DEAP - Diversité, Evolution et Adaptation des Populations

 08/10/2024 -  GQE
Étude des bases génétiques des interactions plante-plante ; gestion dynamique de la biodiversité cultivée et son intérêt pour des agro-écosystèmes durables innovants ; sélection participative.

Responsable :
Timothée Flutre (INRAE)

Diversité, Evolution et Adaptation des Populations

Nos recherches visent à comprendre le déterminisme génétique des interactions plante-plante afin de gérer et valoriser la diversité cultivée pour la transition agroécologique. Elles s’appuient sur trois méthodologies : (i) la modélisation et simulation mécaniste, (ii) la modélisation statistique pour l‘inférence et la prédiction, et (iii) la conception et l’expérimentation participative. Notre espèce modèle est le blé tendre.

Thème 1. Optimisation de la diversité génétique intra-parcelle

  • modélisation génétique et méthodologie de la sélection pour les mélanges intra- et inter-spécifiques :
    • génétique quantitative de l‘aptitude au mélange : GMA-SMA (Forst et al., 2019; lme4mix   ) et DBV-SBV (Haug et al., 2021)
    • conception de dispositifs de sélection couplant les données de monocultures et de mélanges : thèse de J. Salomon
  • modélisation couplée écophysiologie-génétique des interactions plante-plante :
    • développement de modèles d’interactions pour la lumière : WALTer (Lecarpentier et al., 2019) et WHEAMM (Gawinowski, 2023)
    • développement de méthodologie de phénotypage haut-débit, dont par drone : thèse de V. Freitas
    • impact des interactions plante-plante sur l‘évolution des mélanges : Blanc (2022)
  • co-conception d’idéotypes et de schémas de sélection pour les mélanges :
    • assemblage et évaluation multi-critère : Optimix  
    • prédiction et sélection des meilleurs mélanges

Projets : CoBreeding, MoBiDiv   , BLADE, InnovAsso, Wheatamix   , PICRI, LIVESEED   , CASABio   , ReMIX  

Collaborateurs académiques principaux : P. Barbillon, A. Gauffreteau, J.-M. Gilliot, T. Vidal, T. Mary-Huard, V. Allard, B. Haug

Partenaires non académiques : ITAB, GAB Ile-de-France, Chambres d‘Agriculture, TERRENA, FiBL, ARVALIS, AgriObtentions

Thème 2. Gestion en réseau – Sélection participative décentralisée – Diversité paysagère

  • modélisation de réseaux de gestion et sélection à la ferme :
    • développement d‘un logiciel de simulation de métapopulations cultivées : CropMetapop  
    • modélisation de l‘évolution de populations dans un réseau d‘échanges de semences: vidéo  
  • méthodologie de sélection et d‘évaluation participative à la ferme :
    • optimisation de l‘évaluation décentralisée des populations à la ferme (Van Frank et al., 2019), PPBstats  
    • caractérisation des pressions de sélection naturelle et humaine
    • évaluation de schémas de sélection de mélanges de populations
  • déploiement variétal à l’échelle du paysage :
    • évolution de la diversité génétique à l’échelle départementale
    • déploiement des résistances et durabilité (Perronne et al., 2021)

Projets : IPMorama   , LiveSeeding   , MoBiDiv   , Diversifood   , Solibam   , UGeBio   , RustWatch  

Collaborateurs académiques principaux : M. Thomas, M. Turbet Delof, A. Gauffreteau, P. Barbillon, E. Berthet, O. David, Y. De Oliveira, M. Hovmoller

Partenaires non académiques : RSP, RSR

L’Inra a publié un dossier sur la “ Sélection classique ou participative, plusieurs stratégies pour les blés bios   ”, où les travaux de l’équipe DEAP sont cités.

Dans la presse

Enseignement

Les membres de l’équipe DEAP contribuent à de nombreuses formations au sein de l’Université Paris-Saclay et de ses composantes comme AgroParisTech, ainsi que dans d’autres institutions (ex. Institut Agro Montpellier).

L’équipe DEAP est rattachée à l’école doctorale SEVE   (Sciences du Végétal : du gènes à l’écosystème).

