Mots clés

Diversité génétique ; Brassica ; vigueur ; relations sources puits ; graines ; métabolisme ; acclimatation ; stress abiotiques

Contexte et enjeux

Le colza est la première plante oléagineuse cultivée en France avec environ 1,35 Mha/an. Ses graines contiennent 45-50% d’huile avec un profil lipidique riche en acides gras insaturés qui est intéressant à la fois pour l’alimentation humaine mais également la production de biocarburants. Le tourteau, résidu d’extraction de l’huile de colza, est riche en protéines (15-20% sur graines sèches) et constitue une source protéique de premier ordre pour l’alimentation du bétail. Pour autant, le rendement et la qualité des graines produites sont aujourd’hui menacés par des épisodes climatiques contraignants et de plus en plus intenses et la nécessité de développer une agriculture écoresponsable et durable (limiter les intrants : eau, engrais, pesticides).

  Questions et axes de recherche

Dans le contexte d’aléas pédoclimatiques et de réduction des intrants chimiques, il est nécessaire de mieux comprendre les mécanismes d’acclimatation et de résilience des plantes cultivées face aux contraintes abiotiques de pénuries en eau ou en nutriments. Nos recherches visent à décrire et comprendre l’impact de ces contraintes sur la croissance végétative du colza, l’élaboration de son rendement et la qualité des graines afin d’identifier des leviers d’amélioration variétale.

Nos principaux axes de recherche concernent :

• Les propriétés germinatives et la vigueur végétative précoce du colza ;
• Le fonctionnement métabolique et les relations sources-puits au cours de la sénescence développementale et induite par des stress abiotiques ;
• Les caractéristiques de l’exsudation racinaire et les propriétés allélopathiques associées ;
• Le remplissage, la tolérance à la dessiccation et la qualité de la graine produite sous contrainte hydrique ;
• La biostimulation et le priming comme alternatives agroécologiques 

Modèles, outils, méthodes, compétences

L’équipe RCA mobilise plusieurs approches disciplinaires complémentaires et les méthodologies associées :

• Génétique quantitative pour les caractères de réponse aux stress et de vigueur
   - La caractérisation de la diversité génétique (avec des outils moléculaires et phénotypiques)
   - Le phénotypage de traits agronomiques complexes
   - Détection de QTL et modèles de prédiction 

• Ecophysiologie de la germination, de la vigueur, des relations source-puit, et des relations hydriques 
   - Photosynthèse et échanges gazeux
   - La caractérisation de stress abiotiques (eau, N)
   - Caractéristiques hydrauliques des tissus
   - Exsudation racinaire

• Physiologie cellulaire et moléculaire et la biochimie pour identifier les mécanismes de réponse aux stress 
   - Approches Omiques : transcriptomique, métabolomique
   - Biochimie des protéines (activités enzymatiques, …)
   - Traçage isotopique ¹³C/¹⁵N et analyse des flux métaboliques 

Nous mobilisons un large éventail de dispositifs expérimentaux, déployés à différentes échelles, de l’organe ou de la graine jusqu’au champ. Cela inclut notamment des :

• Dispositifs originaux de culture des plantes (rhizobox, airpot, bacs 1m³), de marquages isotopiques ¹³CO₂ et de récolte d’exsudats issus des graines et des racines
• Dispositifs d’application et de suivi de contrainte hydrique au niveau du sol
• Dispositifs de mesures hydriques, osmotiques, fluorimétriques et gazeuses.