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Baillot Nadège

2019 Mai - Etude de la variabilité du phénotype de l'épi de blé en lien avec la disponibilité de l'azote

Distribution de la masse individuelle du grain de blé tendre : analyse de la variabilité de la masse en fonction de la position au sein de l'épi

L’accroissement des surfaces de culture ne pouvant être que limité, l’augmentation des rendements est la principale voie pour répondre à la demande croissante de la production de blé. Une partie de cette augmentation peut être due à la sélection de variétés plus performantes qui devront être capables de maintenir un niveau de rendement élevé, dans des situations plus défavorables liées au changement global. Le poids de mille grains est une des principales composantes du rendement. Elle est calculée à l’échelle de la parcelle et représente la valeur moyenne d’un grand nombre de grains. Cependant, il existe une forte variabilité de la masse individuelle des grains selon leur position dans l’épi. Observer uniquement les valeurs moyennes pourrait cacher une source de variabilité génétique qui permettrait de sélectionner des variétés de blé mieux adaptées aux nouvelles contraintes climatiques imposées par le changement global. L’objectif de ce travail est donc d’identifier le déterminisme écophysiologique de la variabilité de la masse individuelle des grains en fonction de leur position au sein de l'épi.

Cette étude est basée sur deux expérimentations : une première, menée au champ avec deux niveaux de fertilisation azotée en 2014, a permis de caractériser la distribution des masses, de définir une méthodologie d’étude de cette distribution, et d’identifier des génotypes contrastés pour apporter un caractère générique aux résultats obtenus. Deux variétés ont ensuite été choisies pour tester, en conditions contrôlées, plusieurs hypothèses pouvant être à l’origine de la variabilité de masse sèche finale des grains.

Les résultats montrent une distribution parabolique de la masse sèche finale des grains le long de l’épi. De plus, les grains proximaux sont plus lourds que les grains distaux au sein d’un épillet. L’ablation d’épillets n’a pas mis en évidence de contraintes physiques inter-épillets pouvant expliquer la variabilité de la matière sèche finale des grains. Le décalage des dates de floraison ainsi que la durée de remplissage des grains n’expliquent pas non plus la variabilité observée. De même, aucune corrélation entre la taille des ovaires à floraison et la masse sèche finale des grains n’est observée. En revanche, les différences de masse sèche finale observées le long de l’épi sont liées à des différences de vitesse de croissance des grains.

Ces travaux ont permis de mettre en évidence des différences de forces de puits au sein de l’épi, et d’identifier des paramètres pouvant jouer sur les différences de masse sèche finale. Nous faisons l’hypothèse que l’allocation des assimilats entre grains est la propriété émergente de forces de puits relatives qui s’exprimeraient de manière différente entre épillets et entre grains d’un même épillet. La suite de ce travail consisterait donc à valider cette hypothèse, et à déterminer l’ensemble des paramètres influant sur la masse sèche finale pour à terme définir, tester et valider des règles d’allocation du carbone vers le grain en fonction de sa position dans l’épi. L’objectif sous-jacent est de créer un modèle mécaniste et dynamique capable de simuler les impacts des facteurs environnementaux et génétiques sur la masse sèche individuelle des grains.

Mots clefs : cinétique de croissance, position et poids individuel des grains, Triticum aestivum