tolérance au stress de la plante, des approches transgéniques ont confirmé l'effet bénéfique de la surproduction de proline en période de stress. En outre, l'équilibre entre la biosynthèse et dégradation de Pro est également considéré comme essentiel dans la détermination des fonctions osmoprotectrices et développementales de la proline (Verbruggen et Hermans, Amino Acids. 2008, 35:753-759).
La présente invention concerne également un procédé pour augmenter la teneur en eau d'une plante, de préférence après une période de sécheresse, comprenant l’application d'une composition selon l’invention sur ladite plante.
La présente invention concerne en outre un procédé pour augmenter le taux de récupération d’une plante après une période de sécheresse suivie d’une réhydratation, comme par exemple après une sécheresse épisodique ou une pluie après une longue période de sécheresse, comprenant l'application d'une composition selon l'invention sur ladite plante.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
La Figure 1 est un graphique montrant la quantité de proline dans les feuilles de tomates 24 heures après une application foliaire d’oligoférulates à différentes concentrations. Les valeurs de la moyenne des écart-types sont rapportées (n = 3).
La Figure 2 est un graphique montrant le pourcentage de germination des graines de radis, 72 heures après un traitement avec des oligoférulates pendant 30 minutes (3 répétitions, 20 graines par répétition). Les valeurs de la moyenne des écart-types sont rapportées (n = 3).
La Figure 3 est un graphique montrant le poids frais des semis de radis après 72 heures de germinations des semences traitées avec des oligoférulates pendant 30 minutes (3 répétitions, 20 graines par répétition). Les valeurs de la moyenne des écart-types sont rapportées (n = 3).
La Figure 4 est un graphique montrant le pourcentage de germination des graines de radis, 4 jours après un traitement avec une solution de 0.05 mM d’oligoférulates, une solution de 0.1% de chitosan, ou une solution comprenant 0.05 mM d’oligoférulates et 0.1% de chitosan (solution encore appelée "Composition d’oligoférulates"), suivi par dispersion sur des plaques contenant 50 mL d'une solution à 125 mM de mannitol afin de simuler des conditions de stress osmotique.
La Figure 5 est une photographie montrant des plants de blé contrôle (à gauche) et des plants de blé traités avec une composition d’oligoférulates (traité, à droite) après sept jours sous stress hydrique simulé (A) et un jour après réhydratation (B).
La Figure 6 est un histogramme montrant le poids frais de semis contrôle et de semis de blé traités avec une composition d’oligoférulates (traité) après sept jours sous stress hydrique simulé suivi d’une journée de réhydratation. Les valeurs de la moyenne des écarts-types sont rapportées (n = 3). Des tests ANOVA indiquent des différences statistiquement significatives (p<0.05) entre les plantes traitées par une composition d’oligoférulates et solution contrôle.
EXEMPLES
La présente invention est davantage illustrée par les exemples suivants. En aucun cas la portée de la présente invention est limitée par ces exemples.
Exemple 1 : Préparation d'oligomères d'acide férulique en utilisant une laccase comme enzyme
Une solution d'acide férulique à 5 mM dans du méthanol (50 mL) a été ajoutée à 180 mL d’acétate d'éthyle. Après le mélange, 200 mL d'une solution de laccase 1 U/mL (Sigma-38429, laccase de Trametes versicolor) dans du tampon acétate de sodium à 50 mM (pH 5.0) a été ajouté, et la réaction a été réalisée à 25°C pendant 24 heures en agitant sur un agitateur orbital à 150 rpm. A la fin de la réaction, la phase organique a été séparée en utilisant une ampoule à décanter et la phase aqueuse a été lavée deux fois avec de l'acétate d'éthyle. Tous les extraits d'acétate d'éthyle ont été évaporés sous pression réduite en utilisant un évaporateur rotatif. Les produits de réaction ont été redissous dans du méthanol et une analyse par spectrométrie de masse a été effectuée comme suit : 1 pL de la solution échantillon a été placé sur la cible du spectromètre et après séchage, 1 pL d’une solution matrice DHB / CH3CN a été placé sur l'échantillon et après séchage, les spectres ont été enregistrés sur un spectromètre de masse Braker Ultraflex (Braker Daltonik, Brême, Allemagne) dans le mode de réflecteur en utilisant le calibrage externe et travaillant dans le mode ion positif. La composition d’oliguféralates est présentée dans le tableau 1.