Membres

Publications

  • Bécu T., Barot S., Lata JC., Roux XL., Enjalbert J. , Niboyet A.. (2024) Increasing intraspecific diversity of wheat affects plant nutrient contents but not N recovery in the plant-soil system. Basic and Applied Ecology, (74) 24-34
  • Abu-Awad D., Waller D.. (2023) Conditions for maintaining and eroding pseudo-overdominance and its contribution to inbreeding depression. Peer Community Journal, (3) e8
  • Blanc E., Enjalbert J. , Flutre T. , Barbillon P.. (2023) Efficient Bayesian automatic calibration of a functional-structural wheat model using an adaptive design and a metamodeling approach. Journal of Experimental Botany, erad339
  • Gawinowski M., 11/01/2023, Importance des interactions plante-plante dans les mélanges de variétés de blé tendre : étude de la compétition pour la lumière avec une approche interdisciplinaire entre expérimentation au champ et modélisation mécaniste, PhD, Université Paris-Saclay
  • Haug B., Messmer MM., Enjalbert J. , Goldringer I. , Flutre T. , Mary-Huard T., Hohmann P.. (2023) New insights towards breeding for mixed cropping of spring pea and barley to increase yield and yield stability. Field Crops Research, (297) 108923
  • Rouger B., Goldringer I. , Barbillon P., Miramon A., Naino Jika AK., Thomas M.. (2023) Sensitivity analysis of a crop metapopulation model. Ecological Modelling, (475) 110174
  • Becker C., Berthomé R., Delavault P., Flutre T. , Fréville H., Gibot-Leclerc S., Le Corre V., Morel JB., Moutier N., Muños S., Richard-Molard C., Westwood J., Courty PE., de Saint Germain A., Louarn G., Roux F.. (2022) The ecologically relevant genetics of plant–plant interactions. Trends in Plant Science, S1360138522002205
  • Demie DT., Döring TF., Finckh MR., van der Werf W., Enjalbert J. , Seidel SJ.. (2022) Mixture × Genotype Effects in Cereal/Legume Intercropping. Front. Plant Sci., (13) 846720
  • Kiær LP., Weedon OD., Bedoussac L., Bickler C., Finckh MR., Haug B., Iannetta PPM., Raaphorst-Travaille G., Weih M., Karley AJ.. (2022) Supply Chain Perspectives on Breeding for Legume–Cereal Intercrops. Front. Plant Sci., (13) 844635
  • Montazeaud G., Flutre T. , Ballini E., Morel JB., David J., Girodolle J., Rocher A., Ducasse A., Violle C., Fort F., Fréville H.. (2022) From cultivar mixtures to allelic mixtures: opposite effects of allelic richness between genotypes and genotype richness in wheat. New Phytologist, 6 (233) 2573-2584
  • Speck A., Trouvé JP., Enjalbert J. , Geffroy V., Joets J., Moreau L.. (2022) Genetic Architecture of Powdery Mildew Resistance Revealed by a Genome-Wide Association Study of a Worldwide Collection of Flax (Linum usitatissimum L.). Front. Plant Sci., (13) 871633
  • Von Gastrow L., Michel E., Legrand J., Amelot R., Segond D., Guezenec S., Rué O., Chable V., Goldringer I. , Dousset X., Serpolay‐Bessoni E., Taupier‐Letage B., Vindras‐Fouillet C., Onno B., Valence F., Sicard D.. (2023) Microbial community dispersal from wheat grains to sourdoughs: A contribution of participatory research. Molecular Ecology, 10 (32) 2413-2427
  • Blanc E., Barbillon P., Fournier C., Lecarpentier C., Pradal C., Enjalbert J. . (2021) Functional–Structural Plant Modeling Highlights How Diversity in Leaf Dimensions and Tillering Capability Could Promote the Efficiency of Wheat Cultivar Mixtures. Front. Plant Sci., (12) 734056
  • Blanc E., 12 mars 2021, Modélisation des conséquences évolutives de la compétition pour la lumière dans des populations composites de blé, PhD Thesis, Université Paris-Saclay
