Propriétés dépendantes de la structure des substances allélochimiques du blé
Les systèmes contemporains de production végétale s'appuient fortement sur l'utilisation de produits chimiques pour la protection contre les maladies, les insectes et les mauvaises herbes. Cette utilisation très répandue de pesticides synthétiques a suscité des inquiétudes quant à la présence dans l'environnement de résidus chimiques et plus encore, au développement d'une résistance accrue des organismes cibles aux pesticides. L'approche alternative qui consiste à améliorer et à exploiter les substances chimiques produites naturellement par les plantes fait l'objet d'un intérêt croissant. Le projet FATEALLCHEM a pour objectif d'évaluer les possibilités d'exploitation des propriétés allélopathiques du blé dans les systèmes d'exploitation agricole conventionnels et biologiques par l'évaluation des effets constatés sur les organismes cibles et non-cibles. À cette fin, les chercheurs de l'institut «Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri» ont développé une structure pour l'évaluation de la toxicité des substances allélochimiques en se basant sur des modèles prévoyant leur activité biologique à partir d'informations structurelles. Des relations quantitatives structure-activité (Quantitative Structure-Activity Relationships - QSAR) ont été formulées après avoir supposé qu'il existe une relation quantitative entre la structure moléculaire des composants et leurs propriétés biologiques, chimiques et physiques. Lors de la première étape, une base de données de plus de cent pesticides synthétiques semblables à la structure des substances allélochimiques a été compilée. Les valeurs de toxicité ont été recueillies à partir de diverses sources correspondant à diverses espèces, dont les daphnies, les truites et les canards. Les descripteurs moléculaires qui caractérisent leur comportement physicochimique d'un point de vue mathématique ont été calculés à l'aide du logiciel Codessa et de l'analyse comparative des champs moléculaires (Comparative Molecular Field Analysis - CoMFA). Au cours de la phase de développement de la structure de modélisation, diverses techniques ont permis d'extraire les informations les plus pertinentes et bien souvent non divulguées. Malgré des performances moindres, les réseaux de neurones de la méthode de traitement de données par groupe (Group Method of Data Handling - GMDH), basés sur des descripteurs chimiques, se sont révélés être plus généraux et applicables aux structures hétérogènes. Une approche différente a été adoptée pour les descripteurs de l'analyse comparative des champs moléculaires. Les moindres carrés partiels (Partial Least Square - PLS) ont indiqué des procédés moléculaires de métabolisme de la toxicité des substances allélopathiques. De plus, la comparaison de ces méthodes a offert d'importantes informations permettant de mieux comprendre la toxicité et le mécanisme d'action des substances allélochimiques. Les chercheurs souhaitent collaborer avec un partenaire approprié en vue de valider les modèles QSAR pour s'assurer qu'ils sont en mesure de prévoir avec suffisamment d'exactitude la toxicité des nouveaux composés.
