Écophysiologie végétale et sélection variétale

Analysis-diagnosis service Sustainable agriculture
Avec une agriculture en plein renouveau et le besoin d’identifier des variétés adaptées aux contextes pédo-climatiques, l’expertise en écophysiologie végétale est un atout de taille. Quels sont les leviers de croissance d’une variété face à un stress abiotique ? Comment anticiper les contraintes du changement climatique et développer des semences de qualité ?
Sélection variétale © Caroline Dangléant
Sélection variétale © Caroline Dangléant

Sélection variétale © Caroline Dangléant

Le premier maillon pour une sélection variétale optimale

L’équipe du plateau d’écophysiologie végétale vous permettra de mieux comprendre et d’analyser les traits physiologiques d’une plante. Plus en profondeur, elle étudie l’interaction avec son environnement en vue notamment de prévoir son aptitude en situation de stress abiotique. 
Vous connaîtrez les dynamiques de croissance des plantes, une notion primordiale pour comprendre le fonctionnement des peuplements végétaux et améliorer leur production.

Le changement climatique pourrait être un facteur d’extinction de certaines variétés n’ayant pas la capacité d’adaptation nécessaire. Aussi, les sélectionneurs et les améliorateurs doivent parvenir à anticiper ces évolutions. Pourtant, nombre d’entre eux, notamment dans le secteur privé, négligent cette étape et procèdent par tâtonnement, avec des résultats parfois longs ou incertains. 
Nos conseils aux experts, appuyés par nos analyses et méthodes, vous apportent des éléments tangibles pour gagner en efficacité. Spécialisés dans la connaissance et l’analyse des traits physiologiques fins des plantes, les chercheurs du plateau d’écophysiologie vous accompagnent pour faire avancer votre recherche et sélectionner les semences d’intérêt:

  1. Au travers de l’écophysiologie fine ;
    CO2, lumière, température, réponse à la contrainte hydrique, azote : quels critères physiologiques sont favorables à la photosynthèse et au bon fonctionnement de la plante, quels mécanismes sont impliqués dans la capacité d’adaptation des variétés au changement climatique ?
  2. Via l’étude du phénotypage aérien et racinaire.
    Comment se manifeste la réaction de la plante face à une contrainte abiotique ou à un environnement climatique changeant ? Quels traits physiologiques/morphologiques sont impactés ?

Stade de développement

Conception et validation de méthode

Conception et validation de méthode

Des équipements et expertises de pointe en amont de la sélection variétale

Le plateau d’écophysiologie propose son expertise, notamment sur les plantes cultivées en zone méditerranéennes et tropicales :

  • développe des connaissances nouvelles ;
  • adapte des essais pour conduire les recherches ou répondre aux questionnements de partenaires privés ;
  • bénéficie d’infrastructures de pointe en France :
    • La serre écophysiologique dédiée à l’étude des plantes dans un contexte de changement climatique ;
    • Le rhizoscope dédié aux activités de phénotypage du système racinaire en condition semi-hydroponique.
  •  s’appuie sur un réseau de partenaires scientifiques et techniques dans les régions où nous collaborons ;
  • élargit l’offre de compétences au travers d’Agap Institut pour un accompagnement plus poussé, du génotypage à la modélisation, en vue de simuler des idéotypes adaptés aux besoins et contraintes des semenciers et industriels.

Quelles seront les variétés optimales de demain ?

Que mangeront les consommateurs dans les prochaines années ? Quels seront les produits disponibles sur les étals des commerçants ? La sélection variétale fait face à des enjeux qui ont une incidence sur le secteur semencier, mais également sur tous les maillons de la chaîne de valeur.

Nous accompagnons les semenciers et les conseillers agricoles

Quels traits d’intérêt pour les variétés les plus performantes ?
Les semenciers et les conseillers agricoles sont les premiers garants de la qualité des semences. Nous analysons avec eux les processus (in-situ et interactionnel avec le milieu) des variétés et quantifions la performance photosynthétique. Cela permet de déterminer les milieux et les conditions idéales au développement des cultures étudiées et d’identifier dans une seconde phase les gènes favorables à leur performance.  

Nous guidons les coopératives, les fédérations agricoles et les institutions territoriales

Quelles variétés produire demain ?
Les cultures d’intérêt évoluent et se diversifient, notamment parce que certaines espèces s’adaptent aux conditions pédoclimatiques spécifiques à chaque territoire. A contrario, avec le changement climatique, d’autres espèces seront amenées à disparaître. Aussi, évaluer la capacité de certaines cultures à s’adapter ou non aux différentes variables de l’environnement (luminosité, CO², température, etc.) permet d’améliorer la performance agricole en détectant les cultures résilientes. 

Nous aidons à l’identification des matières premières des industries agroalimentaires

Comment améliorer les spécificités des matières premières pour la transformation ?
Le choix des matières premières n’est pas anodin dans la qualité organoleptique d’un produit transformé. Des caractéristiques comme la proportion d’eau, la résistance à l’écrasement, etc. sont liées à la variété et au lieu de culture. Avec des compétences transversales entre nos équipes en sélection variétale et en transformation agro-alimentaire, nous accompagnons régulièrement des projets impliquant des transformateurs sur la base d’un cahier des charges prédéfini. En lien avec les agronomes, nous définissons également les pratiques culturales les plus durables en lien avec les producteurs des régions tropicales et méditerranéennes.

