Le palmier à huile (Elaeis guineensis) représente la première source d’huile comestible dans le monde dont la consommation a augmenté dans la dernière décennie parallèlement à l’augmentation de la population mondiale. Pour maintenir une haute performance de production, le palmier à huile nécessite une forte quantité d’intrants. Le coût de l'apport d'engrais requis pour maintenir des niveaux élevés de production peut représenter jusqu’à 70% du coût total de la production de la culture (Dubos et al., 2014). Parmi les différents nutriments indispensables au maintien d’une forte production de régimes, le potassium joue un rôle primordial. Chez le palmier à huile, le K⁺ indispensable à la croissance végétative et à la production de régimes, est donc un facteur nutritionnel majeur du rendement.

L’absorption de nutriments (croissance du stipe, renouvèlement de feuilles et exportation de régimes) varie fortement (17% pour l’absorption de K) en fonction des croisements et des origines génétiques, ce qui suggère l’influence d’un déterminisme génétique (Ollivier et al., 2017).

Assurer un apport satisfaisant de K⁺ au niveau de plante entière et plus particulièrement dans le fruit de palmier est aujourd’hui essentiel si nous voulons réduire l’utilisation des intrants. Pour cela, il est nécessaire d’améliorer notre connaissance de la nutrition potassique du palmier à huile et des mécanismes qui sous-tendent l'accumulation de K⁺ dans le fruit au cours de son développement et de sa maturation. Le projet du stage s’inscrit dans cet axe. Il cible les canaux Potassiques de type Shaker car ils sont responsables des flux massifs de K⁺ à travers la membrane plasmique des cellules végétales (Very et Sentenac, 2003) et sont impliqués au niveau de l’absorption du K⁺ à partir du sol (Sentenac et al., 1992), de sa sécrétion dans la sève xylémienne (Gaymard et al., 1998), de la redistribution de cet ion par la sève phloémienne (Lacombe et al., 2000). 

L’objectif de stage sera d’une part, d’étudier les canaux potassiques de type Shaker chez le palmier à huile et d’autre part la mise en relation des QTLs associés à la teneur en potassium et les gènes de canaux potassiques. Nous avons identifié huit canaux de type Shaker chez le palmier à huile. Une analyse par RT-qPCR de ces gènes mettra en évidence leurs profils d’expression en différents tissus de la plante en fonction de la disponibilité du K+ dans le sol. Les positions des QTL de teneurs en K⁺ et de production seront comparées avec celles des eQTL de gènes Shaker pour identifier les co-localisations mettant en évidence une relation statistique entre le niveau d’expression des gènes Shaker eux-mêmes et la variation phénotypique des caractères teneurs en K⁺ et de production. Les régions chromosomiques (QTL) responsables des teneurs en K⁺ dans ces organes de la plante, et de production (nombre et poids moyen des régimes) serons obtenus au préalable.

Programme du stage

1. Clonage des canaux potassiques
2. Etude d’expression des gènes par RT-qPCR de différents tissus, différents stades de développement et différentes conditions environnementales.
3. Analyse de co-localisation sur le génome entier des QTL et des QTL d’expression (eQTL) des gènes Shaker

• Dubos and Flori., 2014. Oil Palm Bulletin, 64.
• Gaymard et al 1998 Cell; 94: 647-65.
• Lacombe et al., 2000. The Plant Cell, 12 :837-851
• Ollivier et al., 2017. J. of Plant Nutrition, 40(4) 558–573
• Sentenac et al., 1992. Science, 256 :663-665.
• Very and Sentenac, 2003. Ann. Rev. of Plant Biol., 54 :575-603