Utilisation de la chicorée comme culture intercalaire pour améliorer la durabilité, la productivité et la résilience des systèmes viticoles des hauts-de-france dans un contexte de changement climatique // use of chicory as an intercropping crop to improve

Topic description

Les pratiques agricoles actuelles font l'objet de critiques croissantes en raison de la toxicité des produits phytosanitaires employés en agriculture conventionnelle, mais également de celle des produits à base de cuivre utilisés en agriculture biologique. Parallèlement, le changement climatique compromet la résilience des plantes face aux stress abiotiques. La chicorée (Cichorium intybus), reconnue pour sa robustesse et sa rusticité, constitue un réservoir significatif de microorganismes bénéfiques à la fois au niveau rhizosphérique et endophyte. Ces microorganismes confèrent à la chicorée une tolérance accrue à divers stress environnementaux comme la sécheresse, ainsi qu'une capacité avérée à solubiliser le phosphate et à accumuler des métaux au niveau de ses racines. En tant que culture intercalaire, la chicorée présente un potentiel agronomique prometteur: elle contribue à améliorer la qualité et la structure du sol, à accroître la disponibilité des nutriments, à renforcer la tolérance des plantes voisines à la sécheresse et à réduire la présence de métaux et autres contaminants, rendant ainsi le sol plus sain et plus favorable aux cultures principales, telles que la vigne.
Le projet de thèse s'articule autour de trois objectifs complémentaires. Le premier vise à évaluer les bénéfices physiologiques de la chicorée à travers des expérimentations multi-échelles, en conditions contrôlées et au champ, afin d'analyser la dynamique nutritionnelle et hydrique, ainsi que la tolérance aux métaux, en particulier au cuivre, chez la chicorée et la vigne cultivées séparément ou en co-culture. Les effets de la chicorée en conditions de stress nutritionnel, hydrique et de pollution métallique seront étudiés à l'aide d'approches physiologiques, transcriptomiques (microarrays ou RNA-seq) et analytiques (ICP-OES).
Le deuxième objectif porte sur l'étude des bénéfices du microbiote de la chicorée. La dynamique des microbiotes rhizosphérique et endophyte de la chicorée et de la vigne sera analysée par des approches métagénomiques. Sur cette base, un microbiote synthétique chicorée–vigne (SynCom), constitué de souches bénéfiques, sera développé afin d'améliorer l'utilisation des ressources du sol et la tolérance de la vigne aux stress métalliques et hydriques, puis évalué en conditions contrôlées et au champ.
Enfin, le troisième objectif vise à étudier les interactions plante–plante et plante–microbiote par l'analyse des exsudats racinaires de la chicorée et de la vigne selon les modalités de culture (plantes seules, co-culture, avec ou sans SynCom). Les profils métabolomiques (RMN, LC-MS) seront corrélés aux données microbiologiques afin d'identifier les mécanismes impliqués dans ces interactions.
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Current agricultural practices are increasingly criticized due to the toxicity of plant protection products used in conventional agriculture, as well as copper-based products applied in organic farming. At the same time, climate change is undermining plant resilience to abiotic stresses. Chicory (Cichorium intybus), known for its robustness and hardiness, represents a significant reservoir of beneficial microorganisms, both in the rhizosphere and as endophytes. These microorganisms confer enhanced tolerance to various environmental stresses, such as drought, and exhibit proven capacities for phosphate solubilization and metal accumulation in the roots. When used as an intercropping crop, chicory shows strong agronomic potential: it improves soil quality and structure, increases nutrient availability, enhances drought tolerance in neighboring plants, and reduces the presence of metals and other contaminants, thereby creating healthier and more favorable soils for main crops such as grapevine.
The PhD project is structured around three complementary objectives. The first aims to evaluate the physiological benefits of chicory through multi-scale experiments conducted under controlled conditions and in the field, in order to analyze nutrient and water dynamics, as well as metal tolerance—particularly to copper—in chicory and grapevine grown either separately or in co-culture. The effects of chicory under nutritional stress, water stress, and metal pollution will be investigated using physiological, transcriptomic (microarrays or RNA-seq), and analytical (ICP-OES) approaches.
The second objective focuses on assessing the benefits of the chicory microbiota. The dynamics of rhizospheric and endophytic microbiota associated with chicory and grapevine will be analyzed using metagenomic approaches. Based on these data, a chicory–grapevine synthetic microbiota (SynCom), composed of beneficial strains, will be developed to improve soil resource use and enhance grapevine tolerance to metal and water stresses, and subsequently evaluated under controlled and field conditions.
Finally, the third objective aims to investigate plant–plant and plant–microbiota interactions through the analysis of root exudates from chicory and grapevine under different cultivation modalities (plants grown alone, co-culture, with or without SynCom). Metabolomic profiles (NMR, LC-MS) will be correlated with microbiological data to identify the mechanisms underlying these interactions.
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Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Funding further details

Financement d'un établissement public Français