Interactions Racines-Sol

Hétérogénéité du sol et architecture du système racinaire du peuplier

La réussite des plantations et des systèmes agroforestiers dépend du bon développement du système racinaire. Le compactage local et les fragments de roche du sol peuvent agir comme des contraintes mécaniques qui entravent la croissance des racines et façonnent l'architecture du système racinaire (RSA). L’objectif est d’étudier comment les contraintes mécaniques du sol influencent la plasticité du système racinaire adventif des hybrides de peuplier, et plus précisément, si une contrainte mécanique localisée affecte l'architecture de l'ensemble du système racinaire via des contrôles systémiques.

Nous utilisons ROSI avec un dispositif in vitro permettant la caractérisation de la dynamique du développement du RSA d'explants de peuplier par imagerie séquentielle. Nous explorons aussi le RSA issu de boutures bois dans des ‘rhizobox’ ou une partie du sol est enrichie en gravier. Nous avons montré que le gravier fin provoque un stress mécanique important, limitant le développement du système racinaire, tandis que le gravier moyen a un effet moins prononcé. Lorsque la contrainte a été appliquée localement, l'ensemble du RSA a été remodelé, en particulier les caractéristiques de ramification, suggérant un contrôle systémique de la plasticité du RSA.

Resp. MB Bogeat-Triboulot (marie-beatrice.bogeat@inrae.fr)

Mécanobiologie de l'interaction racine-sol

À une échelle fine, le sol est physiquement hétérogène et la racine en croissance doit faire face à des obstacles de taille et de rigidité variable. La contrainte mécanique de l’obstacle sur la racine induit des régulations « mécanobiologiques » qui lui permettent de continuer de pousser, en déplaçant l’obstacle, en le traversant ou en le contournant. L'objectif est de quantifier la dynamique temporelle de la réponse de croissance et des régulations biophysiques associées (ajustement osmotique, extensibilité des parois) et de déterminer les voies moléculaires sous-jacentes à la réponse de croissance.

Nous tirons parti de l’insensibilité de la racine adventive de peuplier à la gravité pour éviter l'interférence du gravitropisme avec la réponse développementale à un stimulus mécanique. En utilisant un montage expérimental conçu pour bloquer la racine par une force frontale tout en mesurant simultanément la croissance et l’intensité de la force, nous étudions les variations de croissance en réponse à différentes forces et durées de blocage, et après la relaxation de la contrainte mécanique. L’imagerie infra-rouge associée à l’analyse cinématique de la croissance permettent de déterminer l’impact de la contrainte sur l’expansion cellulaire et indirectement sur l’activité méristématique.

Resp. MB Bogeat-Triboulot (marie-beatrice.bogeat@inrae.fr)