L’olivier (Olea europaea subsp. europaea L.) occupe une large gamme de conditions climatiques sur le pourtour de Bassin Méditerranéen (Quézel & Médail 2003). Il est considéré comme une espèce résistante à la sécheresse (Connor 2005, Torres-Ruiz et al. 2014), avec des différences reconnues entre variétés (références dans Alfieri et al. 2019). A dire d’expert, la FAO (2006) a classifié les variétés d’oliviers en trois catégories en fonction de leur sensibilité à la sécheresse – forte, moyenne et faible -, et plusieurs études ont montré des différences quantitatives de traits phénotypiques entre variétés qui diffèrent en termes de résistance à la sécheresse (Bosabalidis & Kofidis 2002, Trentacoste et al. 2018). Cependant, la classification de la FAO n’associe la résistance à la sécheresse à aucun caractère quantitatif, alors que la majorité des études dans lesquelles des traits phénotypiques ont été mesurés n’ont comparé simultanément qu’un nombre limité de variétés, en se focalisant sur un petit nombre de traits. Nous avons donc actuellement une vision relativement limitée de la façon dont les différentes variétés d’olivier résistent à la sécheresse.
L’objectif de ce stage est de contribuer à mieux comprendre cette résistance, en se focalisant sur les déterminants morpho-anatomiques de la conductance stomatique de 52 variétés d’olivier originaires de zones du Bassin Méditerranéen aux conditions climatiques contrastées. Il s’agira de déterminer (1) la densité des stomates, (2) la longueur des pores stomatiques, (3) la largeur des cellules de garde et (4) la taille et la densité de trichomes, sur la face inférieure de feuilles d’olivier, qui est une espèce hypostomatique. La conductance théorique maximale sera calculée à partir des trois premiers traits (Parlange & Waggoner 1970, Franks & Beerling 2009), et comparée à la conductance opérationnelle obtenue par des mesures d’échanges gazeux. Cette comparaison nous permettra de tester si la relation récemment mise en évidence entre espèces par Murray et al. (2020) au niveau global est valide à l’échelle intraspécifique. L’impact de la densité de trichomes sur cette relation sera également évalué. Enfin, les différences de valeurs de traits entre variétés originaires de zones climatiques contrastées et/ou qui diffèrent en termes de sensibilité à la sécheresse seront testées. Cette dernière comparaison permettra d’apporter une base fonctionnelle à la classification de la FAO.
Méthodes envisagées
Mesures. Pour chacune des 52 variétés, dix feuilles (soit deux à trois feuilles par arbre) seront collectées sur des arbres de la collection de référence de Porquerolles (Hyères, Var : cf. Lochon-Menseau & Khadari 2014). Des empreintes de la face inférieure des feuilles seront effectuées en deux étapes. Les trichomes peltés seront d’abord détachés de l’épiderme en appliquant une première couche fine de vernis transparent (première empreinte) qui sera décollée de la feuille. Puis, puis une seconde couche sera appliquée (seconde empreinte) et décollée à son tour. Chaque empreinte sera ensuite placée sur une lame, et photographiée sous microscope optique. Une analyse d’image d’une surface déterminée des photographies obtenues sera réalisée à l’aide du logiciel ImageJ (https://imagej.nih.gov/ij/), permettant d’obtenir : (1) la taille des trichomes (diamètre du disque), à partir de la première empreinte, puis (2) le nombre de stomates et de cellules basales des trichomes, (3) la longueur et (4) la largeur des stomates, à partir de la seconde empreinte. La conductance théorique maximale (gmax) sera calculée à partir de ces mesures via l’équation de diffusion de Parlange & Waggoner (1970) et Franks & Beerling (2009). La relation entre gmax et la conductance opérationnelle (gop) sera établie en utilisant les données dérivées de mesures d’échanges gazeux réalisées au cours de campagnes de terrain effectuées précédemment sur les mêmes arbres.
Analyses de données. La relation entre gmax et gop sera testée par la méthode de l’« axe principal standardisé » (SMA : Warton et al. 2006). Les valeurs de pente et d’ordonnée à l’origine de cette relation seront comparées à celles obtenues par Murray et al. (2020) au niveau interspécifique. Une valeur de gop plus faible à gmax fixé sera interprétée comme une conséquence de la présence de trichomes, dont l’une des fonctions supposées est de limiter la transpiration (discuté par Bickford 2016). Finalement, les différences entre groupes de variétés (catégories FAO et climat de la zone géographique d’origne) seront testées par analyse de variance.

