Jaleh GHASHGHAIE

L’étude du métabolisme respiratoire des plantes en utilisant les isotopes stables du carbone est l’objet principal de mes recherches. Le but est de déterminer la discrimination isotopique lors de la respiration pour comprendre l’origine métabolique du C dégagé par la respiration de plantes soumises à différentes conditions environnementales (température, sécheresse, nutrition azotée, etc.). Pour cela, avec mes doctorants, nous avons mesuré l’abondance naturelle en ¹³C/¹²C dans le CO₂ respiré par les feuilles et par les racines de différentes espèces (C₃ et C₄) ainsi que dans les substrats putatifs de la respiration (les sucres solubles et les acides organiques). Ces mesures ont également été effectuées après un marquage isotopique au ¹³C, soit du CO₂ de l’air pour marquer les photoassimilats et suivre le C marqué dans le CO₂ respiré et dans les métabolites, soit après avoir fourni aux feuilles ou racine des métabolites marqués au ¹³C sur une position d’atome de C (par exemple, C-1, C-2 ou C-3 du glucose ou du pyruvate, etc.). Ces études ont déjà permis de démontrer qu’au contraire de ce qui était supposé auparavant, le CO₂ respiré par les feuilles était enrichi en ¹³C alors que celui respiré par les racines était souvent appauvri en ¹³C par rapport aux métabolites dans les organes respectifs. Ceci est validé chez les plantes C₃ et C₄ herbacées (pas chez les ligneux) et nous avons pu démontrer l’origine métabolique de cette différence de composition isotopique (delta ¹³C) du CO₂ respiré entre feuille et racines. Ces travaux ont été effectué au cours de plusieurs Thèses et de nombreux articles de recherches et de revues ont été publiés dans des journaux scientifiques internationaux à comité de lecture (voir la liste des publications ci-dessous). Chez les ligneux, le signal isotopique du CO₂ respiré par les racines est également enrichi en ¹³C comme pour les feuilles (à notre connaissance, cet aspect n’a pas été encore étudié).

Récemment, nous avons cherché à comprendre l’impact de la source d’azote inorganique (NH₄⁺ vs. NO₃^–) sur le métabolisme des sucres et des acides organiques et le métabolisme respiratoire, et par conséquent sur la composition isotopique (delta ¹³C) du CO₂ respiré et des substrats respiratoires. Etant donné que NO₃^– est surtout assimilé dans les feuilles, alors que le NH₄⁺ est plutôt assimilé dans les racines, et que leur assimilation affecterait l’activité anaplérotique de l’enzyme PEPc (qui enrichit en ¹³C le malate formé), on s’attend à ce que les métabolites foliaires et racinaires et donc le CO₂ respiré par ces organes soient différemment impactés sous nutrition azotée avec différentes proportions de NH₄⁺ vs. NO₃^– dans l’azoté fourni aux plantes. Les résultats obtenus sur deux espèces de plantes (le haricot et l’épinard) ont en effet démontré que le CO₂ respiré foliaire des deux espèces étudiées était enrichi en ¹³C sous nutrition azotée avec NO₃^–, et que progressivement avec l’augmentation du NH₄⁺ dans la solution nutritive il devenait de moins en moins enrichi en ¹³C. Les analyses statistiques variées ont démontré que cette variation de la signature isotopique du CO₂ respiré était surtout liée au métabolisme des acides organiques (malate et citrate) quel que soit l’espèce et l’organe étudiés (article est en cours de soumission).

Nos résultats sur l’origine métabolique de la signature isotopique du CO₂ respiré par les feuilles et racines et ses variations sous différentes conditions environnementales permettraient de mieux comprendre et interpréter celle du CO₂ respiré par l’écosystème qui utilisée dans les études du bilan carboné.

Isotopes stables (Cours et TD): Utilisation des isotopes stables en écophysiologie (notions de base sur les isotopes stables et effets isotopiques, discrimination isotopique lors de la photosynthèse des plantes C₃, C₄ et CAM, et lors de la respiration, marquage isotopique, utilisation à l’échelle de l’écosystème (cours L3, M2). L’utilisation des isotopes stables dans les études des chaines trophiques (Cours et TD analyses d’articles, L3).

Résistance à la sécheresse (Cours): Mécanismes de résistance/adaptation des plantes à la sécheresse (adaptations morphologique, structurales et physiologique) (cours M1).

Sol (Cours): Propriétés physico-chimiques et biologiques du sol, dégradation de la matière organique dans le sol, la minéralisions et l’humification, différents types d’humus et différents types du sol (cours L3).

Relations hydriques (TP-TD): Potentiel hydrique foliaire et ses composantes (mesure avec la chambre à pression), calcul de l’ajustement osmotique (TP/TD L3).

Eau du sol (TP-TD): Mesures des propriétés du sol, liées à la rétention de l’eau (porosité totale, densité apparente, capacité au champ, point de flétrissement permanent, réserve utile) et traçage des profils hydriques en fonction de la profondeur du sol (TP/TD L3).

