• Recherches
• Publications
• Personnel
• Enseignements
• Emploi et stage
• Presse grand public
• Liens

L'UMR Plante-Microbe-Environnement (PME) développe des recherches dont l'objectif est de générer les connaissances nécessaires à la mise en place de nouveaux outils de management en production végétale tels que l'exploitation des interactions plantes/microorganismes bénéfiques du sol et la stimulation des mécanismes de défense des plantes.

Ces outils, basés sur des processus naturels, doivent permettre d'augmenter la production au niveau mondial, tout en réduisant des intrants et en assurant la qualité, pour lutter contre la pénurie et la pauvreté alimentaire, et cela dans une situation de compétition entre utilisation des terres à des fins soit alimentaires soit énergétiques. Les projets de l'UMR PME sont basés sur l'utilisation de systèmes modèles (Medicago, Tabac, Arabidopsis) tout en étant tournées vers des plantes d'intérêt agronomique (vigne, pomme de terre, oignons,...) au niveau de leur agro-ecosystème (du gène au champ).

Dans ce contexte, les recherches cognitives de l'UMR PME visent à décortiquer les mécanismes qui aiguillent les interactions entre végétaux et microorganismes soit vers la pathogénie, soit vers la symbiose ; et ce dans le but d'élaborer des concepts nécessaires à la compréhension du dysfonctionnement des équilibres plantes/microorganismes qui se développe dans les systèmes actuels de production en faveurs de ceux qui sont pathogènes.

Pendant longtemps les agronomes ont cru pouvoir contrôler ce dysfonctionnement avec les intrants chimiques faisant fit à la fois des systèmes naturels de défense des végétaux et de l'exploitation des microorganismes bénéfiques à la croissance et à la santé des plantes.

Or, le renchérissement des coûts de l'énergie fossile et son impact notamment sur le labour du sol et la production d'engrais (azotés et phosphatés), et la pression de la société pour la prise en compte par le marché des coûts environnementaux, conduisent à dépasser le concept de systèmes productifs basés sur la sélection variétale et le forçage par une utilisation massive d'eau, d'engrais et de pesticides, au profit du concept d'écosystème productif internalisant les coûts de la dégradation du capital naturel.

L'UMR PME est née de la volonté de regrouper l'ensemble des recherches sur les relations plantes/microorganismes du campus dijonnais (voir ci-dessous) : ses activités actuelles se déclinent en trois axes:

(i) programmes cellulaires des interactions durables entre plantes et champignons mycorhizogènes (Gloméromycètes) et exploitations biotechnologiques des mycorhizes en production végétale (responsable Daniel Wipf, Pr uB),

(ii) signalisation cellulaire et moléculaire dans les réactions de défense et biotechnologie des éliciteurs de défense (responsable David Wendehenne, Pr uB)

(iii) microdomaines membranaires dans les interactions plantes-champignons (responsable Françoise Simon-Plas, DR INRA)

(pour plus de renseignements voir http://www2.dijon.inra.fr/pme/)

Les attendus de ces travaux sont de première importance pour l'avancement des recherches au sein de l'agro-écologie de la parcelle cultivées, une des deux opérations structurantes du centre voulues par la Direction de INRA. Les travaux de l'UMR PME doivent contribuer à (i) une meilleure compréhension des stratégies mises en œuvre par les plantes pour répondre aux stress biotiques (attaque par des agents pathogènes) et abiotiques (carence en éléments nutritifs, pollution métallique des sols) qu'elles rencontrent tout au long de leur vie, (ii) la mise au point de procédés biotechnologiques permettant de produire plus et mieux (réduire la pollution chimique de l'environnement et améliorer la qualité organoleptiques des aliments) avec moins (moins de terres, moins d'engrais et de pesticides, moins d'eau,…), via la potentialisation des défenses naturelles des plantes et le management des champignons et bactéries bénéfiques qui leurs sont associées, et (iii) la définition du fonctionnement des interfaces biotiques, l'identification des gènes et leurs produits impliqués dans ces phénomènes et pouvant servir aussi bien à la création de variétés plus robustes et mieux adaptées à des systèmes de production à faibles intrants chimiques, que des variétés plus diverses et assurant mieux la biodiversité des plantes à vocation alimentaire. En résumé, les recherches menées au sein de l'UMR PME visent, dans le contexte d'une agriculture moderne, à produire des plantes d'une meilleure qualité tout en diminuant les intrants chimiques.

Le projet de l'UMR PME s'inscrit dans celui de la Fédération de Recherche 'Institut Buffon' qui est un des trois axes du Pôle de Compétence GIS AGRALE (1). Au sein de cet Institut, notre UMR constitue avec celle de Microbiologie du Sol et de l'Environnement, le Centre de Microbiologie du Sol et de l'Environnement (CMSE), pour lequel un bâtiment spécifique vient d'être construit par l'INRA avec un fort soutien du Conseil Régional de Bourgogne. Ce bâtiment héberge aussi le Centre de Microscopie du Campus dijonnais et la Banque Internationale des Gloméromycètes gérés par notre UMR (voir ci-dessous). Au carrefour d'un département INRA (SPE), de deux sections du CNRS (28, 29) et de l'uB, l'UMR PME occupe sur le Campus dijonnais une place privilégiée en regroupant les études des interactions entre microorganismes et plantes basées sur une interdisciplinarité qui met en œuvre la biochimie, la biologie cellulaire et moléculaire, l'écophysiologie et l'ingénierie écologique. Cela fait de l'UMR PME une structure forte pour la formation d'étudiants et de jeunes chercheurs (une trentaine de jeunes universitaires et techniciens supérieurs sont formés chaque année, la plupart des doctorants ayant obtenu un poste dans le secteur recherche). Dirigée par Vivienne Gianinazzi-Pearson, l'Unité est très engagée au niveau de l'enseignement universitaire et Alain Pugin, Directeur Adjoint, est aussi directeur de la nouvelle Ecole Doctorale (Environnement-Santé/STIC), de même Daniel Wipf est porteur de la création d'un Master en Biologie Végétale devant s'insérer dans un réseau Erasmus mundus. Bien en phase avec les problématiques actuelles de la recherche nationale, à présent l'UMR PME coordonne 1 et participe à 3 projets ANR, ainsi que 2 projets soutenus par les Pôles de Compétitivité (VITAGORA, VEGEPOLYS).

