Ce projet de recherche précompétitive multidisciplinaire vise à comprendre et quantifier, à l’échelle de l’exploitation et du territoire, les enjeux des futures modifications du climat pour les filières végétales en régions Bretagne et Pays de la Loire. Il vise également à étudier des solutions innovantes d’adaptation et d’atténuation des impacts du changement climatique, mettant les agriculteurs, viticulteurs et horticulteurs au coeur de la dynamique et des réflexions stratégiques.

Au-delà de la production de connaissances, ce projet a un rôle de création et structuration d’un réseau solide pour une agriculture plus résiliente et solidaire.

Enfin, le projet vise une communication globale et efficace vers tous les acteurs de la filière, sur toutes les innovations étudiées.

STREMHO participe au projet CLIMATVEG par l’action « Priming de pieds–mères et de porte-graines pour augmenter la résilience au stress hydrique (ornement, maraîchage) » qu’elle pilote. Cette action est menée en collaboration avec ASTREDHOR (Station Loire-Bretagne) et le lycée professionnel horticole Angers-Le Fresne, et en relation avec les Pépinières EARL Pépinières Goarant et Du Menec.

 L’objectif sera de valider si en conditions de production horticole, le priming de pieds-mère et de porte-graine d’espèces horticoles peut contribuer à leur acclimatation au stress hydrique ainsi qu’à celle de leurs descendants clonaux (plants issus de boutures) et sexués (plants issus de graines).

Au côté de l’amélioration variétale classique s’appuyant sur le brassage génétique, l’exploitation de la plasticité des plantes est en effet une autre stratégie qui peut contribuer à leur adaptation aux stress environnementaux. La recherche a en effet montré que, des régulations épigénétiques sont induites par les stress que subissent les plantes et qu’ils participent via un processus appelé « priming » ou « conditionnement » à l’acclimatation des plantes à de futurs stress. Ces régulations épigénétiques peuvent être transmises par multiplication végétative et parfois même par voie sexuée aux descendants, leur conférant une acclimatation similaire à la lignée parentale. Ces résultats n’ont toutefois été rapportés que chez peu d’espèces, souvent modèles et étudiées en conditions expérimentales.

 L’objectif sera de vérifier si, chez des espèces horticoles cultivées en conditions de production, le conditionnement de pieds–mères ou de porte-graines à un stress environnemental, peut permettre d’obtenir des jeunes plants acclimatés produisant des cultures plus performantes face à ce stress. Le stress hydrique, stress majeur subi par les plantes au regard de la raréfaction des ressources en eau et du changement climatique, est le stress étudié.

 Le degré d’acclimatation des plantes au stress hydrique sera mesuré grâce à des marqueurs phénotypiques, physiologiques et moléculaires. Ces marqueurs contribueront in fine à l’élaboration d’un Outil d’Aide à la Décision « Priming » qui permettra aux producteurs d’évaluer le niveau de conditionnement de jeunes plants ainsi préparés, et de manière sous-jacente son niveau de résistance au stress hydrique.

 Nos travaux porteront sur des plants d’ornement et des plants potagers à destination du public jardinier. La production de plants horticoles est en effet un des fleurons de l’Horticulture des Pays de Loire. Les plants potagers représentent par exemple 15% des ventes de végétaux des entreprises de productions horticoles de la Région Pays de la Loire pour une valeur de 50 M€ (FranceAgriMer & AND International, 2019¹) )^[1], valeur en nette progression depuis quelques année (+38% depuis 2015). Les espèces étudiées dans cette partie sont des espèces largement répandues auprès des consommateurs (i.e. les jardiniers amateurs), à savoir : la tomate, le pétunia et l’hortensia.

 Par le choix de plants horticoles pour le consommateur et en lien avec l’UMT STRATège (portée par ASTREDHOR en partenariat avec l’UMR IRHS, mais également Végépolys Valley, INRAE, Université d’Angers), dédiée au développement du marché horticole urbain, (www.umt-stratege.fr), nos travaux contribueront aussi à répondre à la demande sociétale souhaitant davantage de végétal en ville en proposant des plantes mieux adaptées aux conditions de croissance difficiles du milieu urbain (îlots de chaleur et fortes températures estivales en ville, sols agronomiquement pauvres, ressources en eau limitées).

 Les plants potagers à destination des consommateurs sont produits grâce aux mêmes outils de production que les plantes d’ornement, et donc par les horticulteurs selon en suivant des itinéraires culturaux spécifiques et différents de ceux destinés au maraîchage professionnel. Cette raison explique le partenariat avec ASTREDHOR – Institut technique de l’horticulture.