Pré-requis
Étudiant.e avec une solide formation en écologie/biologie ; un intérêt pour l’agro-écologie est un plus ;
Goût pour le travail de terrain et les expérimentations en laboratoire ;
Bonne maîtrise des outils statistiques (R ; adaptation de scripts pour l’analyse d’images) ;
Bon niveau rédactionnel

Références bibliographiques
Alfieri SM et al. 2019. Adaptability of global olive cultivars to water availability under future Mediterranean climate. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change 24: 435–466.
Bickford CP. 2016. Ecophysiology of leaf trichomes. Functional Plant Biology 43: 807.
Bosabalidis AM, Kofidis G. 2002. Comparative effects of drought stress on leaf anatomy of two olive cultivars. Plant Science 163: 375–379.
Connor DJ. 2005. Adaptation of olive (Olea europaea L.) to water-limited environments. Australian Journal of Agricultural Research 56: 1181–1189.
FAO. 2006. Olive Germplasm Database. http://apps3.fao.org/wiews/olive/oliv.jspID – 6674
Franks PJ, Beerling DJ. 2009. Maximum leaf conductance driven by CO2 effects on stomatal size and density over geologic time. Proceedings of the National Academy of Sciences 106: 10343–10347.
Lochon-Menseau S, Khadari B. 2014. Les collections variétales du Conservatoire Botanique National Méditerranéen de Porquerolles. Fruits Oubliés 59: 3–7.
Murray M et al. 2020. Consistent relationship between field-measured stomatal conductance and theoretical maximum stomatal conductance in C3 woody angiosperms in four major biomes. International Journal of Plant Sciences 181: 142–154.
Parlange J-Y, Waggoner PE. 1970. Stomatal dimensions and resistance to diffusion. Plant Physiology 46: 337–342.
Quézel P, Médail F. 2003. Ecologie et biogéographie des forêts du bassin méditerranéen. Paris: Editions Scientifiques et Médicales Elsevier SAS.
Torres-Ruiz JM et al. 2014. Vulnerability to cavitation in Olea europaea current-year shoots: further evidence of an open-vessel artifact associated with centrifuge and air-injection techniques. Physiologia Plantarum 152: 465–474.
Trentacoste ER et al. 2018. Genotypic variation of physiological and morphological traits of seven olive cultivars under sustained and cyclic drought in Mendoza, Argentina. Agricultural Water Management 196: 48–56.
Warton DI et al. 2006. Bivariate line-fitting methods for allometry. Biological Reviews 81: 259–291.

GRATIFICATION : 600.60€/mois pendant 5 mois.
Des crédits nécessaires au fonctionnement sont-ils disponibles OUI
Autres informations : déplacements pour prélèvements d’échantillons dans la collection d’oliviers du Conservatoire Botanique National Méditerranéen à Porquerolles (Hyères, Var)

CONTACT ENCADRANT:
Eric Garnier
Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), CNRS, Univ Montpellier, EPHE, IRD, Univ Paul Valéry Montpellier 3, 1919 route de Mende, Montpellier
eric.garnier@cefe.cnrs.fr
04 67 61 32 42

Le contenu de cette offre est la responsabilité de ses auteurs. Pour toute question relative à cette offre en particulier (date, lieu, mode de candidature, etc.), merci de les contacter directement. Un email de contact est disponible: eric.garnier@cefe.cnrs.fr

Pout toute autre question, vous pouvez contacter sfecodiff@sfecologie.org.