LMI Adaptation des Plantes et microorganismes associés au Stress Environnementaux

Equipes impliquées : Dynadiv & CERES (UMR DIADE), URCI, CERAAS, LCM, CNRF

Thèse: Issaka Salia (bourse AIRD), Sixtine Passot (Bourse ENS), Adama Ndour

Collaborations : UMR AGAP (Montpellier), Université de Nottingham (G-B), Institut de Technologie Alimentaire (Sénégal), IRAG (Guinée), ICRISAT (Niger & Inde), ONG Caritas, IBBA (Italie), Universita di Pavià (Italie)

Financements : ARCAD (2009-2013), Agropolis Fondation, Fondazione Cariplo

Pour connaître les potentialités d’adaptation des céréales sèches africaines, il est important 1) de caractériser leur diversité et de comprendre l’interaction entre les agriculteurs, l’environnement et cette diversité, 2) d’explorer la diversité fonctionnelle à l’échelle de leur génome. L’objectif est de contribuer, dans un scénario de changement climatique, à la préservation de la biodiversité et à l’amélioration des rendements agricoles.

© IRD / Adeline Barnaud Fonio

Diversité et interaction anthropique x agro-biodiversite

Les céréales sèches (mil, sorgho, maïs, et fonio) couvrent près de 60% de la surface céréalière en Afrique de l’Ouest. Elles sont adaptées aux conditions locales et présentent un énorme potentiel pour l’adaptation aux variations climatiques. Nous caractériserons la variabilité de ces 4 espèces en privilégiant des marqueurs SNP et des techniques de génotypage haut-débit. Nous analyserons l’organisation de cette diversité génétique en considérant des variables environnementales, socio-économiques, et systémique. A une échelle régionale, la capacité d’adaptation des agro-écosystèmes est conditionnée par l’interaction des sociétés entre elles et par les échanges de semences qui en résultent. Au travers d’une approche couplée en génétique des populations et en ethnobiologie, nous analyserons les réseaux de circulation de semences via l’origine des semences, des variétés, le recours au marché ou à des semenciers.

Approche génomique pour l’identification de marqueurs moléculaires fonctionnels

Les connaissances de base en génomique manquent encore sur les céréales africaines. Pour le mil et le fonio, un projet de génomique des populations explorera la diversité à l’échelle de leurs génomes exprimés (Projet ARCAD, 2009-2013). Pour le mil, nous contribuons au séquençage de son génome. Une référence de 50313 contigs correspondant à 55 mb de séquence a été produite. Nous utilisons ces ressources pour développer une carte haute densité du mil et pour le séquençage de son génome.

© IRD / Adeline Barnaud Mils

Nous utilisons aussi des approches génomiques d’association génotype/phénotype sur des lignées cultivées et sauvages pour identifier des gènes d’intérêt et notamment impliqués dans le contrôle de l'architecture racinaire, de la tolérance à des stress abiotiques (faible fertilité des sols et sécheresse) et de la qualité des graines. Ces deux derniers aspects sont en particulier développés dans le cadre du projet NewPearl financé par Agropolis Fondation et Fondazione Cariplo. Nous avons déjà identifié des gènes du mil qui semblent importants pour l’adaptation aux variations spatiales du climat. Nous validerons le rôle de ces gènes, par des études d’expressions, l’identification de polymorphisme fonctionnel et la transgénèse. Ces gènes et leurs variants pourront ensuite être mobilisés pour créer des variétés plus tolérantes.

Amélioration de la production céréalière par les technologies agroforestières

Différentes espèces ligneuses à haute valeur ajoutée seront multipliées et introduites dans les agrosystèmes pour la restauration des terres dégradées. Les plants de ces espèces seront inoculés avec des souches de microorganismes symbiotiques (champignons mycorhiziens, bactéries fixatrices d’azote) avant leur transfert au champ. L’impact des ligneux sur la production de céréales (mil, sorgho) et la fertilité des sols sera mesuré.