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Le changement climatique, semble avoir comme composante principale, outre l'augmentation de la teneur en CO2 et celle associée des températures moyennes, l'apparition plus fréquente d'événements extrêmes de type pluie torrentielle, canicule et sécheresse (IPCC2013). L'ensemble de ces événements extrêmes est de nature à affecter directement les productions agricoles, tant en termes moyens que dans leur dimension de variabilité inter-annuelle.
L'identification de variétés de blé tolérantes aux stress climatiques représente donc un enjeu majeur pour la sélection variétale (e.g. Mondal et al., 2015 ; Reynolds et al., 2015) de même que la recherche du déterminisme génétique sous-jacent à la variabilité phénotypique observée (Mickelbart et al., 2015 ; Langridge et Reynolds, 2015). Ce travail passe, dans un premier temps, par le criblage massif de la variabilité génétique existante dans l'optique d'identifier des génotypes comparativement plus tolérants aux stress étudiés, puis de tenter d'en disséquer les déterminismes écophysiologiques (les caractères ou traits fonctionnels) et génétiques (QTL, gènes) causaux.
La performance agronomique des variétés de blé (rendement, qualité) est classiquement évaluée en étudiant la valeur moyenne prise par les variables agronomiques à l'échelle d'étude pertinente, en général celle du peuplement. Le rendement est certes analysé via l'étude de ses composantes d'échelle (nombre de plantes par m², nombre d'épis par plante, nombre de grains par épi, masse d'un grain) mais toujours à travers le prisme de la structure moyenne (plante moyenne, épi moyen, grain moyen). Les propriétés agronomiques du blé restent, de ce fait, largement non étudiées dans leur dimension variable. Or il existe une variance associée à la masse et à la composition des grains individuels causée par la structure du tallage et la structure de l’épi. L’impact de cette variance sur la performance agronomique, en particulier dans des situations de culture marquées par l’occurrence de stress abiotiques, est peu connu.
Les objectifs de la Thèse sont :
•    D’étudier le déterminisme génétique et écophysiologique de la variabilité des caractéristiques du grain de blé (masse, teneur en protéines) et en évaluer les impacts sur la performance à l'échelle du peuplement permettra de quantifier le potentiel de variabilité génétique existant. Ce travail suppose dans un premier temps, de caractériser la dimension variable des propriétés (masse et composition en protéines) du grain en réponse à des facteurs génétiques et climatiques. Cette étape devrait permettre d'établir des typologies de profils d'épis basés sur la variance des caractéristiques individuelles des grains. En particulier il faudra isoler des effets de l'environnement sur la structure du couvert, les effets propres génétiques plus intéressants dans l'optique d'un travail d'amélioration variétale.
•    Dans un second temps, d’explorer plus en détail l'effet de la structure initiale (propriétés moyennes de l’épi) sur la performance en nous basant sur les typologies d'épis identifiées et en les soumettant à des stress environnementaux contrôlés post-floraison (stress hydrique et stress thermique). L'analyse dynamique du remplissage des grains individuels et spatialement identifiés au sein de l'épi permettra de différencier dans ce cadre dans quelle mesure la variabilité des caractéristiques des grains intra-épi résulte d’effets développementaux purs (décalage de date de floraison entre grains du milieu de l’épi et ceux des extrémités) ou bien des relations de compétition pour les ressources. Des expérimentations fines, impliquant des modifications de rapports sources/puits, sont envisageables pour élucider ce point.
•    Enfin, les travaux expérimentaux décrits serviront de base à l'élaboration d'un modèle de répartition, entre grains individuels, de la biomasse et de l'N au sein de l'épi. Ce modèle sera explicitement centré sur l'épi en se focalisant sur la détermination de règles d’allocation dynamiques entre grains, basée sur leur position spatiale sur l'épi pour une structure donnée.