Comprendre les interactions génotype x environnement pour améliorer et stabiliser le rendement et la qualité du blé tendre Appel à candidature thèse de doctorat CIFRE

Problématique

Aujourd’hui, les sélectionneurs disposent d’outils et de méthodes puissants pour garantir le progrès génétique. Toutefois, leur efficacité repose sur une compréhension fine des variations de performance des génotypes soumis à des conditions environnementales non maîtrisées et difficilement prévisibles. L’approche classique, fondée sur des essais multi-locaux visant à sélectionner les génotypes les plus performants sur la base de leur rendement moyen annuel, montre ses limites, notamment en raison de la faible prédictibilité des performances observées (Podlich et al., 1999). Il devient essentiel d’identifier, et d’intégrer à la stratégie de sélection, les facteurs responsables des écarts de performance entre les génotypes pour les lieux testés, c’est-à-dire les interactions génotype x environnement (GxE). Cette démarche est cruciale pour développer une offre variétale alliant haut rendement et stabilité, dans un contexte de transition agroécologique et de changement climatique. Les modèles écophysiologiques constituent des outils informatiques performants, capables de décrire avec précision les conditions abiotiques dans lesquelles les génotypes se sont développés (Chapman, 2008 ; Chenu et al., 2017). L’envirotypage, qui consiste à analyser ces conditions en lien avec les interactions GxE, offre une approche innovante pour améliorer l’efficacité de la sélection (Elmerich, 2023 ; Bicard, 2025). Elle permet également de renforcer la connaissance du matériel génétique et des processus physiologiques impliqués dans la construction du rendement et des critères de qualité des cultures. Elle peut également offrir la possibilité de définir des idéotypes cibles à atteindre pour un ou plusieurs scénarios climatiques clés (Rötter et al., 2015) et constitue une base de connaissances scientifiques pour comprendre l’adaptation aux pédoclimats et mettre en évidence les potentiels traits phénologiques, morphologiques et physiologiques clefs de l’adaptation générale chez les espèces cultivées.

La première céréale cultivée au monde a connu un progrès génétique important et constant au cours des 20 dernières années. Cependant, les rendements moyens, autour de 7 t/ha, présentent une variation interannuelle difficile à maîtriser. C’est dans ce contexte que la société Florimond Desprez et UniLaSalle proposent une thèse qui ambitionne de (1) construire une typologie environnementale permettant d’intégrer les interactions génotype x environnement en sélection (2) de développer des idéotypes de stabilité et/ou d’avantage en performance pour le rendement et la qualité du blé tendre et (3) d’identifier les traits phénologiques et/ou physiologiques, aériens et souterrains, impliqués dans la stabilité, en vue de guider la sélection et améliorer les techniques de phénotypage in situ dans un contexte de changement climatique.

Objectifs et approches

La thèse repose sur l’identification, et la prise en compte en sélection, des facteurs agro-climatiques responsables des GxE chez le blé tendre d’hiver cultivé à l’Ouest de l’Europe. Elle contribuera, par des approches complémentaires, à une meilleure compréhension de la stabilité du rendement et des critères de qualité, tout en enrichissant l’état des connaissances de l’écophysiologie de la culture. Les travaux permettront notamment de concevoir des idéotypes peu sensibles aux GxE pour le rendement et les principaux critères de qualité, ou ciblés pour des conditions environnementales spécifiques. Cette mise en évidence d’idéotypes s’effectuera par deux approches : in silico par un ou plusieurs modèles écophysiologique de référence et in vivo par un phénotypage des traits aériens et souterrains dans le cadre d’expérimentation in situ et en conditions contrôlées.

Une des principales hypothèses du projet de thèse est l’existence d’une adaptation générale (à des environnements contrastés) chez le blé tendre qui serait expliquée par des traits phénologiques, morphologiques et physiologiques spécifiques.

La mise en évidence d’idéotypes sera menée par une approche in silico, par simulation de performances en lien les fréquences d’environnement définies par l’envirotypage et à partir de différentes combinaisons des traits implantés dans le modèle écophysiologique, et  in vivo par la mise en lumière de potentiels traits impliqués dans l’adaptation générale et dans le meilleur compromis entre performance et stabilité (peu intégrés dans les modèles comme les traits racinaires) par comparaison entre des groupes de variétés présentant des performances et des stabilités contrastées. 

L’unité de recherche de rattachement

La thèse sera réalisée au sein de l’unité de recherche AGHYLE d’UniLaSalle. L’unité est une unité de recherche propre à UniLaSalle, labellisée hcéres, sous tutelle des ministères MESIR et MASA, elle est membre de l’École Doctorale « Sciences, Technologie, Santé » d’A2U (Artois, UPJV, ULCO).

L’unité s’intéresse aux différentes dynamiques pouvant exister à l’interface roche-eau-sol-plante-atmosphère, et possède une expertise particulière quant à l’étude de la réponse des plantes au pédoclimat, à différentes échelles (du génotype aux communautés cultivées). L’unité regroupe 45 membres (22 enseignants-chercheurs et 3 DR dont 7 HDR, 8 personnels d’appui technique à la recherche, 8 doctorants, 1 post-doc) associant des compétences en biogéochimie, sciences du sol, écologie du sol, hydrologie, hydrogéologie, géophysique, chimie analytique et écophysiologie, écologie fonctionnelle et génétique végétale.

L’entreprise Florimond Desprez

Florimond Desprez est une entreprise familiale indépendante, engagée depuis plus de 190 ans dans l’amélioration des plantes. Acteur historique du secteur semencier, elle se distingue par une expertise reconnue sur plusieurs grandes cultures, notamment la betterave, la pomme de terre et les céréales. Portée par une forte capacité d’innovation, l’entreprise mobilise des approches de sélection de pointe, alliant biologie, écophysiologie, modélisation et phénotypage de précision, pour répondre aux enjeux d’une agriculture durable et résiliente face au changement climatique.

Florimond Desprez s’appuie sur un réseau international d’expérimentation et collabore activement avec de nombreux partenaires scientifiques pour faire progresser la connaissance génétique et variétale. Son ancrage européen, associé à une présence forte à l’export, en fait un acteur incontournable du progrès variétal.

Au cœur de cette dynamique, l’activité blé occupe une place stratégique, avec pour objectif de développer des variétés alliant rendement, qualité technologique, stabilité et adaptation aux conditions agro-climatiques variées.

Encadrement et équipe de travail :

Le/la doctorant(e) sera accompagné(e) par l’équipe suivante :

-             Michel-Pierre FAUCON (Dr, HDR, enseignant-chercheur en écologie végétale et agroécologie), directeur de la thèse (UP AGHYLE, UniLaSalle) ;

-             Bastien LANGE (Dr, enseignant-chercheur en sciences végétales), co-encadrant de la thèse (UP AGHYLE, UniLaSalle) ;

-            Ellen DUGUÉ-GOUDEMAND, directrice de recherche en Génétique et Biométrie (Florimond Desprez) ;

-            Anne TISSOT, responsable du service sélection conservatrice et service agronomique pour le laboratoire céréales (Florimond Desprez).

Profil recherché

Master 2 ou ingénieur agri/agro initié aux recherches en écophysiologie végétale et à l’amélioration des plantes, ayant un goût pour la modélisation et l’analyse de grandes bases de données.

Compétences demandées : rigueur, curiosité scientifique, capacité rédactionnelle, maîtrise des statistiques et du logiciel R, mise en place et suivi d’une expérimentation au champ et/ou en conditions contrôlées, bon à très bon niveau d’anglais écrit et parlé, permis B.