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Dernière mise à jour : Mai 2021

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Amélioration des plantes pour la Résilience des Cultures

Stage Master 2
Année 2022
Adaptation du maïs
Sècheresse

Exploration de l’effet d’allèles exotiques pour l’adaptation du maïs à la sécheresse

Le changement climatique affecte les cultures dans le monde entier. Le développement d’une nouvelle génération de variétés est nécessaire pour assurer la sécurité alimentaire et la transition écologique des systèmes agricoles. Le maïs est une culture d'importance mondiale et un système modèle pour les progrès de la science des plantes. La grande diversité des cultivars exotiques est une ressource inexploitée pour la découverte de nouvelles adaptations au changement climatique, notamment à la sécheresse et la chaleur. Une question majeure est de savoir quels génotypes et allèles du pools de gènes exotiques sont favorables en conditions de stress.

Notre approche comprend l’analyse de données collectées dans des plateformes automatisées qui effectuent des mesures répétées sur les plantes à différentes échelles biologiques (https://www6.montpellier.inrae.fr/lepse/Plateformes-de-phenotypage). Au sein d'une équipe de biologistes expérimentaux et informatiques un sujet de stage est actuellement ouvert pour un(e) étudiant(e) de M2. L’étudiant(e) caractérisera l’effet d’allèles de maïs exotiques et modélisera leurs effets dans des scénarios climatiques actuels et futurs.

Projet

À l'aide d'un panel de lignées d'introgression, l'étudiant(e) apprendra à réaliser une expérience dans une plateforme de phénotypage, à vérifier et analyser les données et à effectuer des simulations à l'aide d'un modèle de culture. Le projet s'appuie sur un panel de lignées quasi-isogéniques (NILAS, Near-Isogenic Allelic Series) comprenant 672 lignées de matériel tempéré (deux parents élites) introgressées avec des allèles exotiques (sept parents donneurs) au niveau de segments génomiques englobant des gènes associés à l'adaptation du maïs. En se concentrant sur un sous-ensemble bien caractérisé du panel, les NILAS seront utilisées pour étudier les effets des allèles exotiques sur les traits de croissance foliaire dans des conditions d'irrigation et de sécheresse. L'étendue du travail comprend :

1. Réaliser une expérience sur la plateforme Phenodyn (https://www6.montpellier.inrae.fr/lepse/Plateformes-de-phenotypage), une serre où des centaines de plantes peuvent être cultivées avec une mesure simultanée de la transpiration, de la croissance des feuilles, du statut hydrique du sol, de la lumière et de la température des plantes.
2. Effectuer le contrôle qualité du jeu de données généré afin de l'analyser et, éventuellement, de le combiner avec des jeux de données préexistants. Les NILAS ont également été caractérisées dans des essais au champ dont les données sont disponibles.
3. Utiliser les variables mesurées en plateforme comme paramètres d’entrée d’un modèle de culture afin de réaliser des simulations dans de nouveaux scénarios environnementaux et de nouvelles combinaisons de paramètres.

Pour mener à bien ce projet, l'étudiant(e) bénéficiera du soutien de chercheurs du LEPSE.

Profil recherché

Étudiant(e) M2 dans le domaine de la biologie des plantes ayant le goût de l’écophysiologie et de la modélisation du développement des plantes. Une connaissance du langage de programmation R sera appréciée. Anglais requis (l’encadrant principal est américain).

Encadrement

Encadrant: Randall Wisser (INRAE-LEPSE, secondaire: Univ. of Delaware) randall.wisser@inrae.fr
Co-encadrants: Emilie Millet (INRAE-LEPSE) emilie.millet@inrae.fr
Boris Parent (INRAE-LEPSE) boris.parent@inrae.fr

Lieu: Laboratoire d’Écophysiologie des Plantes sous Stress Environnementaux (LEPSE), Bât 7 IBIP, INRAE, 2 Pl Pierre Viala, 34060 Montpellier Cedex 2 - FRANCE

Équipe MAGE

Bibliographie

Tardieu et al. (2017) Current Biology; Millet et al. (2019) Nature Genetics; Wisser et al (2019) Genetics