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Conservation et tolérance aux stress des semences

L’objectif de l'équipe est d’élucider les mécanismes de régulation impliqués dans l’acquisition de différentes composantes de la qualité physiologique de la graine pendant son développement et de mieux comprendre leur plasticité adaptative lorsque la plante-mère est soumises à des contraintes (a)biotiques.

Nos travaux portent essentiellement sur les légumineuses telles que la plante modèle Medicago truncatula, le pois et le soja. L’augmentation irrémédiable de la consommation mondiale en produits carnés exige des besoins croissants en protéines végétales. Les légumineuses riches en protéines et ayant la capacité de fixer l’azote atmosphérique s’imposent donc comme une culture de choix pour répondre au double enjeu de la sécurité alimentaire et de l’agriculture durable. Pourtant, L’Europe reste très dépendante des importations en protéines végétales, notamment issues du soja sud-américain. En effet, l’adoption des légumineuses par les agriculteurs français et européens demeure fortement entravée par l'instabilité des rendements grainiers. Un levier supplémentaire permettant de stabiliser, voire augmenter les rendements est la production de semences vigoureuses à haute qualité germinative. D'autres modèles sont étudiés par ailleurs dans des projets collaboratifs avec les industries semencières.

Nos travaux sont structurés autour de 2 axes de recherche :

1. Régulation de l’acquisition de la tolérance à la dessiccation et longévité des graines pendant la maturation.

Pendant leur développement, les graines acquièrent progressivement un ensemble de caractères qui vont déterminer leur performance germinative, un facteur crucial pour l’établissement du peuplement végétal et donc du rendement des cultures. Figurant parmi ces caractères, la longévité des graines est la capacité de rester en vie pendant leur stockage à l’état sec. Elle est aussi à la base de la conservation des ressources génétiques ex situ et du maintien des banques de semences dans le sol. Contrairement aux mécanismes impliqués dans l’embryogenèse et la biosynthèse des substances de réserve, les mécanismes moléculaires régulant l’acquisition de la tolérance à la dessiccation et de la longévité pendant la maturation restent largement inconnus. Ils font l’objet d’un premier axe de recherche de l’équipe.

2. Effets des stress biotiques et abiotiques sur les processus du développement qui influencent l'acquisition de leur qualité germinative.

Depuis quelques années, la compréhension des mécanismes contrôlant la maturation de la graine a progressé d’une vision d’un programme très stylisé et gouverné par un fort contrôle génétique à une vision plus plastique où les processus du développement sont sous une forte influence de l’environnement. En particulier, les stress abiotiques perçus par la plante mère et le zygote ont un effet important à la fois sur le rendement grainier, facteur important de notre sécurité alimentaire, et les propriétés germinatives des graines nécessaires à l’établissement de la génération future. Dans un contexte de réchauffement climatique, la compréhension des mécanismes moléculaires contrôlant les processus biologiques impliqués dans la longévité et la part des facteurs de l’environnement (a)biotique de la graine dans ce contrôle sont donc d’une importance majeure au niveau agronomique, écologique et économique. L’objectif du deuxième axe de recherche est de décrypter les bases moléculaires impliquées dans l’adaptation des graines en développement face à des stress (a)biotiques et de comprendre comment cette adaptation impacte différents aspects de la performance germinative, notamment l’aptitude à la conservation.