A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Séminaire GIS GC HP2E 12 mars 2010 Projet Transversal en construction dans le cadre de la TGU Agroécologie Fédérer des compétences sur une question innovante Favoriser les interactions Plantes x Microorganismes chez les légumineuses en vue de maintenir la production en situation de réduction d’intrants (ITM) Porteurs : Nathalie Munier-Jolain et Christophe Salon Partenaires à la soumission du projet : écophysiologistes UMR LEG généticiens et physiologistes moléculaires des légumineuses UMR LEG écologistes microbiens UMR MSE physiologistes des symbioses UMR PME spécialistes de la science du sol DIQA AgroSup Dijon

A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Séminaire GIS GC HP2E 12 mars 2010 Objectif  Renouvellement des systèmes de culture (SdC), à plus fortes performances environnementales amélioration des bilans environnementaux des SdC par l’introduction de légumineuses exploitation accrue de la variabilité génétique pour augmenter l’adaptation des cultures aux contraintes environnementales exploitation des interactions biotiques bénéfiques  Un système complexe d’interactions biotiques entre la plante cultivée (choix variétal pour exploiter la diversité et les processus d’adaptation) et les microorganismes du sol (grande diversité existante) sous l’effet de contraintes abiotiques

A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Séminaire GIS GC HP2E 12 mars 2010 Contenu  Différents axes de recherche étudier la réponse des plantes (phénotypique, moléculaire) aux variations environnementales et aux microorganismes symbiotiques (approches –omics, utilisation de mutants) évaluer le coût/bénéfice des interactions Plantes x µOrganismes analyser la variabilité de l’interaction « génotype de la plante cultivée » X « environnement biotique » X « environnement abiotique » rechercher les déterminants moléculaires de l’interaction  Utilisant : les ressources génétiques disponibles ou à créer (Mt, pois, microorganismes) la caractérisation physico-chimique des sols (DIQA AgroSup Dijon), les dispositifs de modulation et de caractérisation des flux de C, N et S sol/plante/atmosphère (chambre de marquage phytotronique isotopique, PPHD) dans l’objectif d’une efficience accrue de l’entrée d’éléments dans la plante (N atmosphérique ou combiné, H 2 O, P, S par la proposition d’idéotypes adaptés

A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Séminaire GIS GC HP2E 12 mars 2010  Quelles conséquences la diversification des SdP et des milieux a-t-elle pour le choix variétal et pour les modes d’évaluation variétale? Conséquence de la diminution de l’artificialisation sur le choix et évaluation variétal ne pas se limiter aux interactions biotiques négatives (plantes cultivées x bioagresseurs) exploiter les interactions biotiques bénéfiques pour optimiser le prélèvement des ressources Recherche de la variabilité génétique sur les interactions et identification des déterminismes génétiques décomposer des systèmes complexes d’interactions biotiques, le plus souvent sous contraintes abiotiques multiples : aborder conjointement contraintes biotiques et abiotiques identifier de nouvelles variables pertinentes pour caractériser l’interaction Place de la modélisation ? Quels outils de modélisation pour quels types de modèles? Simplification des mesures, appropriées à des dispositifs d’évaluation variétale tester l’évaluation sur les sorties (effet de/sur) (limiter les caractères intermédiaires) avec une caractérisation environnementale pertinente pour l’évaluation des interactions biotiques Cas du ciblage sur les interactions biotiques Méthodologie conception et évaluation variétale / projet IPM

A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Séminaire GIS GC HP2E 12 mars 2010  Comment faire évoluer les dispositifs et les méthodes d’évaluation variétale pour aider à un choix variétal adapté localement aux milieux et aux pratiques Milieux plus hétérogènes : poids de l’environnement local potentiellement très variable par modélisation identifier la sensibilité aux variables environnementales Importance du choix du réseau par rapport aux interactions biotiques évaluées développer des travaux méthodologiques sur la construction des réseaux développer des outils d’analyse de données de « complexes biotiques »  Comment co-construire et optimiser le choix variétal et la conduite des cultures Evaluation ex ante des innovation variétales faire un bilan des actions IMPACT ? Généraliser ces démarches pluridisciplinaires en amont de la proposition d’innovations variétales ? proposer un cadre/ cahier des charges pour l’évaluation variétale (multi-contraintes) Suivi dynamique des composantes biotiques développer et exploiter des réseaux de surveillance? Cas du ciblage sur les interactions biotiques Méthodologie conception et évaluation variétale / projet IPM

A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Séminaire GIS GC HP2E 12 mars 2010 Résultats attendus… … pour la conception d’idéotypes  Proposition de caractères pertinents pour le criblage phénotypique et éventuellement de marqueurs moléculaires  Introduction au moins partielle de la composante « micro-organismes » dans des modèles utile à la conception d’idéotypes  Identification de l’existence d’une variabilité génétique des interactions « plante x micro-organisme » par l’exploitation des collections de ressources génétiques … pour la conception et l’évaluation variétale (à plus long terme …)  Proposition de géniteurs ou prototypes agronomiques sur les caractères d’optimisation de l’interaction « plante x micro-organisme » pour le prélèvement des ressources  Connexion à l’atlas GenoSol ?  Nouvelles pistes pour l’inoculation ?