La recherche au sein de l’équipe PHYGERM vise à comprendre les mécanismes moléculaires pré- ou post-récolte influençant la capacité germinative et la vigueur des plantules, en se focalisant sur les réponses adaptatives aux contraintes environnementales.
Objectifs Scientifiques
Les graines sont un composant majeur de l’alimentation animale et humaine et le point de départ de la plupart des productions agricoles. Avec l’augmentation de la population mondiale, le marché des semences progresse de façon régulière. Une qualité des semences sub-optimale peut causer des pertes économiques importantes et une pénurie alimentaire, qui seront aggravées par les changements climatiques car les contraintes abiotiques affectent le rendement et la qualité des semences. Notre objectif est de décrypter les mécanismes de la germination et de les exploiter pour améliorer la performance des graines. En particulier, nous cherchons à comprendre comment les graines intègrent et répondent aux variations environnementales avant et après leur récolte.
Par une stratégie multidisciplinaire alliant génétique moléculaire, analyses multi-omiques, apprentissage statistique, biochimie, histologie et physiologie, nous étudions les graines de plusieurs espèces de plantes cultivées telles que des oléagineuses (e.g. cameline, choux), des légumineuses (e.g. lentille, haricot), des céréales (e.g. orge, maïs) et des potagères (e.g. tomate, laitue). Toutefois, la plante modèle Arabidopsis reste un outil de référence pour mener à bien la plupart de nos travaux de recherche fondamentale.
Thèmes de recherche
Nos projets couvrent 3 principaux domaines de recherche :
Nos projets couvrent 3 principaux domaines de recherche :
Contrôle de la germination des graines
Les graines matures des angiospermes sont formées de trois éléments génétiquement distincts dont la structure et les propriétés leur permettent de remplir différentes fonctions :
- l’embryon zygotique, qui donnera la future plante
- l’albumen triploïde, tissu nutritif
- les téguments, tissu maternel diploïde dérivé des enveloppes de l’ovule.
Les graines matures des angiospermes sont formées de trois éléments génétiquement distincts dont la structure et les propriétés leur permettent de remplir différentes fonctions :
- l’embryon zygotique, qui donnera la future plante
- l’albumen triploïde, tissu nutritif
- les téguments, tissu maternel diploïde dérivé des enveloppes de l’ovule.
Les propriétés de ces différents tissus et leurs interactions sont déterminées par des facteurs moléculaires et mécaniques. Nous caractérisons les processus biologiques essentiels, qui interviennent dans la germination, la dormance et la longévité des graines et dans la vigueur des plantules. Nous nous intéressons, en particulier, aux réseaux de signalisation de différentes hormones comme l’acide abscissique, les gibbérellines et l'acide salicylique, à la régulation de l’expression des gènes et la synthèse des protéines, ainsi qu’aux fonctions physiologiques des polysaccharides et des flavonoïdes accumulés dans les téguments.
Effet de l’environnement de la plante mère sur la germination
Les signaux environnementaux perçus par la plante mère influencent fortement les caractères acquis durant le développement de la graine et peuvent avoir des répercussions à long terme, avec des effets visibles des mois voire des années après la dispersion. Nous utilisons des approches multi-omiques pour comprendre quels mécanismes moléculaires sont induits par des facteurs externes, tels que la température et le déficit hydrique, et quels en sont les effets sur le développement de la graine et son devenir après dispersion, durant le stockage, la germination et le développement de la plantule.
Les signaux environnementaux perçus par la plante mère influencent fortement les caractères acquis durant le développement de la graine et peuvent avoir des répercussions à long terme, avec des effets visibles des mois voire des années après la dispersion. Nous utilisons des approches multi-omiques pour comprendre quels mécanismes moléculaires sont induits par des facteurs externes, tels que la température et le déficit hydrique, et quels en sont les effets sur le développement de la graine et son devenir après dispersion, durant le stockage, la germination et le développement de la plantule.
Biologie translationnelle de la graine
Nous exploitons les résultats de nos recherches par la mise au point de méthodologies innovantes pour améliorer les performances des graines et leur potentiel germinatif. Par exemple, nous développons des technologies de traitements des semences (e.g. priming) et des tests de contrôle qualité (marqueurs, biosenseurs).
Nous exploitons les résultats de nos recherches par la mise au point de méthodologies innovantes pour améliorer les performances des graines et leur potentiel germinatif. Par exemple, nous développons des technologies de traitements des semences (e.g. priming) et des tests de contrôle qualité (marqueurs, biosenseurs).
PHOTOS
Responsable :
Helen North