Montpellier, France
July 11, 2008
Les chercheurs de l’INRA
de Montpellier étudient le maintien de la croissance des plantes
sous stress hydrique. Ils ont mis au point un dispositif
expérimental original permettant d’analyser les réponses des
plantes à une gamme contrôlée de stress hydriques,
représentative des différents niveaux possibles de sécheresse.
En explorant la variabilité génétique de ces réponses, les
chercheurs ont mis en évidence des régions génomiques d’intérêt
pour la tolérance à la sécheresse au niveau des feuilles, et ils
ont ensuite montré que ces déterminismes génétiques sont
identiques pour d’autres organes. Enfin, ils ont également
établi que ces résultats obtenus en conditions expérimentales
permettent de prévoir une large gamme de situations au champ.
Phénodyn, un dispositif original de phénotypage
Pour étudier la variabilité génétique des réponses des plantes à
la sécheresse, les chercheurs ont élaboré une plateforme
expérimentale de phénotypage, Phenodyn, permettant de mesurer
400 plantes en continu en conditions semi-naturelles (serre ou
chambre de culture). Les plantes sont placées dans des colonnes
en PVC, placées sur des balances. Des capteurs mesurent toutes
les 15 minutes la vitesse d’élongation des feuilles, la
transpiration, l'humidité du sol, les variables
micrométéorologiques (température de l’air, humidité relative)…
Toutes les données recueillies sont ensuite traitées par un
système informatique. Ceci permet d'identifier les génotypes qui
maintiennent la croissance en déficit hydrique (air ou sol) et
les déterminismes génétiques de ces réponses.
Des déterminismes génétiques de tolérance à la sécheresse
communs aux feuilles et au système reproducteur
A partir des résultats obtenus sur les différents génotypes et
selon les conditions étudiées, les chercheurs ont mis en
évidence des régions génomiques d’intérêt pour la tolérance à la
sécheresse au niveau des feuilles. Ils ont ensuite montré que
ces déterminismes génétiques étaient en partie communs avec le
maintien de la croissance d'organes reproducteurs (soies)
De la plateforme expérimentale au champ
Les réponses au déficit hydrique déterminées sur la plateforme
se traduisent par les différences attendues entre des situations
climatiques différentes au champ. Les chercheurs ont pu
modéliser, à partir des courbes de réponse identifiées en plate
forme de phénotypage, la prévision du comportement des plantes
dans plusieurs scénarios de sécheresse au champ, en particulier
leur surface foliaire et leur biomasse..
Ces travaux ouvrent la voie à la prévision des effets de formes
de gènes (allèles) provenant de génotypes anciens ou de régions
sèches, dans une grande gamme de conditions environnementales
représentant la variabilité actuelle des climats et des sols, ou
les climats les plus probables correspondant aux changements
climatiques. Ils sont actuellement développés en partenariat
d'une part avec la société Biogemma dans le cadre d'actions
ANR-génoplante, d'autre part dans le Generation Challenge
Programme avec des développements au Kenya, en Inde et au
Mexique.
Références :
Sadok W, Naudin Ph, Boussuge B, Muller B, Welcker C, Tardieu F
(2007) Leaf growth rate per unit thermal time follows
QTL-dependent daily patterns in hundreds of maize lines under
naturally fluctuating conditions. Plant Cell and Environment 30,
135–146
Welcker C, Boussuge B, Benciveni C, Ribaut JM, Tardieu F. 2007.
Are source and sinks strengths genetically linked in maize
plants subjected to water deficit ? A QTL study of the responses
of leaf growth and Anthesis-Silking Interval to water deficit.
Journal of Experimental Botany, 58, 339 – 349
Chenu, K, Chapman SC Hammer GL, McLean G, Ben Haj Salah H,
Tardieu F (2008) Short-term responses of leaf growth rate to
water deficit scale up to whole-plant and crop levels: an
integrated modelling approach in maize. Plant Cell Environment
31, 378–391
© INRA / C. Welcker |
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