CERES

Cereal Root Systems

 

Présentation des thématiques et activités

L'équipe CERES focalise ses activités sur le développement racinaire des céréales, en lien avec l’adaptation à des contraintes abiotiques. Le riz et le mil, céréales d’importance alimentaire majeure pour les pays du sud constituent les modèles d’étude principaux. Nos travaux sont menés en collaboration avec des équipes locales et internationales, en particulier via deux implantations au Sud le LMI LAPSE (Sénégal) et le LMI RICE (Vietnam). La mixité de cette équipe comprenant plusieurs enseignants chercheurs de l’UM2 et des chercheurs de l’IRD permet une implication forte dans la formation locale mais aussi à l’international.

Questionnement scientifique

Montage 1

Les racines remplissent des fonctions primordiales pour la plante : ancrage dans le sol, exploration de ce substrat et prélèvement des ressources nutritives (eau, éléments nutritifs). Le développement du système racinaire repose en grande partie sur la capacité de la plante à créer de nouveaux axes racinaires, soit à partir de tiges (rhizogenèse adventive) soit à partir de racines (rhizogenèse latérale). Ce processus d’initiation de nouveaux méristèmes racinaires, permet à la plante d’adapter son architecture à différents paramètres du sol comme la disponibilité en eau, en nutriments ou la présence d’agents biotiques.

Décrypter les mécanismes sous-tendant l’initiation et le développement des racines est aujourd’hui un enjeu majeur pour proposer de nouvelles voies d’amélioration des plantes cultivées. Cette problématique est particulièrement importante chez les céréales, qui fournissent près de 50% des calories alimentaires de l’humanité. L’appareil racinaire des céréales, très ramifié, est principalement constitué de racines adventives ou coronaires et de différents types de racines latérales qui peuvent présenter plusieurs ordres de ramification. Par ailleurs, les céréales cultivées sont soumises à des contraintes édaphiques très variées, et la plasticité de leur architecture racinaire est un aspect important de leur adaptation à ces contraintes.

Dans ce contexte, notre objectif est d’analyser les déterminants génétiques et les régulateurs hormonaux contrôlant l’initiation des racines coronaires et latérales chez le riz. Ces connaissances sont déclinées et exploitées chez le mil, une autre espèce de céréale cultivée, afin d’étudier la conservation et la diversité de ces mécanismes. De plus, la comparaison de ces mécanismes étudiés chez les céréales avec ceux décrits pour l’organogenèse des racines latérales chez Arabidopsis thaliana éclaire sur l’évolution des mécanismes de la rhizogenèse entre dicots et monocots d’une part, et entre rhizogenèse adventive et latérale d’autre part. Une de nos perspectives est d’identifier des gènes et des allèles susceptibles d’être utilisés pour la sélection rationnelle (assistée par marqueurs moléculaires et des  approches de biologie des systèmes) d’architectures racinaires adaptées à différents milieux.

Stratégies scientifiques

Nous abordons ces questions à travers des approches de génomique fonctionnelle, de génétique d’association et de biologie des systèmes (modélisation) :

  1. Quels sont les mécanismes moléculaires (réseaux de gènes), physiologiques (hormones) et cellulaires qui contrôlent la mise en place des racines coronaires et latérales chez le riz ?
  2. Quels sont les gènes qui contrôlent la plasticité de l’architecture racinaire chez le riz et le mil (étude d’association, phénotype/génotype, en utilisant des collections de riz Vietnamiens et de mils Africains)?
  3. Dans quelle mesure les mécanismes impliqués dans le développement racinaire sont-ils conservés ou divergents chez le riz, le mil et A. thaliana ?

Composition de l'équipe

  • Dr. Pascal Gantet, Professeur, Université de Montpellier, responsable de l’équipe
  • Dr. Laurent Laplaze, Directeur de Recherche, IRD, co-responsable de l’équipe
  • Dr. Antony CHAMPION, Chargé de Recherches, IRD
  • Dr. Soazig GUYOMARC’H, Maître de Conférences, Université de Montpellier
  • Dr. Mikaël LUCAS, Chargé de Recherches, IRD
  • Isabelle BOURRIE, Technicien de Recherche, Université de Montpellier
  • Daniel MOUKOUANGA, Technicien de Recherche, IRD

Accueils en cours

  • Sixtine PASSOT, Doctorante 2013-2016 (ENS)
  • Adama NDOUR, Doctorant 2014-2017 (ARTS IRD)
  • Nhung Thi Phuong PHUNG, Doctorante 2011-2015 (GRiSP)
  • Khanh Le NGUYEN, Doctorante 2015-2018 (ARTS IRD)
  • Fatoumata GNAKO, Master 2, Université de Montpellier, 2015

 

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