Analyse du déterminisme génétique et environnemental de l’efficacité d’utilisation de l’eau pour améliorer la durabilité des plantations forestières – WUEtree

Le projet WUEtree aborde l’efficience d'utilisation de l'eau (EUE) et les traits fonctionnels associés chez les espèces forestières. En effet le défi de nombreux programmes de plantation d'arbres forestiers est d'améliorer leur capacité à s’adapter et produire dans des zones marginales face aux changements globaux sans augmenter leur consommation en eau. Le projet se situe à l'interface des deux thèmes de l'appel: «fournir un socle de connaissances pour mieux comprendre les mécanismes adaptatifs» et «réaliser des recherches permettant de développer ou favoriser l’adaptabilité du vivant ». WUEtree teste l'hypothèse que EUE présente une variabilité au sein des populations d'arbres et que des gains génétiques peuvent être obtenus par la sélection sans compromettre la production de biomasse.
L’objectif du projet est de comprendre les bases biologiques de EUE et ses déterminismes génétiques et environnementaux. Le but ultime est d'élaborer une méthodologie de sélection.
Pour cela, nous développons un programme de recherche de 36 mois, avec quatre tâches scientifiques (tâches 2 à 5) et une tâche de coordination (tâche 1). La tâche 2 consiste à comprendre la relation fonctionnelle entre EUE mesurée au niveau de la feuille (WI) et de l'arbre (Wp) avec ?13C et d'autres traits écophysiologiques (traits foliaires, transpiration, etc.). Elle cherche à prédire aussi EUE au niveau de la feuille et de l’arbre à partir de ?13C et des traits connexes pour la mesure en routine. La tâche 3 estime les composantes de la variance génétique et environnementale de ?13C et des caractères liés ainsi que les corrélations avec la biomasse en utilisant des modèles de génétique quantitative. La tâche 4 est complémentaire et cherche à comprendre, par des études d'association et de cartographie fine, quelles régions génomiques et quels gènes sont associés à ?13C et aux caractères écophysiologiques. Ces tâches permettent d’évaluer l'interaction génotype*environnement en utilisant des dispositifs de terrain montrant des situations de stress croissant. La tâche 5 utilise les tâches 2, 3 et 4 afin de tester les méthodes de sélection, telle que la sélection génomique, associant les données phénotypiques et génomiques. L'objectif est de fournir de nouveaux modèles statistiques pour classer les génotypes. WUEtree est réalisé avec deux espèces modèles, l'hybride Eucalyptus urophylla*grandis et Pinus pinaster, et s'appuie sur des essais de terrain originaux établis respectivement, en République du Congo et dans le sud ouest de la France. Les résultats attendus sont une meilleure compréhension de la base biologique de l'EUE et des déterminants génétiques et environnementaux. Ces nouvelles connaissances seront utilisées pour la définition et la sélection d’idéotypes présentant une EUE et une productivité optimale pour les zones marginales.
Les partenaires, UMR 1134 AGAP Cirad-Inra-SupAgro «l'amélioration génétique et adaptation des plantes tropicales et méditerranéennes», son sous-traitant CRDPI "Centre de Recherche sur la Durabilité et la Productivité des Plantations Industrielles, République du Congo», UMR1137 EEF INRA-Université de Lorraine "Ecologie et Ecophysiologie Forestières", UMR 111 Eco&Sols SupAgro-CIRAD-INRA-IRD "Ecologie Fonctionnelle & Biogéochimie des Sols & Agroécosystèmes" et l'UMR 1202 BIOGECO INRA-Université de Bordeaux 1 "Biodiversité Gènes et Communautés" présentent des compétences complémentaires. Elles combinent génétique et biostatistique (AGAP/BIOGECO), écophysiologie (EEF/BIOGECO), modélisation (Eco&Sols/EEF), génomique (AGAP/BIOGECO) et gestion des essais sur le terrain (CRDPI/BIOGECO). La position d'AGAP, Eco&Sols et de BIOGECO dans des structures associant recherche et entreprises de plantations («Fiber Eucalyptus of Congo» avec le CRDPI), (GIS "Pin maritime du Futur" consortium financé par INRA, FCBA, CRPF, CPFA et l'ONF), permet au projet d'impacter significativement les programmes d'amélioration de l'Eucalyptus et du pin maritime.