Identification des gènes requis pour les interactions plante-plante chez le blé hexaploïde – Intera-Wheat

L'avènement de la révolution verte a entraîné des avancées significatives dans la productivité agricole grâce à la sélection de variétés de plante à haut rendement en monoculture dense et à l'utilisation intensive d'engrais et de pesticides. Cependant, ce virage vers la monoculture a accéléré le développement de souches virulentes de pathogènes et causé d'importants dommages environnementaux. En réponse à ces défis, les mélanges de variétés ont émergé comme une alternative durable, promettant de maintenir ou d'augmenter les rendements des cultures tout en réduisant la sévérité des maladies des plantes et en minimisant l'utilisation de pesticides. Malgré une compréhension approfondie des mécanismes épidémiologiques qui augmentent la durabilité de la résistance dans les mélanges intraspécifiques, les mécanismes moléculaires d'interaction plante-plante contrôlant la sévérité des maladies, indépendamment de la dynamique des populations de pathogènes, restent largement inexplorés. Des investigations récentes ont révélé que les interactions entre plantes dans les mélanges de variétés de blé sont associées à une diminution de la sévérité de la rouille des feuilles. Ce processus, appelé sensibilité modulée par le voisinage, implique des signaux physiques/chimiques spécifiques au génotype et d'origine racinaire mais restent inconnus. De plus, les mécanismes moléculaires en jeu dans la feuille qui réduisent la sévérité de la rouille des feuilles restent obscurs. Cependant, certaines combinaisons d'allèles entre les génotypes de blé peuvent inverser la sensibilité diminuée par le voisinage, soulignant l’importance de démêler les subtilités génétiques des interactions plante-plante pour optimiser les performances des mélanges de variétés de blé.

Ce projet de recherche vise à identifier et valider fonctionnellement les gènes clés impliqués dans les interactions intraspécifiques chez le blé hexaploïde, avec un accent particulier sur les processus de communication racinaire qui influencent la sensibilité aux maladies. En tirant des parallèles avec les mécanismes de reconnaissance génotypique bien décrits dans d'autres taxons mais restant inconnus dans les racines des plantes, ce projet émet l'hypothèse que les métabolites spécialisés et les peptides biosynthétisés dans les racines jouent des rôles centraux dans la facilitation de ces interactions. En employant une approche multidisciplinaire qui intègre la génétique d'association, la transcriptomique et la métabolomique comparatives, et la génétique inverse, les principaux objectifs de ce projet sont : 1) identifier les signaux racinaires responsables de la modulation de la sensibilité aux maladies en tirant parti de la génétique d'association et des techniques avancées de profilage moléculaire ; et 2) élucider le cadre génétique orchestrant la sensibilité modulée par le voisinage dans le génotype de blé récepteur en reconstruisant son paysage d'expression génique, suivi d'une 3) validation fonctionnelle rigoureuse dans des conditions contrôlées et sur le terrain.

Révéler les bases moléculaires de la sensibilité modulée par le voisinage pourrait ouvrir la voie à de nombreuses applications en agriculture. En particulier, cela pourrait avoir un impact significatif sur le développement de pratiques agroécologiques basées sur la diversité des cultures. Ce projet a également le potentiel de révéler un mécanisme de reconnaissance génotypique racinaire qui est un sujet de débat de longue date dans la communauté scientifique en biologie des plantes.