Taleau 1 : Composition en ion des spectres MALDI-TOF-MS des oligoférulates obtenus par la réaction enzymatique utilisant la laccase
*m/z représente la masse divisée par le nombre de charges des ions
Exemple 2 : Préparation d'oligomères d'acide férulique en utilisant une peroxydase comme enzyme
Une solution d'acide férulique à 50 mM dans du méthanol (200 mL) a été ajoutée à un mélange de 400 mL de méthanol, 80 mL de peroxyde d'hydrogène à 0.3% et 600 mL de tampon phosphate à 50 mM (pH 7.0). Après le mélange, 10 mL d’une solution de peroxydase de raifort à 1% (245.7 U/mg, AMRESCO INC) dans un tampon de phosphate 50 mM (pH 7.0) ont été ajoutés et la réaction a été réalisée à 25°C pendant 24 heures en agitant sur un agitateur orbital à 150 rpm. À la fin de la réaction, le mélange réactionnel a été filtré et le précipité a été lavé deux fois avec méthanol. Le filtrat de méthanol et la phase soluble de la réaction ont été évaporés sous pression réduite en utilisant un évaporateur rotatif.
Les produits de réactions ont été re-dissous dans du méthanol et une analyse par CCM a été effectuée sur des plaques de gel de silice (Merck 60 GF-254) en utilisant du benzènerdioxane: acide acétique (25:7:1, v/v/v) comme phase mobile. En outre, une analyse RP-HPLC a été effectuée en utilisant une colonne Waters Symmetry C-18 (46 x 250 mm) dans un module 2695 de séparation Waters Alliance couplé avec un détecteur à UV Waters à 320 nm. La phase mobile consistait en un mélange d’acétonitrile:acide acétique à 1% (30:70) et le débit était de 1 mL/min. Avant l'injection, les échantillons ont été filtrés à travers des filtres Sartorious (0.45 um).
Exemple 3 : La pulvérisation foliaire d'oligomères de diférulate augmente le contenu en pro line de la tomate dans un modèle dose-réponse
Matériels et méthodes
Les plants de tomate de la variété "Moneymaker" ont été cultivés pendant 3 semaines sur sol sous des conditions contrôlées (régime clarté/obscurité de 16 h/8 h respectivement, à 24°C). Les formulations contenant du diférulate à des concentrations croissantes et du Tween 80 (polysorbate 80) à 0.01% comme émulsifiant ont été pulvérisés sur les feuilles de tomate jusqu'à ce ruissellement. Une solution de Tween 80 à 0.01% a été utilisée comme contrôle. Après 24 heures, les vraies feuilles des plantes traitées par pulvérisation ont été collectées et broyées dans de l'azote liquide.
La proline (Pro) a été estimée dans les feuilles de tomate selon Bâtes et al. (Plant and Soil. 1973, 39:205-207) sur la base de la réaction de la proline à la ninhydrine. Un échantillon de 500 mg de feuilles fraîches a été homogénéisé dans 5 ml d'acide sulphosalycylique aqueux 3% et centrifugé à 22000g pendant 5 min. Le surnageant a été filtré à travers des filtres Sartorious (0.45 um). A 1 mL du filtrat, 1 mL de réactif à la ninhydrine (2.5 g de ninhydrine/ 100 mL d'une solution contenant de l'acide acétique glacial, de l'eau distillée et de l'acide ortho-phosphorique à 85% à un ratio de 6:3:1) a été ajouté et mis à bouillir dans un bain-marie à 100°C pendant 1 h. Les lectures ont été prises immédiatement à une longueur d'onde de 546 nm. La concentration en pro line a été déterminée à partir d’une courbe standard en utilisant la proline (sigma) et calculée sur la base du poids frais (mmol proline, g FW-1). Résultats
Les résultats présentés dans la Figure 1 montrent qu’à faible concentration, les oligomères de diférulates permettent le contrôle de contenu en Pro dans les plantes et qu'il suit une corrélation linéaire positive en relation avec les doses appliquées (dose-réponse).
