Evolution expérimentale d’Arabidopsis thaliana en réponse aux impacts cumulés des changements globaux
La plupart des écosystèmes constitués d’une mosaïque d’environnements hétérogènes (spatialement ou temporellement) devraient subir des variations substantielles des précipitations annuelles accentuant de ce fait cette hétérogénéité. Ainsi, s’attend-on à ce que la fréquence et l’intensité d’événements extrêmes, sous la forme de précipitations ou de sécheresse, augmentent ayant au final un impact fort sur la composition génétique de nos écosystèmes actuels.
Dans ce projet, nous nous intéresserons à l’impact à long terme des changements globaux sur la réponse adaptative des plantes à ces changements. Lors d’une réponse à une contrainte de l’environnement, divers mécanismes physiologiques et évolutifs peuvent être mis en place contribuant in fine à améliorer la valeur sélective de la plante. Si aucun mécanisme n’est mis en place, ceci peut conduire à la mort de l’individu, voire à l’extinction de l’espèce. Une des réponses à court terme des plantes à un changement de leur environnement, est la mise en place de différentes caractéristiques (autre phénotype), à l’échelle de l’individu. Cette plasticité phénotypique correspond à des changements dans l’expression génique (phénomènes épigénétique) de la plante et ce, sans modification de l’ADN. Parallèlement à cette plasticité phénotypique, les bactéries colonisant la rhizosphère, sont un second facteur déterminant la réponse des plantes aux contraintes environnementales abiotiques et biotiques. Sur de longues périodes de temps, les plantes peuvent s’adapter à un nouvel environnement par un changement de génotype (mutation et/ou sélection) et/ou changer d’aire de répartition. Des études paléoécologiques montrent que de tels mouvements ou évolution se sont produits à l’échelle de temps géologique en réponse aux changements climatiques. Cependant, il n’est toujours pas établi si les plantes seraient capables de s’adapter à la vitesse des changements climatiques futurs. Il est donc nécessaire d’améliorer notre compréhension de la façon dont les communautés végétales répondront à des événements de sécheresse plus drastiques et d’identifier les traits de plantes correspondant à une tolérance au stress hydrique.
Via une approche d’évolution expérimentale nous proposons de sélectionner artificiellement des écosystèmes associés à une variation de la réponse des plantes à un stress abiotique (ici la sécheresse). Cette expérience se fera par sélection itérative des associations plantes/communautés microbiennes rhizosphériques, dans lesquelles les plantes présenteront soit une meilleure résistance à la sécheresse, soit une moindre résistance.
En général, s’il existe une variation héréditaire suffisante au sein d’une population, cette sélection favorisera les individus capables de survivre dans un nouvel environnement. Divers mécanismes physiologiques sont impliqués dans la réponse des plantes au stress causé par la limitation en eau. Par exemple, pour limiter leur perte en eau, les plantes réduisent la durée de la phase d’ouverture stomatique. Cela limite la photosynthèse et potentiellement la croissance de la plante. Ainsi, il a été démontré que, en général, les plantes répondront à un stress hydrique en limitant leur hauteur finale et en produisant moins de fruits. La production de fruits sera le trait suivi tout au long du processus de sélection afin de quantifier la valeur sélective des individus sélectionnés. Ce trait ainsi que d’autres co-variables (efficacité d’utilisation en eau (WUE, δ 13C), teneur relative en eau …) seront étudiées. Lors de cette expérimentation sera également mis en place un système de suivi phénotypique non-destructif via imagerie. En parallèle aura lieu une caractérisation de la communauté microbienne via qPCR.

Tâches et compétences :
Le ou la stagiaire mettra en œuvre des compétences dans les domaines de la physiologie végétale, microbiologie et génomique environnementale. Plus particulièrement, il s’impliquera dans l’analyse qualitative et quantitative des communautés de micro-organismes rhizosphériques ainsi qu’une caractérisation fine de la physiologie de la plante. Afin de mener à bien cette étude des interactions entre végétaux et microorganismes, le (ou la) candidat(e) devra avoir de bonnes compétences en biologie moléculaire, écologie fonctionnelle et statistiques.

Informations pratiques :
Le ou la stagiaire intégrera les équipes EcoPhys de l’UMR iEES Paris basées à l’UPEC (Créteil, 94).
Le stage commencera en février 2017 pour une durée de 6 mois, avec une gratification mensuelle nette de 554 €.

Contact :
Ruben PUGA FREITAS (MCF UPEC)
Mail : [email protected]
Tel : 01 45 17 14 67

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