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INRAE - Unité de recherche pluridisciplinaire Prairies et Plantes fourragères

Soutenance de thèse de Thomas Keep

Vendredi 15 janvier 2021 à 10h00, Université de Poitiers

La diversité naturelle d’adaptation aux variations climatiques d’une graminée pérenne des prairies dans son aire de distribution spontanée confrontée aux théories de l’adaptation

Thèse encadrée par Jean-Paul Sampoux et Philippe Barre

La soutenance est publique et aura lieu en visio-conférence.

https://univ-poitiers.webex.com/univ-poitiers/j.php?MTID=m1c7fb787c0a052c92ce2e51882295729

Résumé

Les prairies naturelles, tout en ayant un grand intérêt écologique, permettent une production de fourrage sur des surfaces difficilement cultivables du fait de conditions pédo-climatiques ou topographiques contraignantes. De manière générale, à l’équilibre, la flore est composée d'espèces et de génotypes qui optimisent plus ou moins différemment le compromis entre aptitude à la compétition pour la lumière et tolérance à diverses contraintes environnementales. Certaines espèces sont plus efficaces dans la compétition pour la lumière que d'autres et contribuent davantage à la production de biomasse aérienne de la prairie. Pour de telles espèces, de nouvelles contraintes environnementales induites par des variations climatiques pourraient mener à leur disparition locale si elles n'évoluent pas de façon à rester compétitives tout en acquérant une adaptation aux nouvelles contraintes climatiques. Ce travail a cherché à analyser, à l'échelle de l'Europe, la diversité génétique et phénotypique naturelle du ray-grass anglais, graminée pérenne majeure des prairies du continent européen. Les résultats obtenus ont permis d’évaluer les réponses adaptatives offertes par la diversité de l’espèce, d'évaluer les risques de sa disparition locale sous l’effet du changement climatique vraisemblablement en cours et de proposer des actions pouvant favoriser l’expression de ces réponses adaptatives.

Notre étude reposait sur 385 populations naturelles de ray-grass anglais collectées en Europe et au Proche-Orient au cours des cinq dernières décennies et extraites des collections des centres de ressources génétiques de différents pays. Ces populations échantillonnaient une large part de l'aire de distribution naturelle de l'espèce. Pour chacune d’elles, un génotypage haut-débit a permis d’obtenir les fréquences alléliques de 189781 marqueurs moléculaires SNP. De plus ces populations ont été semées dans un dispositif de trois blocs complets sous forme de micro-parcelles de 1m² dans trois lieux aux climats contrastés. De nombreuses mesures phénotypiques ont été réalisées sur ces micro-parcelles dont la phénologie reproductive, la dynamique de croissance du couvert à différentes saisons, la pérennité au cours des saisons et des années.

Les travaux réalisés ont montré que (i) la réponse adaptative du ray-grass anglais aux contraintes climatiques est fortement dépendante de la phénologie et du potentiel de croissance à chaque saison, (ii) la nécessité d’une réponse phénotypique adaptative rapide pourrait être facilitée par une adaptation oligogénique et (iii) le niveau de diversité adaptative locale du ray-grass anglais dépend en partie de la variabilité temporelle du climat local et offre des opportunités plus ou moins importantes d’adaptation des populations locales au changement climatique.