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Université des sciences et techniques de Montpellier 2 (2012)

Réponses morphologiques et architecturales du système racinaire au déficit hydrique chez des Chenopodium cultivés et sauvages d’Amérique andine

Alvarez Flores, Ricardo Andrés

Titre : Réponses morphologiques et architecturales du système racinaire au déficit hydrique chez des Chenopodium cultivés et sauvages d’Amérique andine.

Morphological and architectural responses of the root system to water deficit in cultivated and wild Chenopodium of Andean America.

Auteur : Alvarez Flores, Ricardo Andrés

Université de soutenance : Université des sciences et techniques de Montpellier 2.

Grade : Doctorat : BIP - Biologie Intégrative des Plantes - UM2 : Montpellier 2 : 2012

Résumé
Le genre Chenopodium comprend environ 150 espèces réparties sur l’ensemble du globe et établies dans une large gamme de milieux. En Amérique du Sud, différentes espèces, cultivées comme C. quinoa Willd. et C. pallidicaule Aellen, ou sauvages comme C. hircinum Schrader, sont distribuées sur des gradients pédoclimatiques allant du niveau de la mer au Chili, jusqu’à plus de 4000 m d’altitude sur l’altiplano boliviano-péruvien, sur des sols plus ou moins profonds et riches en nutriments, et sous des climats allant du tropical humide jusqu’au froid aride. Ces espèces sont phylogénétiquement apparentées, et on admet généralement que C. quinoa a été domestiqué à partir de C. hircinum et qu’une partie de son génome proviendrait de C. pallidicaule. Leur large distribution dans des écosystèmes naturels ou agricoles et leur plus ou moins grande tolérance aux contraintes du milieu, font de ce groupe d’espèces un modèle intéressant pour examiner la diversité des réponses des plantes, notamment face à la faible disponibilité en eau dans le sol. La totalité de l’eau nécessaire à la vie de ces plantes passant par le système racinaire, nous nous sommes intéressés aux variations intra- et interspécifiques de l’architecture et de la croissance des racines et à leurs réponses au déficit hydrique, en faisant l’hypothèse que les plantes provenant d’un milieu aride ou d’un système de culture à faible usage d’intrants, ont développé des traits racinaires qui leurs permettent d’accroître l’acquisition des ressources du sol. Pour tester cette hypothèse nous avons comparé la croissance et le développement racinaire de plantes de deux écotypes de C. quinoa de régions plus ou moins arides, et de populations de C. pallidicaule et de C. hircinum, placées dans des conditions de culture contrôlées non limitantes ou déficitaires en eau, en pots et en rhizotrons. Les principaux résultats de ce travail de thèse montrent que, malgré de grandes différences dans la production de biomasse et la morphologie aérienne, les populations étudiées présentent toutes la même typologie racinaire. Elles diffèrent entre elles par plusieurs traits d’architecture et de morphologie racinaire qui déterminent la capacité d’exploration et d’exploitation des ressources du sol. Certains de ces traits, comme la vitesse d’élongation de la racine principale, présentent une grande plasticité de réponse au déficit hydrique. D’autres traits, comme la longueur spécifique des racines, sont moins plastiques mais présentent des différences interspécifiques importantes. Ces variations de l’architecture des plantes forment des syndromes adaptatifs favorisant la survie des plantes dans les milieux les plus contraignants. Mots clés : Chenopodium quinoa, Chenopodium hircinum, Chenopodium pallidicaule, système racinaire, architecture racinaire, topologie racinaire, ontogénie, rhizotron, élongation racinaire, analyses de croissance, espèces cultivées, espèces sauvages, croissance racinaire, morphologie racinaire.

Mots clés : Quinoa —Chénopodiacées — Racines (botanique) — Plantes — Effets de la sécheresse — Hybridation végétale — Andes (région) — Plantes sauvages — Plantes cultivées — Chenopodium quinoa Willd. — Système racinaire — Architecture racinaire — Déficit hydrique — Espèces cultivées — Espèces sauvages

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Page publiée le 27 octobre 2013, mise à jour le 2 février 2017