Des tests ANOVA indiquent des différences statistiquement significatives (p<0,05) entre les plantes traitées avec la formulation et avec la solution contrôle contenant du Tween 80.
Comme l'accumulation de proline dans les plantes est connue pour avoir à la fois des fonctions osmoprotectrices et antioxydantes, les résultats montrent que les oligomères de diférulate améliorent l’osmoprotection et la protection contre les dommages oxydatifs de la plante.
Exemple 4 : Le traitement de graines de radis avec des oligoférulates augmente le taux de germination et la croissance des semis
Matériels et méthodes
Des graines de radis (Raphanus sativus) de la variété Ronde rode ont été incubées pendant 30 minutes dans une solution de 15 ppm d’oligoférulates ou d'eau (témoin). Le test a été répété 3 fois pour chaque traitement, 20 graines par répétition. Les graines ont ensuite été séchées et placées dans un incubateur à 30°C pour une germination optimale dans l'eau, sans stress. Après 3 jours, les graines germées ont été comptées et les semis de radis collectés et pesés. Résultats
Les résultats montrent que les graines de radis traitées avec les oligoférulates ont environ 15% de plus de pourcentage de germination que le témoin où les graines ont été incubées avec de l'eau (62% de la germination pour le contrôle, 77% pour les graines traitées avec des oligoférulates ; Figure 2).
De même, les semis de radis de graines traitées avec des oligoférulates présentent une croissance plus rapide d’environ 14% par rapport aux graines non traitées (0.49 g de poids frais pour le contrôle, 0.56 g pour les graines traitées avec des oligoférulates ; Figure 3).
Ces résultats montrent que les oligoférulates sont capables de modifier le comportement de la plante, même dans des conditions non stressantes.
Exemple 5 : Le traitement de graines de radis avec des oligoférulates ou avec une composition comprenant des oligoférulates et du chitosan pour améliorer la germination des plantes dans des conditions de stress
Matériels et méthodes
Des graines de radis (Raphanus sativus) de la variété Ronde rode ont été incubées 5 min dans de l'eau (comme témoin), dans une solution d’oligoférulates à 0.05 mM, une solution de chitosan à 0.1%, ou une solution comprenant 0.1% de chitosan et 0.05 mM d’oligoférulates (solution ensuite appelée "Composition d’oligoférulates"). Après séchage, les graines enrobées ont été dispersées sur des plaques contenant 50 mL d'une solution de mannitol à 125 mM pour induire des conditions de stress osmotique. Les plaques ont été scellées avec du Parafilm M® pour prévenir la déshydratation et laissées à incuber à 30°C. Après 4 jours, les graines germées ont été comptées et le pourcentage de germination calculé. Résultats
Les résultats montrent que les graines de radis prétraitées avec une solution comprenant des oligoférulates seuls ont augmenté de manière significative le pourcentage de germination des graines de radis en conditions de stress (52% de graines germées graines traitées par les oligoférulates et 23% des graines germées contrôle) (Figure 4).
Au contraire, les graines de radis traitées exclusivement avec le chitosan montrent un pourcentage de germination comparable aux graines contrôle (21% de graines germées pour les graines traitées au chitosan) (Figure 4).
Par ailleurs, les graines de radis prétraitées avec une solution comprenant des oligoférulates et du chitosan (composition d’oligoférulates) montrent une augmentation très significative du pourcentage de germination par rapport au témoin, avec 68% de graines germées (Figure 4).
Ces résultats révèlent que l'application d’oligoféru lates, ou mieux encore d’une composition d’oligoférulate (oligoférulates et chitosan), montre une germination des plantes accrue en comparaison du contrôle ou du chitosan seul.
Exemple 6 : L’enrobage de graines avec une composition d’oligoférulates induit une tolérance au stress hydrique chez les plants de blé.
