Plasticité racinaire adaptative chez le mil – PlastiMil

Le mil revêt une importance majeure pour la sécurité alimentaire dans les zones arides et semi-arides d’Afrique de l’Ouest et d’Inde. Il est prédit que les changements climatiques vont augmenter la fréquence d’évènements extrêmes (longues périodes de sécheresse entrecoupées de fortes précipitations en particulier) affectant fortement son rendement. Ainsi, améliorer l’adaptation du mil face à l’incertitude des précipitations est devenu une nécessité. Les racines représentent une cible pour l’adaptation du mil à la sécheresse de par leur rôle dans l’acquisition de l’eau et leur grande capacité à modifier leur développement en réponse à l’environnement. Les traits changeants en réponse à un nouvel environnement sont appelés plastiques. Cette plasticité peut être adaptative si elle améliore l’adaptation de la plante dans le nouvel environnement, par exemple en stabilisant d’autres traits d’importance agronomique. Ainsi, développer des variétés capables de répondre à la sécheresse par le développement d’organes racinaires plus aptes à capturer et à transporter l’eau représente une perspective particulièrement intéressante. Pourtant, les mécanismes associés à la plasticité racinaire restent élusifs chez les plantes en général et chez le mil en particulier.

Le projet PlastiMil vise à identifier les déterminants génétiques et la signification physiologique associés à la plasticité adaptative racinaire en réponse à la sécheresse chez le mil. Il utilisera les données de phénotypage racinaire (architecture et anatomie) issues d’un panel de 150 lignées de mil séquencées obtenues au cours de deux années d’essais au champ en condition irriguée et de sécheresse. Ces données seront exploitées à l’aide de modèles statistiques afin d’identifier des traits racinaires plastiques variables entre lignées de mil en réponse à la sécheresse (contrôlés par l’interaction génotype-environnement) et de quantifier la plasticité de ces traits de façon précise. Les associations entre la plasticité de ces traits racinaires, la stabilité de traits agronomiques et l’origine géo-climatique de chaque lignée seront étudiées et permettront d’inférer le caractère adaptatif ou non de la réponse plastique. Les traits racinaires plastiques variables, héritables et adaptatifs feront l’objet d’une étude de génétique d’association afin d’identifier des régions du génome contrôlant leur plasticité. L’étude de l’expression globale des gènes à des étapes clés d’une réponse plastique particulièrement intéressante permettra de sélectionner des gènes potentiellement impliqués dans cette dernière. Deux gènes identifiés par ces approches seront invalidés et la plasticité du trait racinaire considéré en réponse à la sécheresse sera évaluée chez les plantes mutantes en comparaison avec les plantes sauvages. Les plantes mutantes affectées dans leur réponse plastique serviront pour l’étude de l’impact de la plasticité racinaire sur le statut hydrique du mil en condition de sécheresse en considérant leur capacité de transport d’eau racinaire, de transpiration et d’efficience d’utilisation de l’eau.

PlastiMil est un projet multidisciplinaire qui se déroulera sur une durée de quatre ans. Il vise à mieux comprendre la plasticité racinaire chez une plante d’intérêt agronomique majeur, le mil, au travers d’approches évolutives, génétiques, de génomique fonctionnelle et physiologiques. Il permettra l’identification de marqueurs/gènes pour la création de nouvelles variétés de mil mieux adaptées à l’incertitude des précipitations caractérisant les climats futurs. Ce projet sera coordonné par Alexandre Grondin et sera réalisé en collaboration avec d’autres jeunes chercheurs issus de l’Université de Nottingham et de l’Institut Sénégalais des Recherches Agricoles. Il contribuera à consolider un réseau de collaboration international et à établir AG comme expert dans le domaine de l’amélioration des plantes par l’utilisation de traits racinaires.