Contrôle de l'anatomie racinaire chez le mil et son implication dans la nutrition minérale

Control of root anatomy and its relation to mineral nutrition in pearl millet

• Auteur / Autrice : Pablo Affortit
• Direction : Laurent Laplaze
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : BIDAP-Biologie et Amélioration des plantes
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2021
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : DIADE - Diversité, Adaptation et DEveloppement des plantes

Mots clés

Mots clés libres

Sahel

Génétique d'association

Céréales

Sécurité alimentaire

Nutrition

Développement racinaire

Sahel

Association genetics

Cereals

Nutrition

Food security

Root development

Résumé

Le mil est la sixième céréale en termes de production mondiale mais joue un rôle capital pour la sécurité alimentaire dans les régions arides et semi-arides d'Afrique et d'Inde. La faible fertilité des sols et la sécheresse sont les facteurs les plus importants qui limitent sa production. Le système racinaire des plantes est responsable de l'acquisition de l'eau et des éléments minéraux grâce à l'exploration du sol qui dépend de l'architecture racinaire et aux capacités d'absorption qui dépendent en partie de l'anatomie racinaire. La sélection de traits racinaires favorables à la nutrition hydrominérale apparaît donc comme une voie potentielle pour augmenter les performances et la résilience des cultures. Dans le cadre de 2 projets financés, un panel de diversité de mil va être phénotypé au champ pour son architecture et son anatomie racinaire ainsi que pour la composition ionique de la plus jeune feuille (indicative de la nutrition minérale). Les lignées de ce panel seront également génotypées par séquençage. L'objectif du travail de thèse sera d'exploiter ces données (disponibles en début de thèse) pour 1) identifier les régions du génome contrôlant l'accumulation des ions dans les feuilles et l'anatomie racinaire par génétique d'association (GWAS), 2) étudier les corrélations entre traits racinaires et accumulation des ions, et 3) identifier et commencer à caractériser les gènes candidats pour les caractères les plus intéressants.

Pearl millet is the 6th most cultivated cereal worldwide but it plays a critical role for food security in arid and semi-arid regions of Africa and India. Low soil fertility and drought are two of the most important factors limiting its yield. The plant root system is responsible for water and nutrients acquisition through soil exploration that depends on root architecture and water and nutrient absorption and transport that depend in part on root anatomy. Breeding for root traits that improve water and nutrient acquisition is a potential new route to create varieties with increased yield and resilience to abiotic stresses. Thanks to 2 funded projects, a panel of pearl millet inbred lines will be phenotyped in field conditions for root architecture and anatomy as well as ion composition in the youngest leave (as a marker of nutrient acquisition). In parallel, these lines will be genotyped by sequencing. The aim of this PhD will be to exploit these data, available at the start of the internship, to 1) identify genomic regions controlling ion accumulation and root anatomy, 2) look for correlations between root traits and ion accumulation and 3) identify and start to functionally characterize genes controlling the most interesting traits.