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Dernière mise à jour : Mai 2018

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SEED - Semences, Environnement et Développement

L’objectif de l'équipe est d’élucider les mécanismes de régulation impliqués dans l’acquisition de différentes composantes de la qualité physiologique de la graine pendant son développement et de mieux comprendre leur plasticité adaptative lorsque la plante-mère est soumises à des contraintes (a)biotiques.

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Pendant leur développement, les graines acquièrent progressivement un ensemble de caractères qui vont déterminer leur performance germinative, un facteur crucial pour l’établissement du peuplement végétal et donc du rendement des cultures. Figurant parmi ces caractères, sont la germination, la dormance primaire et secondaire, la tolérance à la dessiccation et la longévité des graines, la capacité de garder la vigueur pendant leur stockage à l’état sec. L’objectif de l'équipe est d’élucider les mécanismes de régulation impliqués dans l’acquisition de différentes composantes de la qualité physiologique de la graine pendant son développement et de mieux comprendre leur plasticité adaptative lorsque la plante-mère est soumises à des contraintes (a)biotiques.

Nos travaux portent essentiellement sur les légumineuses telles que la plante modèle Medicago truncatula, le pois, l'haricot et le soja. Les légumineuses riches en protéines et ayant la capacité de fixer l’azote atmosphérique s’imposent comme une culture de choix pour répondre au double enjeu de la sécurité alimentaire et de l’agriculture durable. Pourtant, L’Europe reste très dépendante des importations en protéines végétales, car l’adoption des légumineuses par les agriculteurs français et européens demeure fortement entravée par l'instabilité des rendements grainiers. Un levier supplémentaire permettant de stabiliser, voire augmenter les rendements est la production de semences vigoureuses à haute qualité germinative. D'autres modèles, notamment la tomate, sont étudiés par ailleurs dans des projets collaboratifs avec les industries semencières.

Nos travaux sont structurés autour de 2 axes de recherche :

1. Effets des stress biotiques et abiotiques sur les processus du développement qui influencent l'acquisition de leur qualité germinative.

Depuis quelques années, la compréhension des mécanismes contrôlant la maturation de la graine a progressé d’une vision d’un programme très stylisé et gouverné par un fort contrôle génétique à une vision plus plastique où les processus du développement sont sous une forte influence de l’environnement. En particulier, les stress abiotiques perçus par la plante mère et le zygote ont un effet important sur les propriétés germinatives des graines nécessaires à l’établissement de la génération future. Dans un contexte de réchauffement climatique, l’objectif est de décrypter les bases moléculaires impliquées dans l’adaptation des graines en développement face à des stress (a)biotiques et de comprendre comment cette adaptation impacte différents aspects de la performance germinative (tolérance à la dessiccation, longévité, vigueur). Les espèces travailles sont les légumineuses, la tomate et le colza.

SEED, en collaboration avec les équipes SMS et ImHorPhen, ainsi que de SNES-GEVES, participe au projet européen H2020 EUCLEG (2017-2020): La culture de légumes et de céréales pour augmenter les protéines d'autosuffisance de l'UE et de la Chine. L'équipe SEED est responsable d'une tâche sur le phénotypage de différents traits liés à l'émergence des plantules à l'aide des outil de phénotypage automatisés basé sur l'apprentissage automatique (collab Imhorphen). Dans un deuxième projet, ANR-PPR SPECIFICS, l'équipe SEED travaille sur la compétitivité des légumineuses vis-à-vis des adventices en criblant pour l'émergence de la plantule et du couvert végétal en conditions de semis optimales et au froid chez le pois. Pour les deux études, les données de phénotypage serviront à chercher des associations marqueurs – phénotype pour améliorer l’implantation des cultures et le rendement chez les légumineuses par des approches GWAS. 

2. Comprendre et améliorer la performance des semences dans leur environnement biotique

Nos travaux précédents conduits en collaboration avec l’équipe Emersys de l’IRHS ont permis de découvrir un dialogue moléculaire entre la graine en développement de Medicago truncatula et les Xanthomonas, des bactéries phytopathogènes transmises par les semences et occasionnant des maladies préjudiciables pour les cultures. La graine perçoit la bactérie et répond à sa présence en exprimant un ensemble de gènes impliqués dans la mise en place des défenses (Terrasson et al., 2015). En parallèle, nous avons montré qu’à la fin de la maturation et dans les graines dormantes, les défenses basales sont activés pour protéger la graine (Bolingue et al., 2020, Righetti et al., 2015).

Dans le cadre du projet SUCSEED, l’équipe SEED est responsable du WP2 : Amélioration des défenses de la graine, une des trois leviers d’action que le projet SUCSEED propose pour identifier des solutions alternatives aux pesticides. Nous étudierons les voies moléculaires de la stimulation de défense dans les graines de tomates et de haricots communs via le priming des plantes mères pour identifier les molécules de signalisation intermédiaires. D’autre part, nous caractérisons les mécanismes de défense et la régulation de son activation mis en place dans les graines dormantes. Les espèces principales travaillées sont le haricot et la tomate.