  • Haug B., Messmer MM., Enjalbert J. , Goldringer I. , Forst E., Flutre T. , Mary-Huard T., Hohmann P.. (2021) Advances in Breeding for Mixed Cropping – Incomplete Factorials and the Producer/Associate Concept. Front. Plant Sci., (11) 620400
  • Mazé A., Calabuig Domenech A., Goldringer I. . (2021) Restoring cultivated agrobiodiversity: The political ecology of knowledge networks between local peasant seed groups in France. Ecological Economics, (179) 106821
  • Perronne R., Dubs F., de Vallavieille-Pope C., Leconte M., du Cheyron P., Cadot V., Vidal T., Enjalbert J. . (2021) Spatiotemporal Changes in Varietal Resistance to Wheat Yellow Rust in France Reveal an Increase in Field Resistance Level During the Period 1985–2018. Phytopathology®, 9 (111) 1602-1612
  • Vindras-Fouillet C., Goldringer I. , Frank G., Dewalque M., Colin A., Montaz H., Berthellot JF., Baltassat R., Dalmasso C.. (2021) Sensory Analyses and Nutritional Qualities of Wheat Population Varieties Developed by Participatory Breeding. Agronomy, 11 (11) 2117
  • David O., van Frank G., Goldringer I. , Rivière P., Turbet Delof M. . (2020) Bayesian inference of natural selection from spatiotemporal phenotypic data. Theoretical Population Biology, (131) 00-109
  • De Oliveira Y., Burlot L., Dawson JC., Goldringer I. , Madi D., Rivière P., Steinbach D., van Frank G., Thomas M.. (2020) SHiNeMaS: a web tool dedicated to seed lots history, phenotyping and cultural practices. Plant Methods, 1 (16) 98
  • Goldringer I. , van Frank G., Bouvier d’Yvoire C., Forst E., Galic N., Garnault M., Locqueville J., Pin S., Bailly J., Baltassat R., Berthellot JF., Caizergues F., Dalmasso C., de Kochko P., Gascuel JS., Hyacinthe A., Lacanette J., Mercier F., Montaz H., Ronot B., Rivière P.. (2020) Agronomic Evaluation of Bread Wheat Varieties from Participatory Breeding: A Combination of Performance and Robustness. Sustainability, 1 (12) 128
  • Mazé A., Calabuig Domenech A., Goldringer I. . (2020) Commoning the seeds: alternative models of collective action and open innovation within French peasant seed groups for recreating local knowledge commons. Agric Hum Values,
  • van Frank G., Rivière P., Pin S., Baltassat R., Berthellot JF., Caizergues F., Dalmasso C., Gascuel JS., Hyacinthe A., Mercier F., Montaz H., Ronot B., Goldringer I. . (2020) Genetic Diversity and Stability of Performance of Wheat Population Varieties Developed by Participatory Breeding. Sustainability, 1 (12) 384
  • Flutre T. , Diot J., David J.. (2019) PlantBreedGame: A Serious Game that Puts Students in the Breeder’s Seat. Crop Science, 0 (52) 1-2
  • Forst E., Enjalbert J. , Allard V., Ambroise C., Krissaane I., Mary-Huard T., Robin S., Goldringer I. . (2019) A generalized statistical framework to assess mixing ability from incomplete mixing designs using binary or higher order variety mixtures and application to wheat. Field Crops Research, (242) 107571
  • Lecarpentier C., Barillot R., Blanc E., Abichou M., Goldringer I. , Barbillon P., Enjalbert J. , Andrieu B.. (2019) WALTer: a three-dimensional wheat model to study competition for light through the prediction of tillering dynamics. Ann Bot, 6 (123) 961-975
  • van Frank G., Goldringer I. , Rivière P., David O.. (2019) Influence of experimental design on decentralized, on-farm evaluation of populations: a simulation study. Euphytica, 7 (215) 126
  • Borg J., Kiær LP., Lecarpentier C., Goldringer I. , Gauffreteau A., Saint-Jean S., Barot S., Enjalbert J. . (2018) Unfolding the potential of wheat cultivar mixtures: A meta-analysis perspective and identification of knowledge gaps. Field Crops Res, (221) 298-313
