Effets de la symbiose endomycorhizienne sur le transport d'eau racinaire et la résistance au stress hydrique chez le riz

par Branly Effa Effa

Projet de thèse en Ecophysiologie et adaptation des plantes

Sous la direction de Pascal Gantet et de Laurent Laplaze.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...) , en partenariat avec DIADE - Diversité, Adaptation et Développement des plantes (laboratoire) et de Cereal Root Systems (equipe de recherche) depuis le 01-10-2017 .


  • Résumé

    Les modèles climatiques actuelles prédisent une réduction significative des précipitations en Afrique de l'ouest à l'horizon 2100. Dans ce contexte, il est nécessaire d'améliorer la résilience des variétés de riz cultivées dans ces régions à une irrigation alternée et au stress hydrique. L'établissement d'une symbiose arbusculaire endomycorhizienne peut permettre d'améliorer la résistance au stress hydrique de certaines variétés de riz (Ruíz-Sánchez et al, 2011) mais les mécanismes physiologiques impliqués restent très peu compris et le caractère bénéfique de ces interactions est très dépendant des variétés utilisées (Miransari, 2014; Diedhiou et al, 2016). Ce projet de thèse propose de mieux comprendre les mécanismes physiologiques impliqués dans l'amélioration de la résistance au stress hydrique après établissement d'une symbiose endomycorhizienne dans un panel de variétés de riz africaines. D'abord, la capture d'eau racinaire et la croissance des parties aériennes de plantes infectées ou pas par Rhizophagus irregulare seront étudiées en condition de stress hydrique, et des variétés montrant des effets bénéfiques, neutres, ou délétères de la symbiose sur ces paramètres seront sélectionnées. Ensuite, il s'agira de déterminer si, dans les variétés sélectionnées, les modulations de l'entrée d'eau et de la croissance des parties aériennes induites par l'infection mycorhizienne sous stress hydrique sont associées à des changements de la capacité d'acquisition et/ou de transport d'eau racinaire. Pour cela, l'architecture, la quantité d'eau et la conductivité hydrique de racines infectées seront étudiées respectivement en rhizotron, grâce à l'imagerie par résonance magnétique et en chambre à pression dans des conditions de stress hydrique. Enfin, les effets de l'infection sur l'architecture racinaire, l'entrée d'eau et les rendements en condition d'irrigation alternée et de stress hydrique seront testés en lysimètres à l'Institut Sénégalais de Recherches Agricoles à Bambey et validés au champ à la station AfricaRice de Saint-Louis au Sénégal. Ce travail permettra une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans l'amélioration de la résistance au stress hydrique du riz lors d'une symbiose mycorhizienne. Il apportera également des connaissances utiles afin d'élargir le spectre de combinaisons variétés de riz/champignons mycorhiziens bénéfiques pour la résistance au stress hydrique.

  • Titre traduit

    Effects of endomycorrhizal symbiosis on root water uptake and transport under drought stress in rice


  • Résumé

    Weather predictions are suggesting a significant decrease of rainfalls in West Africa towards 2100. Therefore, it is necessary to improve the resilience of rice varieties that are grown in this area to alternate irrigation and water stress. Establishment of arbuscular mycorrhizal (AM) symbioses in rice roots can lead to better growth under drought stress (Ruíz-Sánchez et al, 2011) but the mechanisms involved are not understood and the beneficial effects of such interactions are very rice variety-dependent (Miransari, 2014; Diedhiou et al, 2016). In this PhD project, we propose to uncover the physiological mechanisms involved in improved drought-resistance after AM infection in a panel of African rice varieties. For that, the root water uptake- and shoot growth-response to infection by Rhizophagus irregulare will be investigated under drought stress, and rice varieties showing contrasting responses (beneficial, neutral or detrimental AM interaction for drought-resistance) will be selected. To investigate if, in these varieties, modulations of root water uptake and shoot growth under drought after AM infection is associated with changes in root growth and root water fluxes, the root system architecture (RSA), water content and hydraulic conductivity of infected roots will be studied in drought stress conditions using rhizotron, magnetic resonance imaging and pressure chamber, respectively. The effects of AM infection on RSA, water uptake and grain yield will be further tested on the selected varieties grown under alternate irrigation and drought stress in lysimeters at the Senegalese institute for agricultural research of Bambey in Senegal and further validated in the fields of AfricaRice at Saint-Louis (Senegal). Overall, the work developed in this PhD will lead to better understanding of the mechanisms responsible for improved rice resistance to water deficit after AM symbiosis establishment and will pave the way of studies aiming at expanding the spectrum of rice variety/AM fungi showing improved drought-resistance.