Thèse Caractérisation Fonctionnelle d'Un Régulateur Central des Ajustements aux Stress Biotiques et Abiotiques Vers la Dissection des Compromis Physiologiques et Moléculaires de l'Adaptation du Bl H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Clermont Auvergne École doctorale : Sciences de la Vie, Santé, Agronomie, Environnement Laboratoire de recherche : GDEC - Génétique, Diversité et Ecophysiologie des Céréales Direction de la thèse : Ludovic BONHOMME ORCID 0000000194100827 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-15T23:59:59 Les plantes doivent constamment arbitrer entre croissance, défense et acclimatation pour faire face à des contraintes environnementales multiples et concomitantes. Ces arbitrages reposent sur des master régulateurs capables d'intégrer différents signaux, parfois antagonistes, et de coordonner des réseaux complexes de régulation moléculaire. Chez le blé tendre, des travaux récents menés par l'équipe IPM en partenariat avec Limagrain ont identifié un facteur de transcription de type WRKY jouant un rôle clé dans la régulation de l'immunité et potentiellement impliqué dans la réponse aux stress abiotiques (Rocher et al., 2024). L'obtention de mutants knock-out générés par CRISPR-Cas9 offrent une opportunité unique d'étudier le rôle de ce régulateur dans la priorisation des réponses en conditions de stress combinés. Le projet de thèse visera à caractériser, par phénotypage physiologique et approches omiques intégratives, les réseaux de régulation activés et les compromis croissance-défense mis en place par la plante. L'objectif est d'identifier les mécanismes décisionnels contrôlant ces arbitrages afin de contribuer au développement de variétés de blé plus résilientes face aux changements climatiques.

Rocher et al., Integrative systems biology of wheat susceptibility to Fusarium graminearum uncovers a conserved gene regulatory network and identifies master regulators targeted by fungal core effectors. 2024. BMC Biology 22:53. https://doi.org/10.1186/s12915-024-01852-x
Confrontées à des contraintes environnementales multiples, dynamiques et souvent concomitantes, les plantes ont développé des mécanismes sophistiqués d'intégration et de hiérarchisation de leurs réponses adaptatives. Ces mécanismes leur permettent d'arbitrer en permanence entre croissance, défense et acclimatation, optimisant ainsi leur capacité de résilience face aux fluctuations environnementales. Ces arbitrages reposent sur l'action coordonnée d'un ensemble diversifié d'acteurs moléculaires, dont l'expression et la dynamique sont pilotées par des master régulateurs capables d'orchestrer des programmes transcriptionnels et post-transcriptionnels complexes, et d'intégrer des signaux parfois antagonistes. L'identification et la caractérisation fonctionnelle de ces master régulateurs constituent un levier stratégique pour renforcer la durabilité et la résilience des systèmes de culture et représentent une étape décisive vers la compréhension mécanistique des compromis de réponse à l'environnement. Dans un contexte de changement climatique, marqué par l'intensification des stress abiotiques couplée à la recrudescence des pressions pathogènes, il s'agit d'un préalable indispensable au pilotage raisonné de ces équilibres en amélioration variétale.
Chez le blé tendre (Triticum aestivum), pilier de l'économie agricole en Auvergne-Rhône-Alpes, la compréhension de ses mécanismes d'adaptation constitue un enjeu scientifique et stratégique de premier plan. Dans ce contexte, des travaux récents de l'équipe IPM, menés en partenariat avec le groupe Limagrain dans le cadre d'une chaire industrielle, ont permis de décrypter des réseaux de régulation de l'immunité naturelle et d'identifier plusieurs master régulateurs, posant les bases d'une approche intégrée du pilotage de ces réponses adaptatives (Rocher et al., 2024). Complétés par des approches d'extinction transitoire de leur expression, les résultats de la Thèse de N. Magliaraschi ont confirmé le rôle d'un de ces candidats (facteur de transcription WRKY) dans l'optimisation des réponses à deux maladies majeures ciblant des tissus distincts du blé (feuille et épi), révélant ainsi l'existence de mécanismes conservés et potentiellement génériques. Une analyse fine de la littérature a par ailleurs permis de révéler que ce master régulateur de l'immunité est également impliqué dans la modulation de voies associées aux stress abiotiques, suggérant qu'il occupe une position nodale à l'interface des grands réseaux d'intégration des signaux environnementaux. Cette double implication en fait un candidat de premier ordre pour décrypter les mécanismes de priorisation opérés par la plante en conditions de stress combinés. Afin de tester directement cette hypothèse fonctionnelle, des mutants KO ciblés ont été générés par édition génomique (CRISPR-Cas9). Ces lignées constituent une ressource génétique originale et à forte valeur stratégique, offrant l'opportunité unique de disséquer les fonctions pléiotropes de ce gène et d'identifier son rôle précis dans la hiérarchisation des réponses adaptatives sous contraintes multiples.
Le projet doctoral visera à exploiter ces lignées afin de décrypter, à l'échelle moléculaire, cellulaire et physiologique, les compromis opérés par la plante sous contraintes multiples réalistes (combinaisons de stress biotiques et abiotiques). Il permettra (i) de caractériser les ajustements (éco-)physiologique mis en oeuvre pour préserver les processus ontogéniques et reproducteurs par un phénotypage intégré et (ii) reconstruire les réseaux de régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle associés à ces ajustements et identifier les noeuds décisionnels que le gène candidat activent pour arbitrer les compromis de réponse. Cette analyse sera menée par approche multi-omique intégrative (transcriptomique, small RNA), couplée à des analyses bio-informatiques et aux outils de l'IA pour la modélisation des réseaux.
Cette thèse ambitionne ainsi de faire émerger un cadre conceptuel et opérationnel pour comprendre l'intégration des stress et la priorisation des réponses adaptatives chez le blé, ouvrant des perspectives concrètes pour le développement de variétés plus résilientes face aux scénarios climatiques futurs.

Master 2 en Biologie Végétale
Compétences et motivation pour la physiologie moléculaire et la phytopathologie.
Bonnes compétences en analyse de données.