Matériels et méthodes
Des graines de plants de blé ont été enrobées avec une composition comprenant 0.005% de diférulate et 0.5% de chitosan (nommée ci-après "composition d’oligoférulates"), et de l'eau (en tant que contrôle). Après séchage, six graines de blé par pots (3 pots par traitement) ont été plantées et cultivées pendant 3 semaines sur sol dans des conditions contrôlées (régime clarté/obscurité de 16 h/8 h respectivement, à 24°C). A ce moment, l'irrigation a été suspendue, et aucune eau n’a été rajoutée afin de simuler une situation de stress à la sécheresse. Après sept jours sous cette condition, l'irrigation a été restaurée, imitant des épisodes de sécheresse ou de pluie après une longue période de sécheresse. La capacité de récupération des plantes a été estimée le lendemain, sur base du poids irais total des plants de blé. Résultats
Les résultats montrent que ce stress de sécheresse intense a irréversiblement blessé le tissu des plantes non traitées (contrôle, Figures 5A et 5B gauche, et Figure 6), tandis que les plantes traitées avec la composition d’oligoférulates montrent une récupération particulièrement élevée (traités, Figures 5A et 5B droite, et Figure 6).
Par conséquent, la composition d’oligoférulates peut aider les plantes à mieux répondre à des épisodes de sécheresse ou à des pluies épisodiques ce qui est remarquablement utile pour mettre en œuvre des pratiques de gestion de la végétation dans des conditions climatiques changeantes.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Composition pour améliorer la tolérance au stress d'une plante, dans laquelle ladite composition comprend au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique.
  2. 2. Composition selon la revendication 1, dans laquelle ledit au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique a un degré de polymérisation d'au moins deux.
  3. 3. Composition selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle ledit au moins un dérivé d'acide hydroxycinnamique est sélectionné dans le groupe comprenant de l'acide férulique, l’acide p-coumarique, l’acide caféique et l'acide sinapinique.
  4. 4. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle ladite composition comprend au moins un oligomère d'acide férulique, de préférence l'acide diférulique.
  5. 5. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle ladite composition comprend de 0.0001 à 200 ppm dudit au moins un oligomère de dérivé d’acide hydroxycinnamique, de préférence de 0.001 à 100 ppm, plus préférablement de 0.005 à 50 ppm.
  6. 6. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle ladite composition comprend au moins 10% de dimère de dérivé d'acide hydroxycinnamique, exprimé en pourcentage par rapport au total des oligomères de dérivé d’acide hydroxycinnamique de la composition, de préférence au moins 20%, plus préférablement au moins 30%.
  7. 7. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle le stress est abiotique ou biotique.
  8. 8. Composition selon la revendication 7, dans laquelle ledit stress abiotique est sélectionné parmi le groupe comprenant le stress hydrique, la sécheresse, le stress osmotique, le stress thermique, un déficit en éléments nutritifs, et un stress chimique généré par un polluant métallique ou organique dans le sol où croît ladite plante, de préférence le stress hydrique, la sécheresse ou le stress osmotique.
  9. 9. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant en outre au moins un agent de solubilisation dans l'eau.
  10. 10. Composition selon la revendication 9, dans laquelle ledit au moins un agent de solubilisation dans l'eau est sélectionné dans le groupe comprenant les polysaccharides et les polyols.
  11. 11. Composition selon la revendication 9 ou 10, dans laquelle ledit au moins un agent de solubilisation dans l’eau est un polysaccharide sélectionné dans le groupe comprenant le chitosan, la chitine, la chitine-glucane, la carboxyméthylcellulose, la pectine, l’hémicellulose, de préférence le chitosan.
  12. 12. Un pulvérisateur foliaire comprenant une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
  13. 13. Une graine de plante, dans laquelle ladite graine est enrobée d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
  14. 14. Utilisation d'une composition comprenant au moins un oligomère de dérivé d'acide hydroxycinnamique pour améliorer la tolérance au stress d'une plante, comprenant l'application d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 sur ladite plante.
  15. 15. Procédé pour améliorer la tolérance d’une plante au stress comprenant l’application d’une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 sur ladite plante.
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