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Thierry Simonneau - DR INRAE

Mes activités de recherche en écophysiologie végétale visent le maintien voire l’amélioration de la production végétale dans un contexte d’accroissement des contraintes climatiques et de compétition pour l’usage de l’eau. Ainsi, pour mieux comprendre l’impact des conditions climatiques contraignantes sur la production végétale, je développe 2 axes de recherche.

• En premier lieu j’étudie les mécanismes de régulation des transferts d’eau à travers la plante, soit au niveau racinaire (i.e. l’absorption [5]), soit au niveau foliaire (i.e. la transpiration [6]).
• En second lieu, j’analyse le rôle des fluctuations de l’état hydrique des tissus dans la réponse de la croissance des organes aux variations climatiques [4, 10].

J’ai conduit des travaux sur de nombreuses espèces (pêcher, peuplier, tournesol, maïs [3,4] Arabidopis [7,8]), mais la plupart de mes activités actuelles concernent la vigne [9].

Ma démarche combine des approches biophysiques d’écophysiologie avec des approches génétiques et des approches biochimiques et moléculaires. Je m’appuie largement sur la modélisation pour (i) structurer les connaissances existantes, (ii) planifier des expérimentations au regard d’hypothèses à tester, (iii) analyser les résultats, et finalement les réintégrer dans des modèles dynamiques. Grâce à ces approches, j’alimente les modèles de réponse des plantes à l’environnement climatique, utilisés par mes collaborateurs du LEPSE pour l’analyse de la variabilité génétique et la définition d’idéotypes adaptés aux scénarios climatiques contraignants. J’ai coordonné une des premières études démontrant qu’il était possible de représenter dans un modèle mathématique l’impact au niveau de la plante entière de la variabilité génétique générée sur un mécanisme élémentaire (la capacité de synthèse d’acide absicissique) par manipulation génétique.

Au cours de ces dernières années, mes travaux ont conduit principalement à mettre en évidence :

• le rôle intégré d’une hormone (l’acide abscissique [11]) et de plusieurs gènes (aquaporines [3,4], canaux potassiques de type shaker [1,2]) dans le fonctionnement stomatique et la régulation de la transpiration ;
• l’importance de l’organisation spatiale des jeunes feuilles et de la signalétique hormonale dans l’acquisition de la compétence des stomates à répondre aux conditions de déficit hydrique [12] ;
• l’évolution des limitations hydrauliques et métaboliques de la croissance en fonction du stade de développement de la feuille [7] ;
• l’importance des fluctuations de la turgescence cellulaire dans les tissus en expansion [3,4,7] pour comprendre la réponse des plantes au dessèchement du sol et aux fluctuations de la demande évaporative.

Actuellement, je poursuis mes travaux sur la régulation de la croissance des plantes sous déficit hydrique. J’analyse en particulier les processus qui régulent la turgescence dans les cellules en croissance. Je développe pour cela des études sur le contrôle des flux d’eau en recherchant l’origine des différences de fonctionnement entre plantes isohydriques et anisohydriques au sein de l’espèce Vitis. Avec les membres de mon équipe, mes objectifs sont de préciser les marges de manœuvre génétiques et agronomiques pour améliorer l’efficience de transpiration chez la vigne [9].

Principales publications depuis 2008:

    [1]      Lebaudy A., Vavasseur A., Hosy E., Dreyer I., Leonhardt N., Thibaud J.-B., Véry A.-A.,Simonneau T., Sentenac H. (2008) Plant adaptation to fluctuating environment and biomass production are strongly dependent on guard cell potassium channels.Proceedings of National Academy of Sciences USA,105, 5271-5276.

    [2]      Lebaudy A., Hosy E., Simonneau T., Sentenac H., Thibaud J.-B., Dreyer I. (2008) Heteromeric K⁺ channels in plants.The Plant Journal54, 1076-1082.

    [3]      Parent B., Hachez C., Redondo E.,Simonneau T., Chaumont F., Tardieu F. (2009) Drought and ABA effects on aquaporin content translate into changes in hydraulic conductivity and leaf growth rate : a trans-scale approachPlant Physiology149, 2000-2012.

    [4]      Ehlert C., Maurel C., Tardieu F.,Simonneau T.(2009) Aquaporin-mediated reductions in maize root hydraulic conductivity impacts cell turgor and leaf elongation even without changing transpiration.Plant Physiology150, 1093-1104.

    [5]      Maurel C.,Simonneau T.,Sutka M. (2010) The significance of roots as hydraulic rheostats.Journal of Experimental Botany61, 3191-3198.

    [6]      Damour G.,Simonneau T., Cochard H., Urban L. (2010) An overview of models of stomatal conductance at the leaf level.Plant Cell and Environment33, 1419-1438.

    [7]      Pantin F.,Simonneau T., Rolland G., Dauzat M., Muller B. (2011) Control of leaf expansion: a developmental switch from metabolics to hydraulics.Plant Physiology,156, 803-815.

    [8]      Vile D., Pervent M., Belluau M., Vasseur F., Bresson J., Muller B., Granier C.,Simonneau T.(2012) Arabidopsis growth under prolonged high temperature and water deficit: independent or interactive effects?Plant Cell and Environment,35, 712-718.

    [9]      Prieto J.A., Louarn G., Perez Peña J., Ojeda H., Simonneau T., Lebon E. (2012) A leaf gas-exchange model that accounts for intra-canopy variability by considering leaf nitrogen status and local acclimation to light in grapevine (Vitis viniferaL.).Plant Cell and Environment,35, 1313-1328.

   [10]     Pantin F.,Simonneau T., Muller B.(2012) Coming of leaf age: control of leaf growth by hydraulics and metabolics during ontogeny.The New Phytologist(Tansley Review)196, 369-366.

   [11]     Pantin F., Monnet F., Jannaud D., Costa J.M., Renaud J., Muller B.,Simonneau T., Genty B. (2013) The dual effect of abscisic acid on stomata.The New Phytologist197, 65-72.

   [12]     Pantin F., Renaud J., Barbier F., Vavasseur A., Le Thiec D., Rose C., Bariac T., Casson S., McLachlan D., Hetherington A.M., Muller B.,Simonneau T.(2013) Developmental Priming of Stomatal Sensitivity to Abscisic Acid by Leaf Microclimate.Current Biology23, 1805–1811.