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Ecologie et Biodiversité

Soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés :

Diversité vs uniformité : combiner les approches écologiques et évolutives pour concevoir des systèmes de culture durables

jeudi 12 décembre 2019 à 14 h
Montpellier SupAgro Campus de La Gaillarde - Bât.9 Amphi 206 2 Place Pierre Viala 34060 Montpellier

Une grande partie de la production alimentaire mondiale repose sur des variétés génétiquement homogènes, c’est-à-dire composées d’un seul génotype. Cependant, les patrons observés dans les écosystèmes naturels suggèrent qu’une diversité génétique plus importante pourrait rendre les agrosystèmes plus durables. Une façon simple d’augmenter la diversité dans les agrosystèmes consiste à cultiver plusieurs variétés d’une même espèce en mélange. A ce jour, cette pratique a fourni des résultats contrastés, et la performance des mélanges variétaux reste difficile à prédire. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre la relation entre la diversité génétique et la performance agronomique à la lumière des théories écologiques et évolutives. Nous combinons des approches expérimentales et théoriques, et nous utilisons le riz (Oryza sativa) et le blé dur (Triticum turgidum ssp. durum) comme espèces modèles. Dans une première expérience en conditions contrôlées, nous montrons que les différences de profondeurs racinaires entre des variétés de riz cultivées en mélange ne génèrent pas une productivité supérieure en mélange, comme cela pourrait être attendu sous l’hypothèse de complémentarité d’utilisation des ressources. Dans une deuxième expérience conduite au champ avec des mélanges de blé dur, nous montrons qu’une description multivariée de la niche écologique des génotypes permet de mieux comprendre les effets de la diversité génétique sur plusieurs composantes de la performance agronomique. Ensuite, nous testons les théories écologiques et évolutives au niveau génomique. Sur la base des données acquises dans les mélanges de blé dur, nous identifions un locus auquel une plus grande diversité allélique est associée à des rendements plus faibles et à une incidence plus forte de la septoriose. Le patron génétique identifié est compatible avec un effet « barbe verte », classiquement décrit en biologie évolutive pour caractériser un gène capable de favoriser sa propre transmission en rendant les individus qui le portent plus coopératifs envers les individus partageant ce même gène. Enfin, nous nous intéressons aux effets temporels de la diversité génétique dans le contexte d’une gestion dynamique de la diversité cultivée. Comme formalisé par le concept de la Tragédie des Communs, les phénotypes les plus compétitifs dans un mélange sont en effet amenés à augmenter en fréquence au fil des générations, entraînant une diminution de la performance du groupe. Nous développons donc un modèle théorique afin d’identifier des méthodes de sélection permettant d’empêcher les variétés les plus compétitives d’augmenter en fréquence. Dans l’ensemble, l’approche interdisciplinaire développée dans cette thèse permet de progresser dans la détection, la compréhension, et la sélection des effets issus des interactions plante-plante, ouvrant ainsi des opportunités stimulantes dans le domaine appliqué et dans le domaine théorique.

Mots clefs : biodiversité, agriculture, mélanges variétaux, complémentarité de niche, sélection de parentèle.       

Membres du jury

Mme Hélène FREVILLE 

INRA 

Directeur de thèse

M. Jérôme ENJALBERT 

INRA 

Rapporteur

M. Ruben MILLA 

Universidad Rey Juan Carlos 

Rapporteur

Mme Ophélie RONCE 

CNRS 

Examinateur

M. Vincent ALLARD 

INRA 

Examinateur

M. Cyrille VIOLLE 

CNRS 

Co-directeur de thèse

M. Florian FORT 

Montpellier SupAgro 

Co-encadrant, Invité