Sujet de thèse : etude de l’impact des variétés sur la qualité nutritionnelle des arachides

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

L’arachide est une source protéique importante utilisée dans le traitement de la malnutrition aigüe sévère (Plumpy’Nut® produit par le groupe Nutriset). Les teneurs protéiques élevées des graines en font de bons candidats pour produire des aliments riches en protéines et à bas coût. Cependant, parmi 15 000 variétés d’arachides recensées dans les banques de gènes internationales, très peu sont utilisées. Il n’existe à l’heure actuelle peu ou pas de programme d’amélioration de l’arachide qui ciblent la qualité nutritionnelle des protéines. Le projet de thèse propose de combiner des approches agronomiques à des approches de biochimie et de nutrition pour sélectionner et valoriser des variétés d’arachide ayant une bonne qualité nutritionnelle sur la base de la composition en acides aminés.

Objectifs scientifiques : L'objectif du projet de thèse est de caractériser et sélectionner les variétés d'arachide adaptées aux conditions climatiques et ayant la meilleure qualité protéique au sein d’une large collection africaine, sur la base du profil en acides aminés indispensables. Les variétés sélectionnées devront atteindre un PDCAAS > 0.95 afin de respecter les règles du CODEX sur les aliments thérapeutiques prêt-à-l’emploi utilisés dans les programmes de prise en charge de la malnutrition aiguë sévère.

Originalité du projet : L’originalité du projet est de proposer un criblage des variétés sur la base de la qualité de leurs protéines et d’utiliser les données produites dans des études d’association pour développer des marqueurs mobilisables dans les programmes d’amélioration de l’arachide. À notre connaissance, cette approche n’a jamais été utilisée pour caractériser la qualité nutritionnelle des semences et développer des aliments de haute qualité nutritionnelle, tels que mais pas exclusivement, les aliments thérapeutiques prêt-à-l’emploi. Ainsi, le projet valorisera la richesse de la biodiversité des arachides pour conserver et promouvoir l'utilisation durable des ressources naturelles dans la lutte contre la malnutrition dans les pays aux populations vulnérables.

Vous serez accueilli(e) au sein de l’UMR INRAE/Agroparistech de Physiologie de la Nutrition et du Comportement Alimentaire (PNCA) située à Agroparistech (campus Saclay à Palaiseau) et au CIRAD et à l’ISRA/CERAAS (L'Institut Sénégalais de Recherche Agricole / Centre d'Etude Régional pour l'Amélioration de l'Adaptation à la Sécheresse de Thiès, Sénégal).

Cette thèse se fera en collaboration avec des institution de recherche en France et au sénégal et vous permettra de bénéficier :
- Des compétences et infrastructure de l’ISRA/CERAAS pour mener à bien les essais agronomiques et compléter les données agronomiques manquantes d’une partie de variétés tirées de la collection d’arachide africaine.
- Des infrastructures et de l’accompagnement de l’ISRA/CERAAS et du CIRAD pour des analyses biochimiques préliminaires
- De l’expertise de l’unité PNCA et de l’équipe APReM sur le besoin en acides aminés et en protéines, pour mettre en œuvre des activités de recherche et les protocoles expérimentaux.
- De l’expertise du département Génie chimique et biologie appliquée de l’Ecole Polytechnique Supérieure de l’UCAD.

Vous serez plus particulièrement en charge de :

1- Mises en place d’essais en station pour compléter les données agronomiques manquantes de la collection d’arachide africaine déjà disponible à l’ISRA/CERAAS.

1200 variétés d'arachide provenant de 10 pays d'Afrique ont été rassemblées pour former une collection de référence africaine représentant ce qui est actuellement cultivé en Afrique. Dans le cadre du Laboratoire d'Innovation sur l'Arachide Feed the Future, cette collection de référence composite a été génotypée sur une puce à SNP à haute densité, et une collection centrale de 300 variétés représentant toute la diversité de la collection africaine a été constituée. Ces variétés ont été multipliées et distribuées à tous les pays contributeurs et ont été évalués pour divers traits agronomiques, y compris la fixation biologique de l'azote et les caractéristiques de qualité alimentaire. L’analyse des résultats a permis d’identifier des sous-ensembles de variétés combinant de bonnes performances agronomiques et une bonne stabilité environnementale, ou ayant des teneurs élevées en protéine totale, en huile, en acide oléique, sucres, tocophérols, fer ou zinc. Les variétés les plus pertinentes en termes de teneur en protéine, en huile, en acide oléique, en fer et zinc ont été mobilisées pour développer des populations bi-parentales et des population multi-parentales (6 et 8 voies). Dans ces travaux de thèse, des analyses supplémentaires seront réalisées sur ces lignées parentales ainsi d’autres lignées provenant de la core-collection africaine. Les variétés sélectionnées (i.e. une trentaine) seront mises en culture au Sénégal sous deux conditions de fertilisation, dans des dispositifs en blocs complets randomisés avec trois répétitions pour chaque condition de fertilisation. Les essais seront réalisés en conditions de pluviométrie stricte. Les données relatives aux caractères agronomiques suivants : poids de gousses et de graines par parcelle, de poids de 100 gousses et de 100 graines ainsi que de maturité des gousses, seront collectées et analysées. Un classement des variétés sera réalisé sur la base d’un indice multicritère. Les meilleures variétés dans chaque condition de fertilisation seront utilisées pour les analyses nutritionnelles. Une attention particulière sera portée à la sélection de variétés qui ont un bon classement dans les deux conditions de fertilisation.
2- Criblage et identification de variétés présentant les meilleures caractéristiques nutritionnelles en termes de teneur en protéines et de faible teneur en facteurs antinutritionnels.

