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Responsable de publication :
Olivier Martin

Responsable éditoriale :
Rozenn Le Guyader

Administrateur de l'infoservice :
Thierry Balliau

Proposition(s) de stage M2/Ingénieur à GQE-Le Moulon : "Optimiser la conception de mélanges variétaux chez le blé tendre par l’identification et la validation expérimentale de règles d’association"

  • Durée : 6 mois à partir de janvier-février 2019.
  • Gratification : 542,50€ net mensuel (à ajuster selon taux en vigueur en 2019).

 

Laboratoire d’accueil

UMR Génétique Quantitative et Évolution – Le Moulon
91190 Gif-sur-Yvette
Équipe : DEAP (Diversité Évolution et Adaptation des Populations)
Encadrement : Emma Forst, Jérôme Enjalbert (équipe DEAP)
Co-encadrement : Arnaud Gauffreteau (UMR Agronomie), Timothée Flutre (équipe DEAP)

Contexte

L’intérêt des mélanges variétaux de blé tendre a été montré pour la régulation du développement de maladies foliaires (Finckh et Mundt 1992; Finckh et al. 2000; de Vallavieille-Pope 2004) ainsi que pour la stabilisation de la production par une atténuation des stress abiotiques (Kiær, Skovgaard, et Østergård 2012). La culture des mélanges variétaux est longtemps restée marginale, mais cette pratique progresse fortement ces dernières années, avec une part croissante des surfaces en blé dans le paysage agricole français (Perronne et al. 2017).

Cependant, la conception de mélanges nécessite d’être accompagnée pour mieux identifier les variétés à associer, afin de favoriser les complémentarités et synergies entre composants. En effet, les recommandations existantes reposent essentiellement sur la complémentarité des résistances aux maladies et l’homogénéité des maturités, or les agriculteurs sont confrontés à un manque de références sur les autres caractéristiques variétales à combiner. Il est ainsi crucial de mieux prendre en compte les traits impliqués dans les interactions entre plantes tels que la hauteur ou la précocité dans la conception de mélanges (Barot et al. 2017; Borg et al. 2018).

Pour concevoir des règles d’association, le projet Wheatamix (https://www6.inra.fr/wheatamix) a mis en œuvre une approche d’idéotypage participatif avec des chambres d’agriculture et des agriculteurs du bassin parisien (Hazard et al. 2016). Cette méthode a également été appliquée au contexte de l’agriculture biologique avec un groupe de sept agriculteurs du GAB Ile-de-France (projet PICRI puis projet CASABio). Nous proposons d’affiner et de valider ces règles d’association par l’analyse de données expérimentales de mélanges entre variétés caractérisées sur un ensemble de traits fonctionnels (précocité, traits caractérisant l’architecture aérienne et l’architecture racinaire, activité racinaire, …).

Objectifs et approches

Finalité : Améliorer les performances des mélanges (productivité, qualité, stabilité dans le temps, résistance aux maladies) par l’optimisation de leur composition pour certains traits clefs (mono-trait), ou sur certaines combinaisons de traits (multi-traits). Pour cela, affiner les règles d’association pour favoriser les complémentarités et synergies entre variétés en mélange. Les développements méthodologiques originaux et les connaissances acquises pourront être appliqués à la conception d’idéotypes de mélanges, et développer un outil d’aide à la conception de mélanges pour les praticiens.

Méthodologie : Analyses statistiques basées d’une part sur un ensemble d’essais sur des mélanges variétaux, et d’autre part sur une base de règles d’associations (connaissances bibliographiques et d’experts).

2 objectifs principaux :

  1. Affiner et tester de nouvelles règles d’association pour réduire la compétition et favoriser les synergies entre les composants de mélanges
  2. Optimiser les mélanges en combinant les règles d’association disponibles.

2 approches :

1- Une approche pilotée par les connaissances expertes

Des traits clefs pour les interactions inter-génotypiques ont déjà été identifiés, et des règles d’association ont été proposées. Il s’agira de finaliser ces règles et tester leur validité sur des performances de mélanges évalués expérimentalement :

- Sur des données en mélanges binaires où les composants sont mesurés séparément, déterminer pour des traits clefs, s’il faut associer des génotypes avec des valeurs proches ou différentes, et définir des classes ou des seuils.

- Proposer et affiner des combinaisons de règles (multi-traits) pour les intégrer dans un modèle plus complet.

