Produire ou se défendre, produire et se défendre : un dilemme ou une opportunité pour la diversification des cultures ?

par Rémi Pelissier

Projet de thèse en Ecophysiologie et adaptation des plantes

Sous la direction de Jean Benoit Morel et de Cyrille Violle.

Thèses en préparation à Montpellier, SupAgro , dans le cadre de Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau , en partenariat avec BGPI - Biologie et Génétique des Interactions Plante-Parasite (laboratoire) et de Interactions riz-parasites (equipe de recherche) depuis le 30-09-2018 .


  • Résumé

    La pyriculariose du riz, maladie provoquée par le champignon Magnaporthe oryzae, est une des maladies les plus dévastatrices pour la riziculture. Nous avons étudié depuis 2009 une situation de résistance exceptionnellement durable dans les terrasses du Yuanyang (Yunnan, Chine). Nous avons mis en évidence que les riz cultivés dans une même parcelle de ces terrasses sont constitués de populations d'individus génétiquement très différenciés. Parallèlement, nous avons démontré au laboratoire que la co-culture dans un même pot de deux génotypes différents de riz induisait une résistance accrue de ces plantes face à M. oryzae et ce mécanisme pourrait être à l'origine d'une partie de la durabilité de la résistance dans les terrasses du Yuanyang. Par ailleurs, le corpus théorique à la fois de l'écologie et de la biologie évolutive prévoit l'existence d'un trade-off entre croissance et défense à l'échelle de l'organisme. Les tests empiriques restent limités, en particulier chez les espèces cultivées. Il s'agit pourtant d'un enjeu majeur tant théorique qu'appliqué (et économique). Si ce trade-off est confirmé tant à l'échelle de la plante que de la population, il serait une limite à la sélection et un frein à des démarches agro-écologiques basées sur la diversification des cultures. Dans la thèse, nous souhaitons étudier à l'aide des populations de riz du Yunnan, au laboratoire et in situ dans les terrasses, de révéler les causes du maintien de la diversité génétique au sein de populations locales de riz et le rôle de celle-ci dans la résistance aux pathogènes et la régulation du rendement, à la lumière des approches et théories de la phytopathologie, de la biologie moléculaire et l'écologie fonctionnelle. Une analyse génétique des interactions entre plantes sera aussi menée afin d'identifier les régions génomiques du riz qui conditionnent ces interactions et le maintien d'un éventuel trade-off croissance/défense. Sur la base de ces analyses, des mélanges seront élaborés et leur comportement sera évalué dans les terrasses du Yuanyang, en collaboration avec un laboratoire chinois sur place.

  • Titre traduit

    Produce or defend, produce and defend: a dilemma or an opportunity for crop diversification ?


  • Résumé

    Rice blast caused by the fungus Magnaporthe oryzae is one of the most devastating disease for rice cultivation. We have studied since 2009 a case of unusually durable disease resistance in the Yuanyang terraces (Yunnan, China). We have shown that the rice plants cultivated in one paddy field of these terraces are in fact made of a population of individuals genetically differentiated. In parallel, we have demonstrated in the laboratory that the co-cultivation in one pot of two distinct rice genotypes was inducing resistance of these plants against M. oryzae and this mechanism could explain some of the durability observed in the Yuanyang terraces. In addition, the theoretical corpus of both ecology and evolutionary biology predicts the existence of a trade-off between growth and defense at the level of the organism. Empirical tests showing this trade-off are scarce, in particular for cultivated plants. It is however a major theoretical and practical challenge (as well as economical). If this trade-off is confirmed either at the level of the organism or population, it would be a limit to breeding strategies and an obstacle towards the agro-ecological usage of plant diversification. During the thesis work, using rice populations from Yuanyang, we plan to study in the laboratory and in the field the relationships between growth and defense by mobilizing approaches in plant pathology, molecular biology and functional ecology. A genetic analysis of plant-plant relationships will also be endeavored to identify rice genomic regions controlling these relations and the establishment of a putative trade-off between growth and defense. Based on these analyses, rice mixtures will be designed and their behavior will be evaluated in the fields of the Yuanyang terraces, in collaboration with a Chinese group.