Spectroscopie bioanalytique
Résonance magnétique nucléaire (RMN)

La résonance magnétique est une technique non invasive disposant d'une gamme infinie d'applications en biotechnologie des plantes, en physiologie des plantes, et dans la recherche et le développement à l'égard des produits naturels et de la transformation des aliments. Le personnel de RMN à l'IBP travaille avec les chercheurs de l'IBP et en collaboration avec des organismes externes pour développer des méthodes non destructives pour rencontrer ces défis. Le laboratoire est bien équipé pour les études multinucléaires; il dispose d'un système Bruker Avance 500 MHz pour les études à haute résolution, en plus d'un système CroProbe pour une plus grande sensibilité et un système Avance WB 360 MHz conçu pour travailler avec les solides, avec rotation à l'angle magique (MAS) et micro-imageur.

Études récentes:

• L'IRM in situ

  de l'absorption et de la redistribution de l'eau dans des graines telles que l'orge et les conifères est utilisé pour évaluer le rôle de la teneur en humidité des graines dans la levée efficace de la dormance et dans la germination et pour évaluer les causes probables de la détérioration des graines lors de l'entreposage (9).

• Des méthodes

  RMN se font développer en collaboration avec des partenaires du gouvernement et de l'industrie forestière pour prédire la viabilité des graines de conifères et leur potentiel de germination. Ces méthodes incluent la RMN ³¹P du turnover de l'ATP/ADP pour examiner le statut énergétique des graines et l'établissement de profil de métabolites par RMN ¹³C in situ dans les graines suite à la germination.

• Le stress causé par le sel chez les plantes

  est étudié in vitro en utilisant la RMN ³¹P et ²³Na sur des cultures de suspension de cellules pour faciliter la détermination rapide de l'expression à l'excès des échangeurs Na+/H+. Ces expériences sont conçues pour appuyer les phytogénéticiens dans la sélection de plantes génétiquement modifiées tolérantes au sel (8).

• La distribution de l'eau

  dans les gousses de colza canola est étudiée par IRM pour complémenter les études biochimiques de l'origine du fracassement des gousses et des effets du gel sur la maturation des graines (10).

• Les études sur le métabolisme des plantes

  impliquant les voies métaboliques des acides aminés, l'absorption et le transport des ions vers des cellules et des compartiments et les études sur le flux de carbone utilisant les précurseurs ¹³C pour la synthèse d'acides gras (8).

• Les études par micro-imageur

  de l'absorption de l'eau et de sa redistribution dans des graines en germination telles que les fèves de soja et l'orge pour appuyer le développement de traits et l'amélioration de la qualité (3-5).

• L'analyse du contenu en huile de graines individuelles

  en utilisant la RMN avec MAS sur des graines individuelles intactes de colza canola pour fournir des informations sur le contenu en huile et les niveaux d'insaturation pour appuyer les programmes de reproduction (7).

• RMN d'échantillons solides

  utilisé dans les études agricoles pour mesurer les résidus organiques dans les sols (6).

• La détermination de la structure chimique

  et la conformation des molécules reliées aux hormones végétales sont définies par RMN (1-2,10).

Littérature

1. C. Periappuram, L. Steinhauer, D.L. Barton, D.C. Taylor, B. Chatson et J. Zou. 2000. Plant Physiology, Vol. 122, pp. 1193-1199.
2. G. Lin, P. Rose, K.B. Chatson, E.M. Hawes, X.G. Zhao, et Z.T. Wang. 2000. J. of Natural Products, 63, 857-860.
3. M.L.H. Gruwel, B. Chatson, X.S. Yin et S. Abrams. 2001. Int. J. Food Science & Technology, 36, 161-168.
4. M.L.H. Gruwel, B. Chatson, X. Yin et S. Abrams. Dec. 2000. Titre du livre: Molecular Biology and Physiology of Water and Solute Transport. pp. 289-296.
5. L.N. Pietrzak, J. Fregeau-Reid, B. Chatson et B. Blackwell. 2002. Can. J. of Plant Science, 82, 513-519.
6. A. Faz Cano, A.R. Mermut, R. Ortiz, M.B. Benke, et B. Chatson. 2002. Can. J. of Soil Science, 82, 403-411.
7. J. Zou,V. Katavic, E.M. Giblin, D.L. Barton, S.L. MacKensie, W.A. Keller, X. Hu et D.C. Taylor. 1997. Plant Cell. 9:909-923.
8. M.L.H. Gruwel, V.L. Rauw, M. Loewen, S.R. Abrams. 2001. Plant Sci., 160, 785-794.
9. M.L.H. Gruwel, X.S. Yin, M.J. Edney, S.W. Schroeder, A.W. MacGrgor, et S. Abrams. 2002 J. Agri. And F. Chem., Vol. 50, #4, pp. 667-676.
10. Zhou, R., S.J. Ambrose, M.M. Galka, A.J. Cutler, T.M. Squires, M.K. Loewen, K. Nelson, A. Jadhav, D.C. Taylor et S.R. Abrams. 2004. Plant Physiology, à la presse.

Ces installations sont disponibles à des clients de tierce partie ou à des compagnies en incubation à l'IBP-CNRC à travers des projets de recherche collaboratrice ou suivant la formule de rémunération à l'acte.

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Brock Chatson, Manager, NMR à Brock.Chatson@nrc-cnrc.gc.ca
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D^r Sue Abrams, Research Officer à Sue.Abrams@nrc-cnrc.gc.ca
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