Thématiques de recherche

L’équipe SMS de l'IRHS vise à identifier les déterminants métaboliques de la performance végétale dans un contexte de transition agroécologique et sous contraintes environnementales. Elle s’appuie sur des approches intégratives et multi-échelles, combinant isotopes stables, échanges gazeux, métabolomique et imagerie, dans un continuum allant de l’écophysiologie à la génomique fonctionnelle. Nos travaux s’inscrivent dans le cadre des relations source–puits, dont la dynamique et la résilience, fortement modulées par l’environnement et par le génotype, émergent de l’intégration des processus photosynthétiques, de l’assimilation des nutriments et du fonctionnement du phloème, incluant son métabolisme énergétique et redox. Un verrou majeur réside dans la compréhension intégrée des régulations métaboliques qui contrôlent l’allocation des ressources entre organes. L’équipe se focalise plus particulièrement sur deux niveaux clés du cycle de vie qui conditionnent le rendement végétal, la phase d'installation des plantules et la feuille source du porte graine.

Déterminisme du métabolisme source

La feuille source du porte-graine constitue le point d’entrée du carbone dans le système et un nœud central de régulation. La photosynthèse y est étroitement couplée à l’assimilation de l’azote et du soufre, notamment via la photorespiration et le métabolisme C1. Cependant, les mécanismes reliant activité photosynthétique, respiration diurne et chargement du phloème à la composition de la sève élaborée restent encore partiellement compris. 
Nous cherchons à lever ce verrou en analysant comment ces processus déterminent l’intensité et la qualité des flux vers les organes puits, et comment ils sont modulés par l’environnement pour contrôler l’allocation du carbone et la qualité des organes reproducteurs.

Déterminisme fonctionnel de la vigueur des semences et plantules

L'installation des plantes repose sur un continuum d'étapes clés allant de la germination des graines à la croissance post-levée des plantules et sur un continuum de processus très sensibles aux variations environnementales. Nous nous intéressons à identifier les mécanismes fonctionnels associés à la plasticité des plantules à l’environnement et aux interactions génotype*environnement et génotype*environnement*conduite lors des étapes clés de l’installation, et plus particulièrement lors de la phase de transition hétérotrophe–autotrophe, phase nécessitant une coordination fine entre mobilisation des réserves et mise en place de la photosynthèse.

Les principaux facteurs physiologiques et déterminants métaboliques de la réussite de la levée et de l’acquisition de l’autonomie physiologique sont étudiés à travers l'exploration de la diversité génétique et de la transcriptomique à la fluxomique, en se concentrant sur le rôle de la nutrition azotée (Ben Hdech et al., 2020, Barrit et al., 2024, Morère-Le Paven et al., 2024), des stress thermiques (Projet de Recherche précompétitif régional SOJASUR_2025-2028; Réthoré et al., 2024) et de molécules innovantes, sur l’impact du microbiote de la semence (Projet ANR-PPR SucSeed_2021-2026), sur le déterminisme de la réponse des plantules à la tolérance au déficit hydrique (Projet H2020 EUCLEG_2017-2021) ainsi que sur le rôle du phloème dans l’intégration et la redistribution des flux et de nutriments lors de la mise en place et de la régulation des relations source–puits au cours de la phase de transition hétérophe-autotrophe.

Outils dédiés à la métabolomique et à l'analyse isotopique

Le laboratoire SMS dispose notamment d'une GC-MS haute résolution (partagée avec Mitovasc, CHU d'Angers), d'une RMN ¹³C (située au laboratoire Moltech Anjou), d'une GC-MS à masse nominale et d'un spectromètre de masse à rapport isotopique (IRMS) couplé à l'analyse élémentaire ou à la chromatographie en phase gazeuse. L'IRMS fait partie du Pôle Isotopique de la Loire (PLI), qui regroupe les installations IRMS de l'IRHS et du CEISAM à Nantes.