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Montpellier SupAgro (2017)

Analyse et modélisation de la variabilité phénotypique du sorgho biomasse pour l’exploration d’idéotypes dans un contexte de diversification des usages

Perrier Lisa

Titre : Analyse et modélisation de la variabilité phénotypique du sorgho biomasse pour l’exploration d’idéotypes dans un contexte de diversification des usages

Analyse and modelling of phenotypic variability in biomass sorghum for ideotypes exploration in a context of diversification of its uses

Auteur : Perrier Lisa

Etablissement de soutenance : Montpellier SupAgro

Grade : Doctorat : Ecophysiologie et adaptation des plantes : Montpellier, SupAgro : 2017

Résumé partiel
Face à l’enjeu de la transition énergétique, l’utilisation de la biomasse végétale ligno-cellulosique pour produire des énergies et matériaux ‘bio-sourcés’, est l’une des alternatives au pétrole ciblées. Le sorgho (Sorghum bicolor) est à ce titre de plus en plus étudié. Sa diversité génétique est une richesse considérable pour concevoir des variétés à forte production de biomasse de tige, de composition biochimique adaptée à divers usages et adaptées à des agroenvironnements limités en eau. Cette thèse s’inscrit dans deux projets d’amélioration variétale du sorgho biomasse, Biomass For the Future (ANR) et BioSorg (Agropolis-Cariplo). Son objectif est de comprendre les traits phénotypiques, de nature morphologique, biochimique, histologique, et leurs interactions, expliquant à l’échelle de l’organe (entrenœud) la production de biomasse de tige du sorgho, sa variabilité génotypique et en réponse à l’environnement climatique notamment hydrique. Pour cela une approche combinant expérimentations et modélisation écophysiologique a été adoptée.Trois saisons d’expérimentation ont été organisées au champ (plateforme DIAPHEN, Mauguio, France), afin de comparer des génotypes sous condition irriguée et déficitaire en eau durant la phase d’allongement des tiges. Deux hybrides de sorgho biomasse ont été étudiés (2013-2014) pour mettre en évidence les traits contribuant à la régulation par la disponibilité en eau de l’accumulation de la biomasse de tige. Une dynamique de développement commune à tous les entrenœuds d’un génotype a été mise en évidence pour les traits histochimiques étudiés ; les entrenœuds d’âge différent sur la tige d’une même plante peuvent donc être utilisés pour le phénotypage de cette dynamique. Ainsi, les traits fixés progressivement durant le développement de l’entrenœud s’avèrent les plus sensibles au déficit hydrique. La quantité de biomasse de tige produite a été réduite par le déficit hydrique et sa composition biochimique modifiée. Ceci s’explique par une réduction du nombre d’entrenœuds allongés, de leur longueur et teneur en ligno-cellulose, mais une augmentation de leur teneur en sucre soluble. Les entrenœuds développés après ré-irrigation ont montré une récupération remarquable à l’inverse des entrenœuds développés durant la période de stress. Ainsi, à la récolte, l’effet du déficit hydrique sur la production de la biomasse de tige était très atténué. Ces mêmes traits ont été étudiés sur 8 génotypes de morphologie et biochimie de tige contrastées (2014-2015). Les résultats ont montré une forte variabilité génotypique de sensibilité au déficit hydrique et de capacité de récupération. Les traits de croissance et histochimie de l’entrenœud ont montré des réponses au statut hydrique partiellement corrélées. La faible corrélation entre traits biochimiques et histologiques suggère que la variabilité de la qualité de tige entre génotypes et environnements s’explique au niveau tissulaire.

Mots Clés : Biomasse ligno-cellulosique ; Croissance ; Plasticité ; Histochimie

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Page publiée le 29 octobre 2018