Période et durée du stage : 6 mois en 2016

Lieu : INRA UMR IGEPP Domaine de la Motte, F-35653 Le Rheu

Encadrement : Melen Leclerc, Claudine Pasco, Didier Andrivon

Rémunération : 554,40 euros par mois

melen.leclerc(at)rennes.inra.fr

L’architecture et le développement de la plante (individu) et du couvert végétal (population) peuvent avoir un impact significatif sur le développement des épidémies à l’échelle de la parcelle. Une meilleure compréhension du fonctionnement de ces systèmes complexes et des processus directs et indirects en jeu peut permettre de contribuer à la définition d’idéotypes végétaux structurellement et partiellement résistants aux maladies qui pourraient être utilisés comme levier de gestion des maladies (Andrivon et al.,2013 ; Tivoli et al., 2013).

Au cours des dernières années l’équipe Résistance et Adaptation de l’Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes a conduit des expérimentations en plein champ pour étudier l’effet de l’architecture des couverts de pomme de terre sur le développement du mildiou causé par l’agent pathogène Phytophthora infestans. Les données de suivi de la maladie, de développement du couvert et de micro-climat dans des couverts aux architectures contrastées suggèrent notamment un effet feed-back des épidémies sur leurs développements via une modification de l’architecture du couvert, qui induit un changement de microclimat, par la maladie elle-même.

L’objectif de ce stage est de modéliser le développement temporel du mildiou de la pomme de terre en utilisant un formalisme de type Sain-Infecté qui prend en compte l’effet feed-back des épidémies pour analyser les effets des architectures testées expérimentalement sur les paramètres épidémiologiques. Pour cela le stage consistera à i) établir un premier modèle SI décrivant la dynamique temporelle de l’épidémie (Bailey et al., 2009 ; Motisi et al., 2013), ii) estimer les paramètres du modèle à partir des données via maximum de vraisemblance et tester l’effet de l’architecture des couverts sur ces paramètres (Gilligan, 1990, Motisi et al., 2013) et iii) construire un deuxième modèle SI qui prendra en compte la dynamique des tissus hôtes sains, en particulier la croissance puis la défoliation causée par la maladie. Enfin, si le temps le permet l’effet des variables climatiques mesurées lors des expérimentations (i.e. température, durée d’humectation) sera introduit dans les paramètres des modèles épidémiologiques, qui dépendront alors du climat (Magarey et al., 2005).

Lors de son stage, le stagiaire pourra interagir avec des épidémiologistes modélisateurs et des pathologistes spécialistes du pathosystème : pomme de terre – Phytophthora infestans. Il pourra, de plus, bénéficier de codes R et d’algorithmes déjà implémentés qui serviront de base pour le travail. Enfin, suivant l’envie et les compétences du candidat d’autres approches de modélisation (e.g. modèles à espace de temps, inférence bayésienne) pour être envisagées pour analyser les épidémies.

Profil recherché :

Master 2 ou 3ème année Ingénieur. Nous cherchons une personne suivant une formation en mathématiques appliquées ou statistiques ayant un goût pour les systèmes biologiques, ou, en écologie/épidémiologie/pathologie végétale et ayant un intérêt et un goût pour la modélisation mathématique et la programmation.

Références :

Andrivon, D., Giorgetti, C., Baranger, A., Calonnec, A., Cartolaro, P., Faivre, R., … & Sache, I. (2013). Defining and designing plant architectural ideotypes to control epidemics?. European Journal of Plant Pathology, 135(3), 611-617.

Bailey, D. J., Paveley, N., Spink, J., Lucas, P., & Gilligan, C. A. (2009). Epidemiological analysis of take-all decline in winter wheat. Phytopathology, 99(7), 861-868.

Gilligan, C. A. (1990). Comparison of disease progress curves. New Phytologist, 115(2), 223-242.

Magarey, R. D., Sutton, T. B., & Thayer, C. L. (2005). A simple generic infection model for foliar fungal plant pathogens. Phytopathology, 95(1), 92-100.

Motisi, N., Poggi, S., Filipe, J. A. N., Lucas, P., Doré, T., Montfort, F., … & Bailey, D. J. (2013). Epidemiological analysis of the effects of biofumigation for biological control of root rot in sugar beet. Plant pathology, 62(1), 69-78.

Tivoli, B., Calonnec, A., Richard, B., Ney, B., & Andrivon, D. (2013). Current knowledge on plant/canopy architectural traits that reduce the expression and development of epidemics. European Journal of Plant Pathology, 135(3), 471-478.

Tivoli, B., Andrivon, D., Baranger, A., Calonnec, A., & Jeger, M. (2013). Foreword: plant and canopy architecture impact on disease epidemiology and pest development. European Journal of Plant Pathology, 135(3), 453-454.

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