Offre de stage master II : Caractéristiques germinatives et morphologiques d'halophytes candidates à l’agriculture biosaline en Nouvelle-Calédonie.

Intitulé complet :
"Caractéristiques germinatives et morphologiques des graines de 8 espèces d'halophytes candidates à l’agriculture biosaline en Nouvelle-Calédonie. 
Influence de la salinité, de la température, de la photopériode et des prétraitements sur la germination."

Contexte

Les ressources limitées en eau douce pour l'agriculture et la salinisation accrue des sols dans le monde ont conduit récemment au développement de nouvelles espèces capables de tolérer des concentrations en sel limitantes pour les cultures traditionnelles (Glenn et al., 1999).

La recherche de solutions pour pallier à ces problèmes, exacerbés par les menaces liées au changement climatique (montée des eaux, érosion littorale, intrusion d’eau salée par les cyclones de plus en plus puissants) est un défi majeur pour le Territoire.

L’essor de l'agriculture biosaline est un enjeu technologique et innovant. En effet, ce type d'agriculture permettrait d’économiser l’eau douce, de valoriser des zones marginales salées (tannes et biseau salés) tout en répondant partiellement au problème d’accès au foncier agricole traditionnel et de mettre sur le marché de nouveaux produits.   

Ce stage s’intègre dans le cadre d’un travail de thèse

Ce stage s’intègre dans le cadre d’un travail de thèse intitulé « Variabilité fonctionnelle de plantes halophytes de Nouvelle-Calédonie : perspective d'optimisation des productions agricoles et aquacoles », réalisé en co-direction entre l’Ifremer, unité LEAD NC et l’ISEA de l'UNC. Il s’attache à la caractérisation agronomique d’aliments à haute valeur nutritionnelle et médicinale appelés « aliments fonctionnels ». En Nouvelle-Calédonie, ces plantes à haute valeur nutritionnelle (Parida et al., 2002 ; Simopoulos, 2004 ; Ventura et al., 2011 ; Petropoulos et al., 2016) peuvent offrir un moyen de diversifier de façon durable l’offre locale de productions végétales. Elles sont également candidates à la valorisation en aliments à haute valeur fonctionnelle pour les besoins de l’aquaculture locale (De La Lanza et al., 1986 ; Martinez-Palacios et al., 2003 ; Masters et al., 2010).

Néammoins parmi la dizaine de plantes halophytes candidates à l’agriculture biosaline en Nouvelle-Calédonie (Poupart et al., 2013), l’effet de l’environnement sur la physiologie de ces plantes, et donc in fine sur leur valeur fonctionnelle en condition saline, reste à démontrer dans le contexte pédo-climatique de la Nouvelle-Calédonie. La détermination des facteurs influençant la germination et le développement des jeunes plantules fait ainsi partie intégrante de cette problématique.

Objectifs du stage

En condition de laboratoire

Ce travail de stage s’attache à caractériser en conditions de laboratoire, les facteurs modulant la germination chez huit espèces halophytes sélectionnées sur le territoire :

  • Atriplex jubata,
  • Enchylaena tomentosa (Kochia t.),
  • Portulaca oleracea,
  • Salsola kali,
  • Sesuvium portulacastrum,
  • Suaeda australis,
  • Sarcocornia quinqueflora,
  • Tetragonia tetragonioides (Poupart et al., 2013).

Le matériel nécessaire aux expérimentations en laboratoire (chambres de germinations, radiographe, matériel de microscopie…) ainsi que les protocoles traditionnellement utilisés par le groupe EcoRCE pour caractériser les semences natives de Nouvelle-Calédonie seront mis à la disposition de l’étudiant pour sa recherche. Ces derniers sont le fruit de collaborations actives avec différents chercheurs du domaine tant dans la région qu’à un niveau international. Les effets du stress salin en interaction avec plusieurs paramètres exogènes seront évalués. L’intensité mais également la durée de l’exposition au sel et à d’autres paramètres exogènes seront modulées afin de définir dans quelles mesures celles-ci influencent les réponses germinatives des espèces cibles.