- Valider ces règles sur des données issues d’un dispositif multi-site avec deux conduites contrastées, et sur un dispositif comportant des essais à la ferme pour l’évaluation de mélanges conçus avec des agriculteurs biologiques (GAB Ile-de-France)

2- Une approche corrélative

Les données expérimentales disponibles seront également utilisées de manière prospective pour identifier des traits et des combinaisons de traits supplémentaires qui pourraient aussi expliquer les performances et les contre-performances des mélanges :

- Différentes approches reposant sur l’utilisation d’une matrice de traits seront mises en œuvre, depuis la réalisation de régressions linéaires à des méthodes basées sur des variables ou des structures latentes.

-  Les sorties des modèles statistiques permettront d’identifier des traits majeurs et de les hiérarchiser.

- Les valeurs de traits identifiées, et les valeurs prédictives des deux approches seront comparées in fine.

Les règles d’association seront intégrées dans un outil d’évaluation multicritère (OEM) développé dans le cadre du projet Wheatamix. Cet outil, en cours de développement, est actuellement un tableau de bord permettant de composer un mélange et de l’évaluer pour les résistances à différentes maladies d’après sa composition (et les règles) et le contexte de production de l’agriculteur.trice. Le développement consistera à intégrer les règles pour d’autres objectifs de production (notamment en agriculture biologique) et à implémenter une interface graphique avec R Shiny.

Compétences requises

- Formation niveau Master 2 en génétique, agronomie, écologie,  amélioration des plantes, statistiques.

- Compétences et goût pour les analyses de données (modèles mixtes, maîtrise du logiciel R). Connaissances en agronomie ou en écologie des communautés, intérêt pour l’écophysiologie et l’agroécologie.

- Autonomie, rigueur, capacité d’analyse.

Le.la candidat.e pourra également échanger avec les agriculteurs dans le cadre du projet CASABio et participer au suivi des essais à la ferme de la saison 2018-2019.

Candidature

Envoyer un CV et une lettre de motivation à Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. et Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir. en précisant la période de stage.

Date-butoir de candidature : 30/11/18.

Références

Barot, S., V. Allard, A. Cantarel, J. Enjalbert, A. Gauffreteau, I. Goldringer, J.-C. Lata, X. Le Roux, A. Niboyet, et E. Porcher. 2017. « Designing Mixtures of Varieties for Multifunctional Agriculture with the Help of Ecology. A Review ». Agronomy for Sustainable Development 37 (2): 13. https://doi.org/10.1007/s13593-017-0418-x.

Borg, J., L. P. Kiær, C. Lecarpentier, I. Goldringer, A. Gauffreteau, S. Saint-Jean, S. Barot, et J. Enjalbert. 2018. « Unfolding the potential of wheat cultivar mixtures: A meta-analysis perspective and identification of knowledge gaps ». Field Crops Research 221: 298‑313. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2017.09.006.

Finckh, M. R., et C. C. Mundt. 1992. « Stripe Rust, Yield, and Plant Competition in Wheat Cultivar Mixtures ». Phytopathology 82 (9): 905–913.

Finckh, M.R., E.S. Gacek, H. Goyeau, C. Lannou, U. Merz, C.C. Mundt, L. Munk, et al. 2000. « Cereal Variety and Species Mixtures in Practice with Emphasis on Disease Resistance ». Agronomie, ARINRA-AGRO, 20 (7): 813‑37. https://doi.org/10.1051/agro:2000177.

Hazard, L., A. Gauffreteau, J. Borg, M.-H. Moirez-Charron, M. Deo, J. Enjalbert, V. Goutiers, et E. Gressier. 2016. « L’innovation à l’épreuve d’un climat et d’un monde changeant rapidement : intérêt de la co-conception dans le domaine des semences ». Fourrages, no 225: 39‑47.

Kiær, Lars P., Ib M. Skovgaard, et H. Østergård. 2012. « Effects of Inter-Varietal Diversity, Biotic Stresses and Environmental Productivity on Grain Yield of Spring Barley Variety Mixtures ». Euphytica 185 (1): 123‑38. https://doi.org/10.1007/s10681-012-0640-1.

Perronne, R., B. Rolland, C. Mabire, J. Enjalbert, J. Borg, E. Forst, et I. Goldringer. 2017. « Evolution of adoption of variety mixtures and low-input multi-resistant bread wheat varieties since two decades in France: increased use of these agroecological levers ». Poster présenté à la Journée annuelle de l’IDEEV, Gif-sur-Yvette, 18 octobre 2017.

Vallavieille-Pope, C. de. 2004. « Management of Disease Resistance Diversity of Cultivars of a Species in Single Fields: Controlling Epidemics ». Comptes Rendus Biologies 327 (7): 611–620. https://doi.org/10.1016/j.crvi.2003.11.014.

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