Notre équipe Signalisation pour l'Adaptation des Végétaux à leur Environnement

Comment répondre aux enjeux futurs de l’agriculture au regard des changements climatiques annoncés ?

Centrée sur l’étude de la biologie végétale, notre équipe cherche à comprendre les mécanismes qui régissent le contrôle hydrique des plantes et l’absorption des nutriments pour la mise au point de solutions qui leur permettra de s’adapter aux stress environnementaux. Nos travaux de recherche fondamentale nous permettent également de développer des solutions pour dépolluer l’environnement.

Les plantes sont des organismes autotrophes dont la croissance est basée sur la combinaison du CO2 avec des éléments minéraux captés dans l’environnement. Ces derniers, acteurs majeurs de la nutrition, sont récupérés dans le sol et véhiculés avec l’eau dans les racines. Or dans le futur, l’exploitation des ressources naturelles (comme l’eau ou certains sels minéraux) utilisées pour l’agriculture devra être réduite. Ceci constitue un challenge car, dans le même temps, la production végétale doit augmenter pour répondre à l’accroissement de la population mondiale et aux demandes des filières biotechnologiques (biocarburant et chimie verte). Ces contraintes sont d’autant plus fortes que les changements climatiques observés ne font qu’amplifier ces défis.

Optimiser la croissance des plantes nécessite l’identification et la maîtrise des signaux moléculaires opérant depuis le niveau cellulaire jusqu’à celui de la plante entière pour coordonner l’adéquation entre l’absorption et la demande métabolique. L’objectif de l’Equipe SAVE est de comprendre les mécanismes contrôlant ces flux hydriques et d’absorption des nutriments (principalement le phosphate) ainsi que leur signalisation. Nous recherchons ainsi les facteurs limitants de l’acquisition du Pi (architecture racinaire, pH, exsudation d’acides organiques, transporteurs, transduction du signal).

Les carences minérales ou hydriques réduisent la croissance végétale. Nos travaux sur Arabidopsis révèlent qu’une partie de cette diminution ne résulte pas seulement d’une baisse de l’activité métabolique : c’est un processus adaptatif actif déclenché par les plantes en réponse à un environnement adverse.

Les applications de nos recherches peuvent impacter le domaine des améliorations variétales pour faciliter la résistance à la sécheresse, améliorer la biomasse ou minimiser les impacts des baisses d’intrants. De nombreux métaux étant naturellement associés aux phosphates, nos recherches contribuent aussi au développement de lignées augmentant (phytoextraction) ou réduisant (« safe food ») l’accumulation des polluants métalliques (arsenate, césium, cadmium…).

Notre expertise

La complémentarité des expertises présentes dans l’équipe (génétique, biologie moléculaire et cellulaire, électrophysiologie, physiologie…) est l’une des forces de SAVE. Elle nous permet de développer des projets multidisciplinaires avec de nombreux partenaires privés et académiques en Europe (Angleterre, Espagne, Allemagne, Suisse), en Asie (Chine, Japon) aux Etats-Unis et en Australie. Dans ce cadre nous avons créé en 2017 un laboratoire international Franco-Chinois avec l’équipe du Pr Liu (Université de Tsinghua, Pékin).   

Responsable d'équipe

Laurent Nussaume
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Constitution de l'équipe

6 chercheurs, 5 ingénieurs, 6 doctorants, 3 techniciens et 1 post-doctorat

Mots clés

Stress hydrique; génétique; Arabidopsis thaliana; Métaux lourds; Stomate; Architecture racinaire; Transporteurs; Transduction du signal; Phosphate;  QTL;  Gène étiqueté; Croissance; Méristème; Racine