Stage Master 2 - Modélisation de la dynamique d'extension des organes et de sa modulation par l'environnement chez le maïs
Référence
1505987601
Date limite pour postuler
30/12/2017
Date de publication
21/09/2017

Caractéristiques

Précision sur la nature du contrat
Stage
Durée du contrat
6 mois
Date de début de contrat
01/03/2018

Rémunération
554,40€
Domaine professionnel
Expérimentation et production végétales

Affectation

Nom de l'unité d'affectation
UMR1402 ECOSYS - Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes
Adresse de l'unité d'affectation
INRA - 78850 THIVERVAL-GRIGNON
Site web de l'unité d'affectation
https://www6.versailles-grignon.inra.fr/ecosys/
Région de l'unite d'affectation
Ile-de-France

Descriptif

Environnement de travail

L'architecture des plantes détermine de nombreuses interactions avec l'environnement, comme par exemple la captation de la ressource lumineuse. Les modèles de fonctionnement de plantes doivent donc simuler  l'extension des organes aériens au cours du temps ainsi que les facteurs déterminant les dimensions des organes successifs. Les modèles usuels supposent que la croissance de chaque organe (feuille, entrenœud) suit un calendrier fixe en temps thermique ; dans cette approche, les conditions de croissance peuvent moduler les dimensions d’organes en modifiant uniquement les vitesses de croissance. Or cette hypothèse ne permet pas de rendre compte de certains effets observés. Il a été observé que l’effet d’un stress sur la croissance peut être réduit  ou amplifié par des changements de durée de croissance. Pour comprendre comment les durées de croissance sont régulées, des modèles de coordination ont été développés en se fondant sur l'hypothèse que l'émergence à la lumière d'un organe  produit un signal qui détermine les départs ou arrêt de croissance d'autres organes. Ainsi, dans ce type de modèle, la durée d’extension d'une feuille ou d'un entrenœud n’est pas fixe, mais est régulée par des signaux. Cette approche a par exemple permis de comprendre l'impact de la fauche sur les dimensions des feuilles de graminées prairiales. Chez le maïs, un modèle de coordination a été proposé (Zhu et al., 2014) ; ce modèle est encore peu validé mais nous pensons qu'il pourrait permettre de mieux comprendre la mise en place de la structure de la plante et sa modulation par l'environnement.

 

Objectifs
L’objectif du stage est de tester la capacité d'un modèle de coordination (Zhu et al., 2014) à prédire les dynamiques d'extension des organes (limbes, gaines et entre-nœuds) chez le maïs, ainsi que le pattern complet des longueurs des organes successifs le long de la tige, au cours de la séquence végétative.

 

Méthodes
Dans le cadre du stage, un modèle simplifié de développement, basé sur des règles de coordination (Zhu et al., 2014), sera utilisé. La plante y est décrite comme une succession de phytomères qui apparaissent à un intervalle de temps régulier, grandissent et meurent. Les paramètres du modèle sont l'initiation des feuilles ainsi que les taux d'élongation qui dépendent à la fois de facteurs climatiques et génétiques. Plusieurs sorties du modèle sont observables tel que le rythme d'apparition des feuilles (phyllochrone) ou les dimensions finales des organes. Il est possible d'estimer les paramètres du modèle pour différents génotypes à partir de leur phénologie et de leur architecture.

 

Une expérimentation aux champs sera mise en place, au cours de laquelle le stagiaire caractérisera la dynamique d'extension des organes, pour deux génotypes de maïs différant notamment par leur nombre de feuille et leur date de floraison. A partir des mesures expérimentales, le modèle sera calibré et les valeurs de paramètres du modèle seront estimées pour chacun des deux génotypes. Les sorties du modèle seront confrontées aux données expérimentales afin de valider le modèle. Cette approche permettra donc d'évaluer le modèle et de comparer les deux génotypes sur la base de leurs valeurs de paramètres. Selon le temps disponible, il sera envisageable de conduire une analyse de sensibilité afin d'étudier l'impact de la variation de paramètres du modèle sur la structure de la plante, par exemple de prédire les patterns de dimensions d’organes en fonction du nombre de feuilles.

Formations et compétences attendues

Formation

Stage de niveau master 2 / fin d’études ingénieur

 

Compétences attendues 

Intérêt pour la biologie végétale, l’expérimentation au champ et la modélisation

Contact

Nom
Tiphaine Vidal / Bruno Andrieu
Telephone
01 30 81 55 61 / 01 30 81 55 27
Email
tiphaine.vidal@inra.fr; bruno.andrieu@inra.fr