Les meilleures variétés sélectionnées au WP1 seront criblées pour confirmer les teneurs en protéines. A noter que des premières analyses biochimiques sur l’ensemble des 300 variétés de la collection centrale ont déjà été réalisées. Les données biochimiques ont servi à calibrer des modèles en spectrométrie proche infrarouge (SPIR) pour la prédiction des teneurs en protéines totales et en acide oléique. Des nouveaux spectres SPIR seront acquis sur les graines des variétés afin d’affiner la calibration des modèles de prédiction.
3- Etude de la qualité nutritionnelle des arachides.

3.1. Les variétés qui présentent les teneurs en protéines les plus élevées seront sélectionnés pour mesurer le profil en acides aminés indispensables. La technique utilisée est l’UPLC, qui couramment utilisée dans l’unité PNCA. Ces données permettront la production d'une base de données sur la qualité protéique des arachides, comprenant la teneur en protéines et le profil en acides aminés de chaque variété, ainsi que d'autres informations telles que le lieu et l'année de production.

3.2. La ou les variétés d’arachides présentant les profils en acides aminés les plus intéressants seront testées pour étudier sa (leurs) qualité nutritionnelle. La digestibilité sera évaluée au niveau fécal sur des rats adultes placés en cages métaboliques pendant 24h. Les jours des tests, les animaux seront alimentés avec un régime contenant une variété d’arachide comparativement à un régime non protéique qui permettra de déterminer les pertes azotées endogènes. Chaque jour de test correspondra à une variété. L’azote retenu et l’analyse des AA dans les fèces permettront de déterminer la variété qui aura la meilleure digestibilité. Une seconde expérimentation permettra de mesurer la digestibilité réelle de la variété sélectionnée, 6h après l’ingestion d’un repas test. Les fèces et les urines seront collectés dans les cages métaboliques au préalable pendant les 6h qui suivent l’ingestion d’un repas calibré. A la fin des 6h, le contenu intestinal sera collecté ainsi que le sang pour l’analyse des acides aminées et déterminer la digestibilité réelle. Ces méthodes sont couramment utilisées dans l’unité pour déterminer la qualité des sources protéiques et permettront de déterminer le PDCAAS.

Votre employeur sera le Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement ( CIRAD .

Le projet se déroulera au Sénégal et en France (Palaiseau).

Vous serez accueilli dans les locaux de l'unité PNCA à Palaiseau durant la période où vous serez en France.

Le calendrier prévisionnel des différentes étapes du projet est détaillé ci-dessous :

Formations et compétences recherchées

Master/Ingénieur (Bac+5)

Formation recommandée : ingénieur-e ou master en agronomie, en nutrition humaine, ou en agro-développement international

Connaissances souhaitées : en physiologie de la nutrition, pays du sud, milieu rural, biochimie, analyses statistiques

Expérience appréciée : Expérience internationale dans les pays du sud, stages, expérimentation animale, dosages biochimiques

Aptitudes recherchées : Pensée collective, rigueur et méthode, enthousiasme, implication, honnêteté, autonomie, persévérance, résistance à l’échec, ouverture aux autres et simplicité relationnelle.

Votre qualité de vie à INRAE

Vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) du cadre de vie et des conditions de travail qui sont en vigueur au Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement ( CIRAD ) car c'est votre employeur. INRAE vous accueille dans ses locaux.

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation

Les personnes accueillies à INRAE, établissement public de recherche, sont soumises aux dispositions du Code de la fonction publique notamment en ce qui concerne l’obligation de neutralité et le respect du principe de laïcité. A ce titre, dans l’exercice de leurs fonctions, qu’elles soient ou non au contact du public, elles ne doivent pas manifester leurs convictions, par leur comportement ou leur tenue, qu’elles soient religieuses, philosophiques ou politiques. > En savoir plus : site fonction publique.gouv.fr