PHYTOTECHNOLOGIES POUR L ENVIRONNEMENT : OPTIMISATION DE LA RESSOURCE «EAU»

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Nadine Caron
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PHYTOTECHNOLOGIES POUR L ENVIRONNEMENT : OPTIMISATION DE LA RESSOURCE «EAU» NATHALIE LEONHARDT DIRECTION DE LA RECHERCHE FONDAMENTALE INSTITUT

1 PHYTOTECHNOLOGIES POUR L ENVIRONNEMENT : OPTIMISATION DE LA RESSOURCE «EAU» NATHALIE LEONHARDT DIRECTION DE LA RECHERCHE FONDAMENTALE INSTITUT DE BIOSCIENCES ET BIOTECHNOLOGIES D AIX-MARSEILLE LABORATOIRE DE BIOLOGIE DU DÉVELOPPEMENT DES PLANTES (UMR 7265 CEA-CNRS-UNIVERSITÉ AIX MARSEILLE)

2 La sécheresse Sécheresse dépend des composantes climatiques (entrée), hydrologiques (stock) et agronomiques (réserve en eau du sol et sortie) PAGE 2

3 L eau douce: une ressource naturelle inégalement répartie au niveau mondial PAGE 3

4 L eau: une ressource stratégique pour l humanité Agriculture = 70% de la consommation mondiale d eau. Usage domestique 8% Agriculture 70% Industrie 22% PAGE 4

5 Cultures irriguées et cultures pluviales 85% d agriculture pluviale en moyenne dans le monde = 55% productions agricoles En France, part des surfaces irriguées 6% Part des superficies agricoles irriguées par commune France : 6 % L irrigation en 2000 en % pas d'irrigation Céréales hor Pom Superficies toujo Betterav Prairie Source : Agreste - Recensement agricole 2000 PAGE 5

6 Pourquoi les plantes ont elles besoin d eau? Comment fonctionne une plante? EAU CO 2 + eau + CO 2 O 2 Sucres Sucres + Oxygène EAU Nitrate, Ammonium Potassium Sulfate, etc Besoin énergie PAGE 6

7 La consommation de CO 2 par les végétaux Eau atmosphérique km 3 Evapotranspiration km 3 Contenu en CO 2 atmosphérique Tt Flux Tt Assimilation Tt PAGE 7

8 Le dilemme «Mourir de faim ou mourir de soif» Lumière CO 2 Problème: Flux d eau 800 fois plus important que le flux de C0 2 H 2 O Conséquences: il faut environ 800 litres d eau pour produire 1kg de matière fraiche CO 2 Conclusion: l eau est le facteur limitant essentiel de la croissance végétale PAGE 8

9 L efficacité de d utilisation de l eau (EUE) Culture Consommation (L/Kg MS) Maïs fourrage 238 Maïs grain 454 Pomme de terre 590 Blé 590 Soja 900 Riz Pluvial 1600 Riz inondé 5000 PAGE 9

sécheresse et la température: deux causes essentielles de la perte de rendement

10 L impact des changements du climat sur les rendements du maïs et du blé entre 1980 et 2008 Maïs Problèmes de sécheresse dans régions sans système d'irrigation Blé La sécheresse et la température: deux causes essentielles de la perte de rendement Précipitations, C0 2 et températures Impact sur les rendements Lobell et al. Science 2011 PAGE 10

L amélioration génétiques des plantes pour augmenter les

variétale Identification de marqueurs moléculaires ou

approche QTL Sélection assistée par marqueurs La

11 L amélioration génétiques des plantes pour augmenter les rendements La sélection génétique classique: Croisement variétale Identification de marqueurs moléculaires ou région du génome favorables pour un caractère donné: approche QTL Sélection assistée par marqueurs La transgénèse: intégrer un ou plusieurs gènes d intérêt dans le génome d une plante PAGE 11

12 Les plantes possèdent des mécanismes d adaptation à la sécheresse Mécanismes physiologiques: Perception de la sécheresse Synthèse de facteurs de transcription Mécanismes moléculaires: Modification de l expression de gènes Modification de la synthèse de protéines impliquées dans le stress hydrique Réponses morphologiques, physiologiques et métaboliques PAGE 12

13 Identification et caractérisation de nouveaux gènes impliqués dans la tolérance à la sécheresse chez la plante modèle Arabidopsis T C H 2 O T C H 2 O PAGE 13

14 Approche partenariale avec un industriel français L amélioration génétique des plantes par transgénèse Sélection d un gène de tolérance à la sècheresse Gène Tests en Laboratoire Amélioration de tolérance de stress par transfert de gène Evaluation de la tolérance au champs Effet sur rendements PAGE 14

15 MERCI POUR VOTRE ATTENTION Nathalie LEONHARDT Direction de la recherche fondamentale Institut de Biosciences et Biotechnologies d Aix-Marseille Laboratoire de Biologie du Développement des Plantes UMR 7265 CEA-CNRS-Université Aix Marseille Tel : (+33) Fax : (+33) Mail : nathalie.leonhardt@cea.fr PAGE 15

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