  • Forst E., 2018-03-29 29/03/18, Développement de méthodes d'estimation de l'aptitude au mélange pour la prédiction des performances et la sélection de mélanges variétaux chez le blé tendre, et co-conception d'idéotypes de mélanges adaptés à l'agriculture biologique, PhD thesis, Université Paris-Saclay
  • Perronne R., Goldringer I. . (2018) Application of a partitioning procedure based on Rao quadratic entropy index to characterize the temporal evolution of in situ varietal and genetic diversity of bread wheat in France over the period 1981–2006. Theor Appl Genet, 4 (131) 775-786
  • Van Frank G., 2018-06-12 06/12/18, Gestion participative de la diversité cultivée et création de mélanges diversifiés de blé tendre à la ferme, PhD Thesis, Université Paris-Saclay
  • Barot S., Allard V., Cantarel A., Enjalbert J. , Gauffreteau A., Goldringer I. , Lata JC., Le Roux X., Niboyet A., Porcher E.. (2017) Designing mixtures of varieties for multifunctional agriculture with the help of ecology. A review. Agron. Sustain. Dev., 2 (37) 13
  • Demeulenaere Élise., Rivière P., Hyacinthe A., Baltassat R., Baltazar S., Gascuel JS., Lacanette J., Montaz H., Pin S., Ranke O., Serpolay-Besson E., Thomas M., Frank GV., Vanoverschelde M., Vindras-Fouillet C., Goldringer I. . (2017) La sélection participative à l’épreuve du changement d’échelle. À propos d’une collaboration entre paysans sélectionneurs et généticiens de terrain. Nat. Sci. Soc., 4 (25) 336-346
  • Demeulenaere Élise., Goldringer I. . (2017) Semences et transition agroécologique : initiatives paysannes et sélection participative comme innovations de rupture. Nat. Sci. Soc., (25) S55-S59
  • Lecarpentier C., 2017-01-25 25/01/17, Valorisation de la diversité intra-parcelle dans un contexte de changement climatique. Développement d'un modèle couplant écophysiologie 3D et génétique évolutive., PhD thesis, Université Paris-Saclay
  • Perronne R., Diguet S., Vallavieille-Pope C., Leconte M., Enjalbert J. . (2017) A framework to characterize the commercial life cycle of crop varieties: Application to the case study of the influence of yellow rust epidemics on French bread wheat varieties. Field Crops Research, (209) 159-167
  • Perronne R., Makowski D., Goffaux R., Montalent P., Goldringer I. . (2017) Temporal evolution of varietal, spatial and genetic diversity of bread wheat between 1980 and 2006 strongly depends upon agricultural regions in France. Agriculture, Ecosystems & Environment, (236) 12-20
  • Enjalbert J. , Allard V., Andrieu B., Barot S., Borg J., Cantarel A., Feret M., Cervek C., Coleno FC., Pope De Vallavieille C., Descoureaux D., Dubs F., Galic N., Gauffreteau A., Gilet JD., Goldringer I. , Hannachi M., Houivet G., Pin S., Jeuffroy MH., Kerbiriou C., Labarthe P., LATA JC., LeCarpentier C., Lejars L., Lemain B., Lemarié S., Leny F., Le Roux X., Le Viol I., Montagnier C., NIBOYET A., Omon B., Piaud S., Poly F., Pommier T., Porcher E., Saint-Jean S., Salmon S., Tropée D., Vidal T.. (2016) Increasing species richness and genetic diversity in agriculture: results of the Wheatamix project. HAL Archives Ouvertes, 40 p.
  • Labeyrie V., Thomas M., Muthamia ZK., Leclerc C.. (2016) Seed exchange networks, ethnicity, and sorghum diversity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1 (113) 98-103
  • Perronne R., Hannachi M., Lemarié S., Fugeray-Scarbel A., Goldringer I. . (2016) L’évolution de la filière blé tendre en France entre 1980 et 2006: quelle influence sur la diversité cultivée ?. Notes et Etudes Socio-Economiques (NESE), (41) 83-113
  • Thomas M., Caillon S.. (2016) Effects of farmer social status and plant biocultural value on seed circulation networks in Vanuatu. Ecol Soc, 2 (21) 13