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Caractérisations biologique, physiologique et moléculaire de la déshydratation des embryons somatiques et zygotiques de mélèze. Analyse des conséquences en terme de la qualité des graines
Référence
1548916095
Date limite pour postuler
31/03/2019
Date de publication
31/01/2019

Caractéristiques

Précision sur la nature du contrat
Contrat de thèse
Durée du contrat
3 ans
Date de début de contrat
01/10/2019

Affectation

Nom de l'unité d'affectation
UMR0588 BioForA - Biologie intégrée pour la valorisation de la diversité des Arbres et de la Forêt
Adresse de l'unité d'affectation
INRA - 2163 avenue de la Pomme de Pin - CS 40001 - Ardon - 45075 ORLEANS CEDEX 2
Site web de l'unité d'affectation
https://www6.val-de-loire.inra.fr/biofora
Région de l'unite d'affectation
Centre-Val de Loire

Descriptif

Environnement de travail

La reproduction est un facteur-clé dans le renouvellement des peuplements forestiers (régénération naturelle et/ou artificielle). Or le changement climatique (températures élevées, sécheresses) impacte négativement la fructification des arbres forestiers et donc la production de graines (Lebourgeois et al. 2010), limitant par voie de conséquence la production de plants. La multiplication végétative pourrait être une alternative à cette diminution de plants. Parmi les méthodes de multiplication végétative, l’embryogenèse somatique permet une multiplication très performante de génotypes élites issus des programmes d’amélioration (Lelu-Walter et al. 2013, 2016). Néanmoins, l’embryon somatique en fin de maturation atteint un stade de développement équivalent à un embryon zygotique (embryon de la graine) frais (Morel et al. 2014, Teyssier et al. 2014). Il n’atteint donc pas le stade déshydraté de la graine dans la nature. Cette déshydratation se caractérise par des évènements biochimiques aboutissant d’une part à une accumulation de réserves énergétiques et d’autre part à un potentiel de conservation de la graine. La qualité de celle-ci est conditionnée par sa teneur en réserves énergétiques (de nature protéique et lipidique), alors que sa tolérance à la déshydratation résulte de la présence spécifique de certains glucides et protéines.

 
L’objectif de cette thèse est tout d’abord, d’étudier les modifications physiologiques et moléculaires mises en jeu lors d’une déshydratation de l’embryon somatique et les conséquences sur la qualité ultérieure de cet embryon via sa capacité germinative. Nous mettrons l'accent sur des analyses biochimiques et protéomiques afin de réaliser un inventaire quantitatif et qualitatif des modifications survenant lors de la déshydratation. Cette étude, réalisée sur l’embryon somatique développé dans des conditions environnementales contrôlées, sera ensuite complétée par une étude équivalente chez la graine afin de comprendre son développement physiologique et moléculaire durant la déshydratation. A l’issue de cette caractérisation (mesures par spectrométrie d’infra rouge, spir), nous pourrons développer un modèle de calibration afin de prédire la qualité de la graine.

  
À terme, nous serons capables de proposer aux gestionnaires et exploitants des structures de production de graines, une alternative à la diminution de production en graines passant par de nouvelles pratiques. Les études seront réalisées chez le mélèze, arbre forestier d’importance en France. Son programme d’amélioration est réalisé à l’INRA d’Orléans qui possède aussi la maitrise de l’embryogenèse somatique (Lelu-Walter et Pâques 2009) et du traitement de déshydratation (Lelu et al. 1995, Dronne et al. 1997) des embryons somatiques de mélèze.

  
Cette thèse sera adossée à des projets de recherche nationaux et internationaux acquis, et inclura pour le doctorant une mobilité à l’Institut Expérimental Botanique (Prague, République Tchèque) dans un laboratoire de renommée internationale (analyse des hormones en lien avec l’embryogenèse omatique des conifères). Ce sont autant d’éléments garantissant le bon fonctionnement de cette thèse et l’obtention de résultats.

  
Les recherches proposées contribueront à l’acquisition de connaissances qui nous font particulièrement défaut chez les conifères, où la production de semis de qualité devient un enjeu majeur pour l’avenir de nos forêts et une filière impactée de plein fouet par le changement climatique.

  
Lebourgeois F, Rathgeber CBK, E Ulrich (2010) Sensitivity of French temperate coniferous forests to climate variability and extreme events (Abies alba, Picea abies and Pinus sylvestris). Journal of Vegetation Science 21, 364-376.
Dronne S, Label P, Lelu MA (1997) Desiccation decreases abscisic acid content in hybrid larch (Larix x leptoeuropaea) somatic embryos. Physiol. Plant. 99, 433-438.
Lelu M-A, Klimaszewska K, Pflaum G, Bastien C (1995). Effect of maturation duration on desiccation tolerance in hybrid larch (Larix x Leptoeuropaea dengler) somatic embryos. In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant, 31, 15-20.
Lelu-Walter M-A, Pâques L (2009). Simplified and improved somatic embryogenesis of hybrid larches (Larix x eurolepis and Larix x marschlinsii). Perspectives for breeding. Annals of Forest Science, 66, 104.
Lelu-Walter M-A, Thompson D, Harvengt L, Sanchez L, Toribio M, Pâques LE (2013) Somatic embryogenesis in forestry with a focus on Europe: state-of-the-art, benefits, challenges and future direction. Tree Genet Genomes, 9, 883-899.
Lelu-Walter M-A, Teyssier C, Guérin V, Pâques LE (2016) Vegetative propagation of larch species: somatic embryogenesis improvement towards its integration in breeding programs. Dans: Park Y-S, Bonga JM, Moon H-K (éds) Vegetative Propagation of Forest Trees. National Institute of Forest Science (NIFoS). Seoul, Korea, pp 551-571.
Morel A, Trontin JF, Corbineau F, Lomenech A-M, Beaufour M, Reymond I, Le Metté C, Ader K, Harvengt L, Cadene M, Label P, Teyssier C, Lelu-Walter, M-A (2014) Cotyledonary somatic embryos of Pinus pinaster Ait. most closely resemble fresh, maturing cotyledonary zygotic embryos: biological, carbohydrate and proteomic analyses. Planta, 240, 1075-1095.
Teyssier C, Maury S, Beaufour M, Grondin C, Delaunay A, Le Metté C, Ader K, Cadene M, Label P, Lelu-Walter M-A (2014) In search of markers for somatic embryo maturation in hybrid larch (Larix x eurolepis): global DNA methylation and proteomic analyses. Physiol Plant 150, 271-291

Formations et compétences attendues

Etudiant(e), détenteur d’un master 2 (à la date prise de fonction), doit avoir solides connaissances en Biologie/physiologie végétales, et avec de bonnes connaissances en biologie cellulaire, embryogenèse et en biologie moléculaire.

Contact

Nom
LELU-WALTER Marie-Anne / TEYSSIER Caroline
Email
marie-anne.lelu-walter@inra.fr ; Caroline.Teyssier@inra.fr