Thèse : Aperçu biomoléculaire et physiologique pour la sélection et l’amélioration de deux espèces hyper-accumulatrice de nickel

La phytoextraction est une approche respectueuse de l'environnement pour extraire le métal (loïdes) du sol, soit pour l'exploitation minière (Phytomining), soit pour l'agriculture de métal (Agromine) en utilisant un groupe de plantes spécifiques. Les espèces hyper-accumulatrices qui sont utilisées pour la phytoextraction sont encore à l'état sauvage et ne possèdent pas tous les caractères souhaités. De plus, on sait peu de choses sur le mécanisme génétique sous-jacent l'hyperaccumulation de nickel. La sélection végétale est basée sur la compréhension du mécanisme génétique du caractère que l'on souhaite améliorer. En effet, la manipulation des plantes par la pollinisation, le schéma de croisement et la sélection de la descendance ne peut être initiée qu'après avoir une connaissance approfondie du mécanisme moléculaire. La sélection des « plantes à métaux » est l'alternative prometteuse pour une Agromine efficace. Jusqu'à présent, peu d'études se sont focalisées sur son utilisation dans ce domaine. L'objectif global de cette thèse sera de décrypter la physiologie et le mécanisme moléculaire de l'hyper-accumulation chez Bornmuellera emargina et B. tymhaea puis de démarrer leur programme de sélection.

Pour ce faire, dans un premier temps, nous caractériserons phénotypiquement 14 accessions provenant de la Grèce en termes de production de biomasse, d'absorption et d'accumulation de nickel. Dans un second temps, nous utiliserons les génotypes sélectionnés après la réduction de l'hétérozygotie par trois générations d’amélioration rapide pour faire l'étude physiologique, l’impact de la variation du pH, et l’effet de la co-culture avec Imperata cylindrica (hyper-accumulateur de fer).

Et enfin, nous identifierons les gènes qui codent les transporteurs de métaux dans la racine, leur chargement dans le xylème et leur séquestration dans la vacuole par une transcriptomique comparative avec une espèce non accumulatrice Alyssoides utrilicata.