Par l’intermédiaire de ses stations de recherche, l’Institut dispose des infrastructures ainsi que des compétences nécessaires pour conduire ces expérimentations. La station bretonne du CATE, spécialiste de la culture et la multiplication des plantes ornementales ligneuses, réalisera les expérimentations sur les pieds-mère d’Hortensia.

 Une autre partie des expérimentations conduites sous serre sera conduite par le Lycée horticole d’Angers-Le Fresne. Ce lycée forme des étudiants aux métiers de l’Horticulture avec des situations de mise en pratique. Des expérimentations seront conduites avec les étudiants sous la supervision d’une enseignante permettant de contribuer à leur formation vers des approches culturales innovantes. Le lycée dispose d’un ensemble d’outils adaptés à la conduite des expérimentations sous stress hydrique.

 Les analyses physiologiques, biochimiques et moléculaires qui contribueront à élaborer l’OAD « Priming », seront conduites à l’IRHS (Institut de Recherche en Horticulture et Semences) en particulier par l’équipe STREMHO (Stress, Epigénétique et Mémoire des Plantes horticoles) qui dispose des compétences nécessaires pour identifier les marqueurs nécessaires à l’élaboration de l’OAD. Cette équipe est en effet formée d’écophysiologistes qui étudient depuis de longues années, l’impact des facteurs de l’environnement sur le développement des plantes horticoles (Demotes et al. 2013 ; Leduc et al. 2014 ; Rameau et al. 2015 ; Huché-Thélier et al. 2016, Roman et al., 2016, Corot et al. 2017, Porcher et al, 2020). Elle travaille en étroite collaboration avec la profession horticole. Depuis 2017, l’équipe s’intéresse aux mécanismes du priming, de l’acclimatation et de la mémoire des plantes aux stress, en particulier le stress hydrique. Elle héberge enfin les responsables de l’UMT STRATège  (portée par ASTREDHOR) et étudie avec eux les leviers pour le développement de l’horticulture urbaine.

 Le choix des variétés étudiées et les résultats de nos travaux seront discutés avec des horticulteurs, notamment la Ferme de Ste Marthe (Production de graines maraichères issue de l’agriculture Biologique)et deux producteurs d’Hortensia, membres de la coopérative Kérisnel (EARL Pépinières Goarant, et EARL Pépinières du Menec).

Références bibliographiques :

Corot A, Roman H, Douillet O, Autret H, Perez-Garcia MD, Citerne S, Bertheloot J, Sakr S, Leduc N and Demotes-Mainard S. 2017 Cytokinins and Abscisic Acid Act Antagonistically in the Regulation of the Bud Outgrowth Pattern by Light Intensity. Frontiers in Plant Science 8,1724

Demotes-Mainard S., Huché-Thélier L., Morel P., Boumaza R., Guérin V., Sakr S. 2013. Temporary water restriction or light intensity limitation promotes branching in rose bush. Scientia Horticulturae, 150: 432-440.

Huché-Thélier L., Crespel L., Le Gourrierec J., Morel P, Sakr S., Leduc N. 2016. Light signaling and plant responses to blue light and UV radiation - Perspectives for applications in horticulture. Environ. Exp. Bot., 121: 22-38.

Leduc N, Roman H, Barbier F, Peron T, Huché-Thelier L, Lothier J, Demotes-Mainard S, Sakr S. 2014. Light signaling in bud out growth and branching in plants. Plants, 3: 223-250

Porcher A, Guérin V, Montrichard F, Lebrec A, Lothier J, Vian A (2020) Ascorbate glutathione-dependent H2O2 scavenging is an important process in axillary bud outgrowth in rosebush. Annals of Botany (in press).

Rameau C, Bertheloot J, Leduc N, Andrieu B, Foucher F, Sakr S. 2015 Multiple pathways regulate shoot branching. Frontiers in Plant Sciences 5: 1-15. doi: 10.3389/fpls.2014.00741.

Roman H, Girault T, Barbier F, Péron T, Brouard N, Pencík A, Novák O, Vian A, Sakr S, Lothier J, Le Gourrierec J, and Leduc N (2016) Cytokinins Are Initial Targets of Light in the Control of Bud Outgrowth. Plant Physiol 172: 489-509

[1](FranceAgriMer & AND International, 2019) "Observatoire des données structurelles des entreprises de production de l’horticulture et de la pépinière ornementale – Pays de la Loire" (Données 2018 - Synthèse 2019).