Impacts de stress biotique et abiotique sur l’acquisition de la qualité nutritionnelle et physiologique de la graine de colza (Brassica napus L.)

Impacts of biotic and abiotic stress on the acquisition of nutritional and physiological oliseed rape seed quality (Brassica napus L.)

• Auteur / Autrice : Grégoire Bianchetti
• Direction : Nathalie Nesi, Julia Buitink
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique, génomique et bio-informatique
• Date : Soutenance le 16/11/2021
• Etablissement(s) : Rennes, Agrocampus Ouest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes
• Jury : Président / Présidente : Maria Manzanares-Dauleux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sophie Brunel, Christopher Sauvage
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Loïc Rajjou, Jean Colcombet

Mots clés

Mots clés libres

Qualité de la graine

Brassica napus

Rendement

Transcriptomique

Métabolique

Seed quality

Brassica napus

Seed yield

Transcriptomic

Metabolic

Résumé

L’acquisition de la qualité de la graine est un processus contrôlé par l’expression de nombreux acteurs moléculaires et métaboliques interconnectés et modulés par l’environnement. Les modélisations climatiques actuelles prévoient l’augmentation des contraintes environnementales multiples et combinées sur les cultures, dont les effets complexes s’avèrent généralement peu prédictibles. Une meilleure compréhension de ces impacts sur le développement des graines représente un levier pertinent pour l’augmentation de la résilience environnementale des productions agricoles. Le travail de thèse s’est inscrit dans cette thématique scientifique et a cherché à répondre à la question suivante : quels sont les impacts d’une combinaison de stress biotique et abiotique sur l’élaboration du rendement et l’acquisition de la qualité de la graine de colza ?Pour y répondre, deux génotypes de colza ont été cultivés au sein d’un large dispositif expérimental et exposés à une combinaison de stress majeurs pour cette culture que sont le déficit hydrique et la hernie des crucifères, causée par le pathogène Plasmodiophora brassicae. Des impacts du déficit hydrique sur les plantes et la qualité des graines matures ont été identifiés. Par la suite, des données RNAseq, métaboliques et physiologiques ont permis de caractériser le programme transcriptionnel développemental des graines de colza et d’identifier des modulations spécifiques d’un stress ou de leur combinaison sur la transcription des gènes et l’acquisition de la qualité de graine en développement. Les corrélations entre ces modulations et leurs perspectives agronomiques sont discutées.

Seed quality acquisition is an environmental moduled process that is finely controlled by the expression of many interconnected molecular and metabolic actors. Current climate projections predict that crops will be exposed to an increase of multiple and combined environmental constraints, leading to complex and generally non-deductible impacts. A better knowledge of these impacts on seed development, still poorly studied, appears thus as a relevant lever to enhance environmental resilience of agricultural productions. This thesis work is part of this scientific theme and sought to answer the following question: what are the impacts of a combination of biotic and abiotic stress on the yield elaboration and seed quality acquisition of the rapeseed?To answer this question, two rapeseed genotypes were grown in a large experimental device and subjected to a combination of stresses that are major for this crop, the water deficit and clubroot, caused by the pathogen Plasmodiophora brassicae. Signature impacts of water deficit on plants and mature seed quality have been identified using physiological and metabolic data, as well as germination kinetics. Subsequently, RNAseq, metabolic and physiological data, were used for the characterization of the rapeseed transcritional developing seed gene transcrotions and quality acquisition. The correlations between these modulations and their agronomic perspectives are discussed.