Toujours très soucieuse de trouver des applications à ses recherches cognitives, l'UMR PME développe en collaboration avec des industriels des recherches visant à promouvoir au champ l'utilisation de molécules naturelles (éliciteurs) pour stimuler les défenses naturelles des plantes; cette stratégie est expérimentée au vignoble, la culture de la vigne étant la plus grande consommatrice de pesticides en France. Notre UMR est aussi très impliquée dans la promotion de l'application d'inocula de champignons mycorhizogènes en production végétale (2 licences ont été concédées à des industriels) et de l'utilisation des champignons pour évaluer la qualité du sol (norme AFNOR).

Très engagée dans le développement de l'activité du CRITT Agro-Environnement qui vient d'être crée sur le Campus dijonnais, le questionnement de l'UMR PME est partagée par VITAGORA, Pôle de compétitivité dijonnais, qui a inclut dans ses plates-formes de RTD celle consacrée à l'agronomie en vue d'améliorer la qualité de la production agricole pour une alimentation plus saine. Dans ce contexte, les thématiques développées par l'UMR PME entrent dans les priorités de VITAGORA pour la production végétale (réductions d'intrants chimiques, mécanismes naturels de défense, enrichissement en molécules 'santé').

L'UMR contribue au rayonnement international du Campus dijonnais en publiant dans les meilleures revues internationales de son domaine d'expertise, en assumant la responsabilité d'éditeur en chef et d'éditeur adjoint de revues internationales de prestige, en co-éditant plusieurs livres à diffusion internationale, en effectuant des travaux d'expertise pour des agences de moyens de recherche nationales et internationales et en participant ou en coordonnant des projets internationaux, tels que le premier séquençage d'un champignon mycorhizogène. Enfin certains de ses chercheurs sont Professeurs Invités dans des universités en Chine, Suisse et Grande Bretagne.

- Origine de l'UMR PME Initiée par le Laboratoire INRA de Phytoparasitologie (responsable Silvio Gianinazzi) et l'équipe uB de Biochimie d'Alain Pugin, se sont ensuite rattachés successivement les Laboratoires INRA de la Flore Pathogène du Sol (responsable Claude Alabouvette) et des Phytoplasmes (responsable Elisabeth Boudon-Padieu), le laboratoire uB de Phytobiologie (responsable Francis Marty) et tout dernièrement une partie de l'UMR de Phytopharmacie (responsable Jean-Pierre Blein). L'UMR PME compte actuellement 61 agents titulaires (32 INRA, 4 CNRS, 24 uB), un DR CNRS émérite, 1 Chargé de Mission INRA et de nombreux étudiants (M2, thèse) ou post-docs.

- Collaboration avec les Pôles de compétitivité Très soucieuse de trouver des applications à ses recherches cognitives, l'UMR PME développe en collaboration avec des industriels du pôle VEGEPOLYS des recherches visant à promouvoir au champ l'utilisation de molécules naturelles (éliciteurs) pour stimuler les défenses naturelles des plantes ; cette stratégie est expérimentée au vignoble, la culture de la vigne étant la plus grande consommatrice de pesticides en France. Un autre projet visant aussi la réduction d'intrants de synthèse est développé avec VITAGORA sur le développement d'une nouvelle génération d'agents naturels phytobiotiques destinée à la filière fruits et légumes ( pomme de terre).

- La Banque Internationale des Gloméromycètes (Responsable V. Gianinazzi-Pearson) Il y a 15 ans, les chercheurs de l'INRA de Dijon ont lancé un réseau européen pour étudier le rôle des mycorhizes. Dans ce cadre, une collection de champignons symbiotiques a été créée, appelée Banque Européenne des Glomales (BEG). Cette collection, à la disposition de la communauté scientifique internationale, a pour objectif de caractériser la diversité fongique et de comprendre comment mieux les utiliser en agriculture. La collection s'est transformée en International Bank of Glomeromycota (IBG) en 2002 avec l'introduction d'espèces provenant de Chine grâce à un projet européen coordonné par l'UMR PME. (http://www.dijon.inra.fr/mychintec/). Environ la moitié des 53 espèces fongiques enregistrées dans l'IBG sont entretenues par notre PME, plus d'autres espèces notamment celles destinées à des applications commerciales. Plus que 50 cultures (référencées BEG) sont distribuées chaque année aux chercheurs des laboratoires européens mais aussi d'Asie et d'Amérique, à des fins de recherche.

- Le Centre de Microscopie (Responsable Jeannine Lherminier) Reconnu plate-forme RIO "en émergence" en 2006, le Centre de Microscopie met à la disposition des chercheurs du secteur public et privé un ensemble d'équipements de microscopie optique (microdissection laser, confocal à balayage laser) et électronique (transmission, balayage), des compétences permettant la réalisation de travaux dans le domaine des microscopies et de l'imagerie, des prestations de service (conseils, prise en charge des en totalité ou en partie), et la formation de nouveaux utilisateurs. Le Centre de Microscopie a un rôle de veille technologique dans le domaine de la microscopie et met en place régulièrement des nouvelles méthodologies et technologies.