Le sel est souvent favorable, voire nécessaire, au développement et à la croissance des espèces halophytes (Duan et al. 2007). Bien qu’elles varient dans leur capacité à tolérer la salinité, les halophytes ont généralement la capacité de germer à une salinité plus élevée que les glycophytes, (Huang et al. 2003 ; Gul et al., 2013 ; Kranner et Seal, 2013). Si une exposition prolongée à des solutions salines peut inhiber la germination chez certaines espèces, elle peut à l’inverse la stimuler chez d’autres (Keiffer et Ungar, 1997). Beaucoup d’halophytes ont néanmoins une germination optimale en conditions non salines (Gulzar et Khan, 2001 ; Khan et al., 2002 ; Belkhodja, 2004 ; Duan, 2007) voire faiblement salines (Duan et al. 2007). Dans leur environnement naturel, certaines semences halophytes restent viables en condition salines et ne germent que lorsque les conditions s’avèrent favorables (Keiffer et Ungar, 1997 ; Gu et al. 2013), par exemple suite à des précipitations importantes qui désalinisent le substrat (Khan and Ungar, 1997 ; Khan et al. 2002).

Cette étude s’attache à rechercher tout d’abord le triptyque salinité, lumière, thermopériode conduisant au meilleur taux de germination chez les espèces sélectionnées.

En effet, la lumière, l’humidité et la température sont rapportées comme les facteurs d’influence majeure de la tolérance à la salinité chez les halophytes lors de la germination (El-Keblawy et Al-Shamsi, 2008). A titre d’exemple, il a souvent été rapporté que l’effet néfaste des hautes salinités sur la germination est atténué autours des températures optimales de germination d’une espèce mais amplifié dès lors que l’on s’éloigne trop de ces optima (El-Keblawy et Al-Shamsi, 2008, ; Khan and Ungar, 1997). Ces réponses sont attribuées à des changement physiologiques réversibles (par exemple un stress osmotique) ou irréversibles (par exemple une toxicité au Na+ et Cl-), en réponse à la salinité selon la température appliquée (El-Keblawy et Al-Shamsi, 2008 ; Khan et al., 2002). La capacité des graines à rester viables en conditions hyper-salines a également été montrée comme dépendante de la température d’incubation (Khan and Ungar, 1997). La lumière est également connue comme l'un des signaux environnementaux les plus importants pour la germination des graines, tel que certaines espèces se trouvent favorisées par la lumière, d’autres par l’obscurité et d’autres encore y sont indifférentes (Baskin et Baskin, 1995 ; Huang et al. 2003).

Enfin ce travail s’attardera à démontrer les effets de différents pré-traitements sur les performances germinatives des espèces cibles : scarification, présence et/ou ablation du périanthe, stérilisation (H2SO4), engrais, hormones et pré-conditionnement salin. Certaines hormones végétales telles que l’acide gibbérellique sont connues pour influencer la germination en conditions salines (Atia et al. 2009). Cette hormone fera ainsi l’objet d’une attention particulière lors de ce stage. Enfin, un focus sera porté au préconditionnement salin avant semis, connu pour favoriser, dans certains cas, l'uniformité et la vitesse de germination des halophytes (Keiffer et Ungar 1997 ; Huang et al. 2003).

Profil recherché

Master 2 - Biologie/physiologie ou Science de l’environnement.

Connaissances approfondies en écophysiologie végétale et des semences, en analyses en laboratoire et en analyses statistiques des données nécessaires.

Conditions de stage

Lieu : délégation Ifremer de Nouvelle-Calédonie, en partenariat avec l’IAC et l’UNC.

Encadrement :

Période : Janvier à Juin 2019

Durée : 6 mois

Indemnité : 600€/mois

Attention : en raison du coût de la vie particulièrement élevé à Nouméa, l’indemnité proposée ne saurait couvrir à elle seule la totalité des frais engendrés par le stage (hébergement, nourriture, déplacements etc.). Un complément de revenus (bourse de Master etc.) est fortement conseillé.

Contacts
  • Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (Ifremer), Délégation de Nouvelle-Calédonie.
    Unité Lagons, Ecosystèmes et Aquaculture Durable en Nouvelle-Calédonie (LEAD NC).
    Campus IRD - 101 Promenade Roger Laroque. BP 32078. 98 897 Nouméa cedex.
  • Institut Agronomique néo-Calédonien (IAC). Site Port Laguerre et/ou Campus IRD, BP 73, 98890 Paita.
  • Institut des Sciences Exactes et Appliquées (ISEA). Université de la Nouvelle Calédonie (UNC). Campus de Nouville. BP R4. 98851 Nouméa cedex.

 

Envoyer C.V. et lettre de motivation à Luc.Della.Patrona@ifremer.fr ou secretariat-nc@ifremer.fr