Locaflore, étude et valorisation de la flore locale

La première expérience du collectif a été l'organisation de trois collectes sur le terrain avec FNE Centre-Val de Loire, Loiret Nature Environnement, le CBNBP, le CDHRC, l'ONF.

• Iris des marais (pendant et après la floraison), Souchet et Jussie (pendant et après la floraison) à la réserve naturelle de Saint-Mesmin
• Flûteau nageant, à l’étang du Ravoir
• Molinie bleue, à la tourbière de la Guette

Après autorisation de prélèvement des plantes rares et menacées que sont l'Arnica et le Flûteau, la mise en culture a pu être initiée.

Culture de l'Arnica montana

Mode opératoire

L'Arnica des montagnes a été mise en culture en pleine terre (visible sur la photo ci-dessous) au CDHRC, suite à l'obtention de graines par le CNPMAI.

Les plantes ont fleuri en fin de printemps comme dans leur milieu naturel et la reprise de la végétation après une disparition des parties aériennes durant l’hiver s’est faite naturellement. La culture sous cette forme est ainsi possible pour la conservation de l’espèce.

Analyses phytochimiques

La floraison en fin de printemps a permis une récolte de fleurs sur lesquelles des analyses phytochimiques ont été effectuées au sein de l’ICOA UMR 7311 et comparées aux profils phytochimiques obtenus sur des fleurs d’Arnica chamissonis. Ces analyses ont montré la présence de composés phénoliques aux propriétés antioxydantes, dans les extraits réalisés à partir de l’Arnica montana cultivé au CDRH. Ces composés indiquent une composition similaire à celle de l’Arnica montana sauvage. La composition moléculaire de l’Arnica montana est proche de l’Arnica chamissonis reconnue pour être facilement cultivable et qui menace de remplacer l’Arnica montana dans des applications en santé et bien-être.

Culture du Flûteau nageant

Mode opératoire

Les plants de Flûteau nageant (Luronium natans) ont quant à eux été mis en culture au sein de plaques alvéolées et placés dans des bacs de culture remplis avec de l’eau de pluie pour garder les conditions du milieu naturel (voir photo ci-dessous).

Les différents itinéraires de culture mis en place et évalués montrent que le développement aérien est stimulé par l’ajout d’engrais dans le milieu. Toutefois, une trop forte conductivité aura un effet dépressif sur le développement des plants. Pour une culture en bac, dans un but de production ou de conservation, l’oxygénation est essentielle pour permettre un bon développement de la plante et limiter l’apparition d’algues.

Analyses phytochimiques

Les premières analyses phytochimiques des extraits ont mis en évidence des métabolites spécialisés qui n’ont jamais été étudiés pour cette plante et qui peuvent présenter des intérêts économiques de valorisation.

Perspectives

Dans le cadre du projet, des tests de multiplication ont été effectués et montrent que l’Arnica des montagnes est multipliable par semis des graines récoltées après floraison, et que le Flûteau nageant est multipliable par division de souches. La maîtrise de la multiplication et des itinéraires de culture ouvre ainsi des perspectives pour la sauvegarde de ces deux espèces rares ainsi que pour leur réimplantation dans leurs milieux naturels.

Une étude phytochimique sur les 6 plantes sélectionnées a été menée au sein du laboratoire d’analyse de l’ICOA afin de déterminer les familles de molécules présentes et définir ainsi les voies potentielles de valorisation et d'exploitation par les différents partenaires.

Phase 1 : extraction des molécules présentes dans les plantes étudiées

Pour commencer, les molécules de chaque plante ont été extraites par un procédé d’extraction « éco-responsable » par ultrasons. Cette méthode permet de minimiser les quantités de solvant, les temps d’extraction et il est possible d’utiliser des solvants à faible impact sur l’environnement tels que l’eau et l’éthanol. En plus de sa simplicité d’utilisation et de sa répétabilité, elle permet d’extraire un large panel de molécules présentes dans les plantes sélectionnées.

Phase 2 : identification des familles de molécules

Les différents extraits sont ensuite analysés et comparés par une technique de chromatographie sur couche mince (CCM) qui permet de séparer les composés moléculaires d’un mélange. On peut ainsi révéler par exemple des flavonoïdes ou des acides phénoliques, mais aussi des sucres, des acides aminés ou d’autres familles moléculaires.

Phase 3 : affiner la part des molécules présentes

La caractérisation des molécules se poursuit avec une autre technique d’analyse, la chromatographie en phase liquide (HPLC).
Elle permet une séparation plus fine des composés et procure des informations complémentaires à la méthode précédente. Les résultats permettent de mettre en avant les nombreuses molécules présentes dans chacune des plantes. Chaque pic obtenu sur le diagramme présentant les résultats de la chromatographie (chromatogramme) témoigne de la présence d’au moins une molécule. On peut ainsi facilement identifier les extraits les plus riches en nombre ou en concentration de molécules, et distinguer les différentes familles moléculaires.

Cela permet d’observer que la Jussie (courbe violette) est une plante riche en molécules phénoliques, l’Arnica chamassonis (courbe noire) est elle riche en flavonoïdes.
Des analyses complémentaires sont effectuées afin d’avoir une estimation quantifiée de ces familles moléculaires.

Phase 4 : connaître les spécificités de chaque plante

Le dosage des familles moléculaires ainsi identifiées permet de mettre en évidence les spécificités de chaque plante. Les informations obtenues par ces dosages complètent et confirment les analyses chromatographiques précédentes :

• la Jussie possède beaucoup de composés phénoliques et de flavonoïdes,
• la Molinie est riche en flavonoïdes.

L’analyse des différents organes d’iris permet de montrer que les feuilles sont par exemple plus riches en tanins alors que les racines contiennent plus de composés phénoliques. En effet, pour une même plante mais un organe différent, le contenu moléculaire diffère. Cela est très intéressant dans le cadre de cette démarche de valorisation, en guidant vers l’utilisation de plantes entières (plus facile en terme d’approvisionnement) ou au contraire vers une utilisation spécifique de certains organes car plus riches en molécules ciblées.

Les molécules appartenant aux familles moléculaires de composés phénoliques, flavonoïdes, tanins sont généralement des molécules présentant des activités dites antioxydantes permettant de lutter contre le vieillissement des cellules. Ce sont donc des molécules d’intérêt biologique très utilisées en cosmétique dans les gammes de soin de la peau, en agroalimentaire….
Afin d’évaluer le pouvoir antioxydant de chaque plante, des tests d’activité ont été effectués.

L'activité biologique des extraits a été étudiée par l'UMR PRC par des analyses sur 3 types de cultures cellulaires humaines (épithéliale, endocrine) et animales. Les fonctions biologiques telles que la mortalité, la prolifération cellulaire, la qualité de la barrière biologique, l'inflammation et le stress cellulaire ont été évaluées.

Dans le cadre du test, on a ainsi pu constater que chaque partie de l’Iris des marais possède sa propre activité moléculaire : les racines de la plante ont une plus forte activité que celle des fleurs.