Identification d’indicateurs de la nutrition soufrée chez le colza (Brassica napus L. ) : mécanismes physiologiques sous-jacents et validation en conditions de plein champ

Identification of sulfur nutrition indicators in oilseed rape (Brassica napus L. ) : underlying physiological mechanisms and validation under field conditions

• Auteur / Autrice : Elise Sorin
• Direction : Alain Ourry, Philippe Etienne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie, biologie des organismes, populations, interactions
• Date : Soutenance en 2016
• Etablissement(s) : Caen
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ecophysiologie végétale, agronomie et nutritions NCS (Caen ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Normandie Université (2015-....)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Salon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Ourry, Philippe Etienne, Christophe Salon, Alain Bouchereau, Tae-Hwan Kim, Xavier Pinochet, Jean-Claude Yvin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Bouchereau, Tae-Hwan Kim

Mots clés

Mots clés contrôlés

Molybdène

Plantes -- Teneur en phosphore

Plantes -- Teneur en chlore

Plantes -- Potentiel osmotique

Diagnostic foliaire

Carence en soufre

Engrais et amendements

Plantes -- Nutrition

Résumé

Dans le contexte actuel d’oligotrophisation des sols en soufre (S) et d’une gestion peu maitrisée de la fertilisation soufrée, il parait essentiel d’optimiser la nutrition soufrée des plantes cultivées afin d’ajuster les apports d’engrais soufrés aux besoins réels des cultures. L’objectif était donc d’identifier des indicateurs précoces et fiables de la nutrition soufrée afin d’obtenir un diagnostic précis du statut soufré de la culture de colza et d’ajuster au mieux la fertilisation soufrée. L’étude de la cinétique précise des réponses physiologiques du colza à une privation en S en conditions contrôlées a permis de mettre en évidence deux indicateurs de la nutrition soufrée : i) le ratio ([Cl ]+[NO3 ]+[PO43 ]):[SO42 ] ou indicateur de remobilisation, simplifié par la suite en ratio ([Cl]+[P]):[S], traduit la compensation osmotique requise par la remobilisation du sulfate lors de la phase précoce de privation en S et ii) le ratio [Mo]:[S] ou indicateur d’absorption, dont la variation très précoce, révèle l’induction massive de l’expression des gènes codant les transporteurs racinaires BnaSultr1. 1 et BnaSultr1. 2 aboutissant à une augmentation rapide de l’absorption du molybdate lors d’une privation en S. Ces indicateurs ont été validés en conditions de plein champ sur une culture de colza soumise à différents régimes de fertilisations. Le caractère générique de ces indicateurs a été validé en conditions contrôlées chez le blé, le maïs, la tomate, le chou-fleur, le pois et Medicago truncatula. L’ensemble des résultats montrent que l’utilisation conjointe de ces deux indicateurs pourrait permettre un diagnostic précoce, fiable et spécifique du statut soufré de la plante.

Because of soil S oligotrophization and uncontrolled management of S fertilization, it is essential to optimize the S nutrition of crop plants to adjust S fertilizer inputs to the real needs of crops. Therefore, the main objective was to identify early and reliable indicators of S nutrition in order to obtain an accurate diagnosis of the S status in oilseed rape crop in order to finely tune S fertilization. The study of the precise kinetic physiological responses of oilseed rape to S deprivation under controlled conditions was used to identify two indicators of S nutrition: i) the ([Cl-]+[NO3-]+[PO43-]):[SO42-] ratio or remobilization indicator, simplified thereafter as the ([Cl]+[P]):[S] ratio revealed the osmotic compensation required by sulfate remobilization during the early phase of S deprivation and ii) the [Mo]:[S] ratio or uptake indicator, whose change, even earlier than the previous indicator, revealed the massive induction of genes expression encoding root transporters (BnaSultr1. 1 and BnaSultr1. 2) and leading to a rapid increase of molybdate uptake during S deprivation. These indicators have been validated under field conditions for the oilseed rape crop grown on an S oligotrophe plot receiving various levels of fertilization. The genericity of these indicators was validated under controlled conditions in wheat, corn, tomato, cauliflower, pea and Medicago truncatula. Overall, these results show that the combined use of these two indicators may allow early, reliable and specific diagnosis of the plant S status.