Biodiversité 4 min
Nouveau laboratoire international franco-australien sur les biomarqueurs isotopiques dans les cycles de l’eau et du carbone
Un nouveau laboratoire international associé (LIA), « iWUE : Isotopic biomarkers of water use efficiency and carbon allocation », a été créé pour 5 ans entre INRAE, l’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement, l’Australian National University et l’université d’Angers. L’objectif de ce nouveau laboratoire est de suivre les cycles du carbone et de l’eau et de mettre à jour des marqueurs isotopiques de performance des plantes cultivées. Réunissant des scientifiques de l'Institut de recherche en horticulture et semences (IRHS) en France et de la Research School of Biology à l’ANU, sous la co-coordination des professeurs Guillaume Tcherkez et Graham Farquhar, ce LIA concourt à la dynamique des collaborations scientifiques entre ses partenaires et à leur rayonnement.
Publié le 01 mars 2024
Un projet scientifique collaboratif autour du fonctionnement des plantes pour l’utilisation des ressources
Le projet scientifique s'appuie sur les compétences avancées et complémentaires des 3 partenaires afin de mieux comprendre les relations entre l'assimilation du carbone, la transpiration et la répartition entre les organes puits et sources. Il vise à identifier des marqueurs quantitatifs associés à des caractéristiques intéressantes telles que l'efficacité de l'utilisation de l'eau, l'indice de récolte ou l'efficacité de l'utilisation du carbone.
Le projet prévoit de relier les installations isotopiques des partenaires afin d'améliorer leurs capacités analytiques, de promouvoir l'innovation dans l'analyse isotopique, ainsi que de fournir des avancées dans le domaine des isotopes stables appliqués à la physiologie végétale, soit par la modélisation, soit par le travail expérimental.
Le laboratoire international associé (LIA) sera l'occasion de développer des mobilités d'échange scientifique entre les laboratoires impliqués, ainsi que la formation d'étudiants de troisième cycle sous supervision conjointe, la formation par la recherche d'étudiants de premier cycle, ou la formation, le voyage et l'hébergement d'étudiants en doctorat.
Caractéristiques des plantes et observation des isotopes
Les éléments principaux des composés biologiques existent sous plusieurs formes isotopiques. Les isotopes « lourds » sont souvent présents sous formes de traces, dont on peut mesurer la quantité : c’est le cas des éléments comme le carbone, l’azote, l’hydrogène ou encore l’oxygène. Ainsi l’abondance naturelle de carbone varie entre les différents compartiments organiques et inorganiques de la biosphère (air, matière organique végétale ou animale), les types de plantes, les niveaux des chaînes trophiques, les individus, les organes, les fractions métaboliques et même, pour une molécule donnée, entre les différents atomes qui la constituent. Ces différences sont très petites mais aisément mesurables à l’aide d'un spectromètre de masse isotopique. Elles sont causées par des phénomènes de discrimination entre formes isotopiques, directement reliées aux propriétés métaboliques et physiologiques des plantes. On peut ainsi tirer des informations sur les caractéristiques physiologiques des plantes à partir des abondances isotopiques observées.
Associer des expertises avancées en techniques isotopiques
Les trois partenaires du LIA ont une longue expérience de la recherche sur les isotopes stables. D'importants résultats et applications découlent des travaux de recherche menés à l’Australian National University (ANU) sur les isotopes du carbone et leur relation avec l'efficacité de l'utilisation de l'eau.
Plus récemment, des avancées ont été réalisées par les partenaires sur les relations entre l'eau et les isotopes de l'hydrogène et de l'oxygène, sur la synthèse des protéines dans les grains et les graines à l'aide d'isotopes de l'azote, ou sur l'indice de récolte du blé à l'aide d'isotopes du carbone. Ils disposent également d'excellentes installations pour les analyses isotopiques, avec des méthodes et des équipements complémentaires.
Cette association de partenaires est l'opportunité de promouvoir la recherche sur les isotopes en biologie végétale et améliorer les capacités des installations isotopiques, créant ainsi un pôle isotopique franco-australien.