Diversité et utilisation durable des ressources génétiques végétales en milieu tropical - Equipe 2

Les travaux de recherches

Notre équipe mène des recherches pour la conservation et l’utilisation durable de la biodiversité végétale dans les agroécosystèmes de La Réunion et l’océan Indien. Dans ce cadre global, nous cherchons à élucider les processus génétiques évolutifs des plantes cultivées, indigènes ou patrimoniales, en réponse aux contraintes biotiques (plantes hôtes/pathogènes, plantes/pollinisateurs …) et/ou abiotiques (contraintes environnementales). Nos recherches sont conduites à l’échelle individuelle et aux niveaux populationnels (populations naturelles ou descendances de croisements).

 Diversité, écologie et évolustion des végétaux

Nos travaux visent à comprendre par des études de génétique des populations, de phylogéographie, d’écologie de la pollinisation et de la germination, les processus évolutifs en jeu dans les zones d’endémisme de l’archipel des Mascareignes et de la SOOI (incluant les pays côtiers d’Afrique orientale). Nous abordons l’origine et le maintien des lignées végétales en milieu insulaire, en particulier les questions de radiation adaptative, de spéciation et d’écologie des populations. Ces questions seront traitées par des approches biologiques, écologiques et fonctionnelles qui s’intéressent aux traits d’histoire de vie des espèces mais aussi à une échelle de perception plus fine, en examinant la variabilité pluri-caractérielle à l’aide de caractères neutres ou non-neutres, en utilisant des marqueurs génétiques, morphologiques et chimiques. Les flux de gènes intra et inter-populations et l’isolement reproducteur seront analysés. Ces études concernent des plantes envahissantes (e.g. la liane papillon), des plantes cultivées (e.g. les vanilliers) et des espèces indigènes à La Réunion ou dans la SOOI (e.g. les orchidées) ou dans leurs zones d’introduction ou de culture (e.g. les maniocs). L’objectif est de définir des stratégies de conservation in situ, ex situ, de restauration écologique et/ou de lutte biologique selon le modèle végétal étudié (espèce menacée, cultivée, envahissante).

Nous réalisons un inventaire et analysons la diversité et la structuration des ressources génétiques végétales de la région SOOI (e.g. vanilliers et maniocs). Plus particulièrement, pour le complexe d’espèces aphylles du genre Vanilla indigènes du SOOI, nous étudions les facteurs à l’origine de la structuration de la diversité génétique et des processus de spéciation à l’échelle régionale (Madagascar, Comores, Seychelles, Afrique du Sud). Nous analysons les facteurs de diversification à l’échelle des populations et les éventuelles menaces pesant sur elles (d’ordre écologique ou génétique) afin de proposer des mesures de conservation adaptées, en particulier à Madagascar.

Nous menons aussi des études de phénologie et d’écologie de la germination pour comprendre l’installation et les stratégies de régénération des espèces indigènes, endémiques et des espèces exotiques envahissantes dans différents milieux naturels. Ainsi ces résultats pourront contribuer à mieux comprendre la dynamique de régénération de ces milieux rares à l’échelle des Mascareignes (présent uniquement à La Réunion), et leur résilience face aux principales menaces que sont les incendies et les invasions biologiques au cœur du Parc National reconnu patrimoine mondial de l’UNESCO. Les travaux consistent à étudier les cycles phénologiques, et l’évolution de la banque de semences des espèces dans leurs milieux, ainsi que l’écologie de la germination in situ et ex-situ en s’attachant à mieux comprendre l’impact de la chimie des fumées sur les semences.

 

Traits d'intérêt pour l'amélioration variétale 

Nos travaux visent à comprendre, par des études –omiques et de caractérisation phénotypique, les processus génétiques entrant en jeu dans la durabilité des résistances(Solanacées/Ralstonia; Vanille/Fusarium) et dans la qualité (vanille, café).