Echanges gazeux foliaires (TD): Méthodes de mesures et calculs de différents paramètres (photosynthèse, transpiration, conductance stomatique, concentration interne en CO₂, efficacité d’utilisation de l’eau), limites des méthodes (problèmes liés à l’hétérogénéité de la fermeture stomatique, résistance du mésophylle, concentration en CO₂ dans les chloroplastes, résistance de la cuticule à la diffusion de vapeur d’eau) (TD L3).

Analyses d’articles en Ecologie (TD) : Les articles en anglais sont analysés par les étudiants de l’ENS et présentés sous forme d’exposés oraux individuels (TD L3 ENS Cachan).

2016-2020       Cathleen Mirande-Ney (Thèse Paris-Saclay, CIRAD, co-encadrement) : Interactome C/K dans le métabolisme et l’allocation liés à la production chez le palmier à huile.

2015-2019       Yang Xia (Thèse Paris-Sud, Bourse Chinoise : CSC) : Impact de la fixation du CO₂ par la PEPc sur la composition en ¹³C du CO₂ respiré par les feuilles et racines de différentes espèces.

2015-2019       Mohamed Bagues (Thèse Tunisienne, co-encadrement) : Réponse physiologique, biochimique et agronomique de l’orge « Ardhaoui » soumis à l’irrigation déficitaire par l’eau salée en milieu aride.

2012-2016       Imane Mihoub (Thèse Algérienne, co-encadrement) : Diversité génétique et physiologique de quelques espèces du genre Carthamus en Algérie : valorisation de leur potentiel de tolérance à la sécheresse et de production d’huile.

2012-2016       Behrooz Sarabi (Thèse Iranienne, co-encadrement) : Morphological, physiological and biochemical responses of some Iranian melon genotypes to salinity.

2008-2012       Najme Zeinalipour (Thèse Iranienne, co-encadrement) : Studying effect of water stress on some physiological processes of ripening in Persian melons (Cantaloupensis & Dudaim).

2008-2011       Taher Barzegar (Thèse iranienne, co-encadrement) : Stydying sink-source relation en 2 iranian melon genotypes under normal and water stress conditions.

2005-2008       Camille Bathellier (Thèse Paris-Sud, Bourse MESR) : Approche isotopique du métabolisme respiratoire racinaire chez le haricot.

2001-2004       Guillaume Tcherkez (Thèse Paris-Sud, Bourse ENS) : Discrimination isotopique lors de la respiration à l’obscurité et marquage isotopique des photo-assimilats et des substrats de réserves : Outils pour étudier (i) les voies métaboliques et (ii) l’établissement et l’utilisation des réserves de la plante.

1996-2000       Muriel Duranceau (Thèse Paris-Sud, Bourse MESR) : La composition isotopique du carbone dans les carbohydrates et le CO₂ respiratoire des feuilles de plantes C₃ au cours d’une période de sécheresse.

1994-1996       Gianni Fila (Thèse italienne) : Photosynthèse, conductance stomatique et relations hydriques des vitro-plants de vigne en relation avec l’acclimatation en serre.

2009 – Présent : Professeur, Faculté des Sciences d’Orsay, Université Paris-Saclay, France.
2004 : Habilitation à Diriger les Recherches (HDR), Université Paris-Sud, France.
1991 – 2009 : Maître de conférences, Faculté des Sciences d’Orsay, Université Paris-Sud.
1989 – 1991 : Attachée Temporaire d’Enseignement et de Recherche (ATER), Faculté des Sciences d’Orsay, Université Paris-Sud, France.
1987 – 1988 : Chercheur sur contrat, Moët-Hennessy Recherche, Paris.
1986 – 1987 : Assistante associée, Université Paris-Sud, Orsay, France.
1986 : Doctorat en Science de la Vie, Université Paris-Sud, Orsay, France.
1982 : DEA d’Ecologie Végétale, Université Paris-Sud, Orsay, France.
1981 : Certificat d’Ecologie Végétale, Université Paris-Sud, Orsay, France.
1980 : Certificat d’Etude de la Langue Française, Centre Audiovisuel d’Etudes Linguistiques de Royan (CAREL), Royan, France.
1979 : Licence de Biologie Végétale, Faculté des Sciences, Université de Tabriz, Iran.