Nous incluons les cahiers des charges des distributeurs

Quels fruits, légumes, légumineuses seront disponibles et au goût des consommateurs dans les prochaines années ?
Encore faiblement investie, la distribution collabore de plus en plus sur les projets scientifiques en vue de définir des produits présentant un impact environnemental positif et respectant un cahier des charges en termes de qualité organoleptique. Riz, cacao, banane, … sont autant de produits qui entrent dans le champ des compétences. Nous établissons des relations multi-acteurs afin d’assurer une chaîne d’approvisionnement vertueuse visant la diminution des pesticides et la sélection de variétés d’intérêt en réponse aux attentes des consommateurs et des règlementations sanitaires.

Pour une expertise ou une formation en écophysiologie

Trois formules d’accompagnement adaptées à vos besoins et votre stratégie :

  1. L’expertise en physiologie des plantes 
    Contactez nos services ciradinnov@cirad.fr afin de partager votre problématique et vos besoins dans le respect des règles de confidentialité. 
     
  2. L’accueil sur site 
    Pour accompagner vos équipes R&D, les techniciens du plateau peuvent vous accueillir et vous former à certaines prestations d’analyses complémentaires :
    -    analyseur de photosynthèse ;
    -    fluorescence chlorophylienne ;
    -    potentiel hydrique et osmotique ;
    -    thermographie infra-rouge ;
    -    interception et transfert de la lumière ;
    -    planimétrie laser et optique.
    Pour en savoir plus sur l’ensemble des plateaux techniques accessibles au sein d’Institut Agap et les tarifs, c’est ici.
     
  3. La formation professionnelle 
    Découvrez toutes nos formations en écophysiologie :
    E-PLANT – écophysiologie de la plante : son fonctionnement aérien et racinaire ou faites-nous part de vos besoins spécifiques.
L’équipe de recherche
Le plateau d’écophysiologie mène ses activités scientifiques au sein d’Agap Institut, unité mixte de recherche spécialisée dans l’amélioration génétique et l’adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales. Il regroupe une équipe de recherche dédiée à l’étude et la compréhension du fonctionnement physiologique et des réponses adaptatives des plantes dans leur environnement. 

Références et propriété intellectuelle

Publications

La plupart des travaux menés avec des parties prenantes de sociétés privées sont confidentiels.
Fabre D., Dingkuhn M. 2021. Why is rice Amax (at saturating CO2) more heritable than Asat (at ambient CO2)?. Plant Breeding.
https://doi.org/10.1111/pbr.1300 
Dingkuhn M., Luquet D., Fabre D., Muller B., Yin X., Paul M.J. 2020. The case for improving crop carbon sink strength or plasticity for a CO2-rich future. Current Opinion in Plant Biology, 56 (n.spéc. Biotic interactions AGRI 2019) : p. 259-272.
https://doi.org/10.1016/j.pbi.2020.05.012 
Fabre D. 2020. Effet des relations sources-puits en carbone sur le taux de photosynthèse chez le riz. Implications pour l'amélioration variétale dans un contexte de changement climatique. Montpellier : Montpellier SupAgro, 151 p. Thèse de doctorat -- Écophysiologie et adaptation des plantes.
Fabre D., Dingkuhn M., Yin X., Clément-Vidal A., Roques S., Soutiras A., Luquet D. 2020. Genotypic variation in source and sink traits affects the response of photosynthesis and growth to elevated atmospheric CO2. Plant, Cell and Environment, 43 (3) : p. 579-593. https://doi.org/10.1111/pce.13693 
Luquet D., Larue F., Fabre D., Rebolledo Cid M.C., Clément-Vidal A., Rouan L., Beurier G., Dingkuhn M. 2020. Why and how crop models should account for C source-sink relationships better to address future agro-climatic challenges [S1-O.07]. In : Crop modelling for agriculture and food security under global change: Book of abstracts. Montpellier : CIRAD, p. 50-51. International Crop Modelling Symposium (iCROPM 2020), 2020-02-03/2020-02-05, Montpellier (France).
Fabre D., Yin X., Dingkuhn M., Clément-Vidal A., Roques S., Rouan L., Soutiras A., Luquet D. 2019. Is triose phosphate utilization involved in the feedback inhibition of photosynthesis in rice under conditions of sink limitation? Journal of Experimental Botany, 70 (20) : p. 5773-5785.
https://doi.org/10.1093/jxb/erz318  
Luquet D., Perrier L., Clément-Vidal A., Jaffuel S., Verdeil J.L., Roques S., Soutiras A., Baptiste C., Fabre D., Bastianelli D., Bonnal L., Sartre P., Rouan L., Pot D. 2019. Genotypic covariations of traits underlying sorghum stem biomass production and quality and their regulations by water availability: Insight from studies at organ and tissue levels. Global Change Biology. Bioenergy, 11 (2) : p. 442-462.
https://doi.org/10.1111/gcbb.12571