UMR Agap, Équipe Génome et Sélection

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 de Master 2 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, de déterminer l’architecture génétique de la teneur en K+ en deux groupes hétérotiques chez le palmier à huile et d’autre part, identifier les canaux potassiques de type Shaker pour les associer aux QTLs. 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.

Programme du stage

1. Détermination de la valeur des croissements en fonction de la teneur en K⁺ de deux groupes hétérotiques, à travers des méthodes multi-QTLs avec implémentation de différentes méthodes bayésiennes de sélection des effets fixés et matrice d’apparentement. Définition d’une population en ségrégation pour valider et approfondir les QTLs.
2. Caractérisation in silico des canaux potassiques (Shaker) impliqués dans le transport du K+, à travers une stratégie de biologie translationnelle couplée à une large étude de phylogénie.
3. Clonage des canaux potassiques
4. Etude d’expression des gènes par RT-qPCR de différents tissus, différents stades de développement et différentes conditions environnementales.

• 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