2022   

Sarabi B, Ghaderi N, Ghashghaie J. (2022). Light-emitting diodes combined with humic acid improve the nutritional quality and enzyme activities of nitrate assimilation in rocket (Eruca sativa (Mill.) Thell.). Plant Physiology and Biochemistry, 187:11-24. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2022.07.035

Sarabi B, Ghashghaie J. (2022). Evaluation of the Physiological and Biochemical Responses of Melon Plants to Nacl-Salinity Stress by Using Supervised and Unsupervised Statistical Analysis. Plant Stress, Vol. 4. https://doi.org/10.1016/j.stress.2022.100067

Soleimani-Asl S, Asghar Karkhane A, Zamani Amirzakaria J, Akbari K, Ghashghaie J, Haghbeen K. (2022). Structure and activity of a novel robust peroxidase from Alkanna Frigida callus. Phytochemistry, Vol. 194. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2021.113022

2021

Mohammadnejad P, Soleimani-Asl S, Rasoulian Z, Aminzadeh S, Ghashghaie J, Haghbeen K. (2021). A Potent Peroxidase from Solid Cell Culture of Ocimum Basilicum with High Sensitivity for Blood Glucose Determination. Plant, Cell, Tissue and Organ Culture, 46: 375-386. https://doi.org/10.1007/s11240-021-02076-5

Ghiasi S, Lehmann M, Badek F-W, Ghashghaie J, Hänsch R, Meinen R, Streb S, Hüdig M, Ruckle, ME, Carrera DA, Siegwolf RTW, Buchmann N, Werner RA. (2021). Nitrate (NO₃^–) and ammonium (NH₄⁺) influence plant carbon isotope composition and thus respiration. Isotopes in Environmental and Haealth Studies, 57(1):11-34. https://doi.org/10.1080/10256016.2020.1810683

2020                                                                   

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2019

Mirande-Ney C, Tcherkez G, Gilard F, Ghashghaie J, Lamade E. (2019). Potassium fertilization affects oil palm fruit metabolism but has little effect on mesocarp lipid accumulation. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 67:9432-9440. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.9b04336

Fila G, Zeinalipour N, Badeck FW, Delshad M, Ghashghaie J. (2019). Application of water-saving treatments reveals different adaptation strategies in three Iranian melon genotypes. Scientia Horticulturae. Vol. 256. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.05.045

Sarabi B, Fresneau C, Streb P, Citerne S, Badeck FW, Bolandnazar S, Ghaderi N, Tangama M, David A, Ghashghaie J.  (2019). Stomatal and non-stomatal limitations are responsible in down regulation of photosynthesis in melon plants grown under saline conditions: Application of carbon isotope discrimination as a proxy. Plant Physiology and Biochemistry, 141:1-19. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2019.05.010

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Zeinalipour N, Haghbeen K, Tavassolian I, Ghashghaie J. (2017). Production of 3-methylthiopropionic ethyl ester in native Iranian Cucumis melo L. Group Dudaim under regulated deficit irrigation. Journal of Functional Foods, 30:56-62. https://doi.org/10.1016/j.jff.2016.12.019

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Imane Mihoub, Jaleh Ghashghaie, Franz W. Badeck, Thierry Robert, Marlène Lamothe-Sibold, and Fatiha Aid (2016). Intraspecific variability of carbon isotope discrimination and its correlation with grain yield in safflower: prospects for selection in a Mediterranean climate. Isotopes in environmental and Health Studies, 52(6):577-591. https://doi.org/10.1080/10256016.2016.1142988

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Werner C., Schnyder H., Cuntz M., Keitel C., Zeeman M. Dawson T., Badeck FW., Brugnoli B., Ghashghaie J., Grams T., Kayler Z., Lakatos M., Dawson T., Máguas C., Ogée J., Rascher K., Siegwolf R., Unger S., Welker J., Wingate L. & Gessler A. (2012). Progress and challenges using stable isotopes to trace plant carbon and water relations across scales. Biogeosciences, 9:3083-3111. https://doi.org/10.5194/bg-9-3083-2012

2011

Brüggemann N., Gessler A., Kayler Z., Keel S., Badeck FW., Barthel M., Boeckx P., Buchmann N., Brugnoli E., Esperschütz J., Gavrichkova O., Ghashghaie J., Gomez-Casanovas N., Keitel C., Knohl A., Kuptz D., Palacio S., Salmon Y., Uchida Y. & Bahn M. (2011). Carbon allocation and carbon isotope fluxes in the plant-soil-atmosphere continuum: a review. Biogeosciences, 8:3457-3489. https://doi.org/10.5194/BG-8-3457-2011

2010

Tcherkez G., Schäufele R., Nogués S., Piel C., Boom A., Lanigan G., Barbaroux C., Mata C., Elhani S., Hemming D., Maguas C., Yakir D., Badeck FW., Griffiths H., Schnyder H. & Ghashghaie J. (2010). On the ¹³C/¹²C isotopic signal of day and night respiration at the mesocosm level. Plant, Cell & Environment, 33:900-913. https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.2010.02115.x

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Richter A., Waneck W., Werner R., Ghashghaie J., Jäggi M., Gessler A., Brugnoli E., Hettmann E., Göttlicher S.G., Salmon Y., Bathellier C., Kodama N., Nogués S., Soe A., Volder F., Sörgel K., Andreas Blöchl A., Siegwolf R., Buchmann N. & Gleixner G. (2009). Preparation of starch and soluble sugars from plant material for analysis of carbon isotope composition: a comparison of methods. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 23:2476-2488. https://doi.org/10.1002/rcm.4088

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