Résistance aux maladies

Le contrôle durable des maladies repose principalement sur la résistance variétale et sa diversité au sein des complexes d’espèces (espèces cultivées et apparentées sauvages). Face à la diversité génétique des pathogènes, leur capacité adaptative et la dynamique de leurs populations, nous rechercherons des résistances potentiellement durables combinant différents gènes/QTLs contrôlant si possible des mécanismes différents de défense de la plante, de façon à retarder et rendre plus difficile le contournement par l’apparition de variants virulents.

Nous poursuivons notre exploration de la résistance au flétrissement bactérien chez les solanacées avec pour objectif la découverte de facteurs majeurs de résistance utilisables dans des programmes de sélection et qui permettraient de contrôler une part importante de la diversité génétique du pathogène. De plus, nous cherchons à appréhender l’effet des conditions environnementales sur la durabilité des  résistances variétales. L’objectif est de créer des variétés d’aubergine résistantes en proposant des stratégies de pyramidage des facteurs génétiques et de déploiement raisonné des résistances.

Les études sur les bases génétiques et moléculaires des résistances des vanilliers à F. oxysporum se poursuivent par des approches de génomiques fonctionnelles. Les données transcriptomiques couplées aux données génomiques permettront d’étudier finement les gènes potentiellement impliqués dans la résistance à la fusariose. En parallèle, l’effort de sélection variétale et de criblage des nouvelles variétés à la fusariose se poursuit.

Qualité

Les caféiers, natifs d’Afrique et des îles de l’Océan Indien, sont de véritables usines à métabolites secondaires. Outre leurs teneurs en caféine, ils sont exceptionnellement riches en divers composés phénoliques et alcaloïdes aux nombreuses propriétés intéressant l’industrie pharmaceutique et cosmétique. Cette richesse en métabolites secondaires des caféiers de l’Océan Indien reste néanmoins à décrire et à valoriser. Coffea mauritiana est une espèce endémique de La Réunion et de l’île Maurice très présente dans les forêts primaires qui représentent encore environ 30% du territoire de La Réunion. Récemment inscrite à la Pharmacopée Française par l'Agence Nationale de Sécurité du Médicament, cette espèce offre donc d’intéressantes perspectives en termes de valorisation. A cette fin, notre projet vise à décrire les voies de biosynthèse des composés biochimiques d’intérêt à haute valeur ajoutée et à étudier les régulations fines pilotant leurs accumulations.

Conservation et valorisation des ressources végétales

Restauration écologique

Grâce aux travaux réalisés en écologie de la germination, il sera possible d’appréhender l’impact des perturbations anthropiques ou naturelles sur des milieux rares (fourrés altimontains), aboutir à des priorités de gestion (intervention en cas d’incendie) et des protocoles ou procédés de restauration écologiques, ainsi que des itinéraires techniques de conservations des semences et de production de plant des espèces indigènes et endémiques des différents habitats.

Collections : Herbier, CRB Vatel, Collection Café

L’équipe gère l’herbier universitaire de La Réunion dont la base de données (numérisations et métadonnées) sera mise en ligne via E-ReColNat (https://www.recolnat.org/fr/). 

L’équipe gère aussi de nombreuses collections de plantes incluant le Centre de Ressources Biologiques Vatel comprenant une collection de vanilliers, d’aulx tropicaux et de légumes « lontan » (légumes sous-utilisés de La Réunion). Le CRB a à la fois un but de conservation/préservation des variétés traditionnelles en danger de disparition et de développement des programmes de recherche. Pour cela, la collection de caféiers de l’IRD et la collection de lignées parentales de maïs tropicaux issue des travaux de sélection menés à La Réunion depuis plusieurs décennies seront intégrées au CRB dans les années à venir. 

Variétés : assainissement, évaluations et sorties variétales

Le programme de sélection de variétés d’oignons de jours courts adaptées aux conditions agro-écologiques de La Réunion sera mené à son terme. Le maintien des variétés assainies d’aulx tropicaux, de variétés de concombre pays et d’oignon pour les organismes de développement et de vulgarisation sera poursuivi ainsi que participation active au réseau national solanacées (maintien d’accessions d’aubergine et de piment).