Le laboratoire « Ecologie, systématique et Evolution » (UMR 8079) est une unité mixte de recherche entre l’Université Paris Sud, le CNRS et AgroParisTech. Au sein du département « Biodiversité, Systématique et Evolution » dirigé par Jane Lecomte, l’axe de recherche « Flux de gènes et biodiversité dans les écosystèmes anthropisés » aborde des questions relatives aux mesures agro-environnementales sur les flux de gènes et sur la biodiversité, aux changements de pratiques culturales et aux impacts du climat. L’équipe « Flux de (trans)gènes et impacts sur la biodiversité dans les agroécosystèmes européens, le cas du colza (Brassica napus L.) » contribue à l’évaluation des risques liés à la culture de PGM. Le colza comme nous l’avons vu, est une plante modèle pour étudier les flux de gènes. Trois colzas PGM tolérants aux herbicides sont déjà largement cultivés au canada et aux Etats-Unis et des colzas tolérants aux herbicides obtenus par mutagénèse sont en passe d’être cultivés en France. Les repousses en champs adjacents sont capables de contaminer un champ de colza non génétiquement modifié de manière significative (Colbach 2009). Si actuellement, le potentiel de contamination des champs par les populations férales est minimisé au profit de celui des repousses, la présence récurrente de populations férales de colza en forte densité (Pivard et al. 2008a; Squire et al. 2011) ainsi que des populations férales de colza génétiquement modifié de manière récurrente (Schafer et al. 2011) nécessite une meilleure connaissance sur les flux de gènes de ces populations. Les flux de gènes ont donc été abordés avec des échelles spatiale (plusieurs dizaines de km2) et temporelle (10 ans) adéquates à l’étude d’un agroécosystème via le suivi de l’agroécosystème de Selommes (Loir-et-Centre).
Plusieurs travaux ont été réalisés dans cet agroécosystème. Fabrice Pessel (2000) et Alexandra Deville (2004) ont étudié l’origine et le fonctionnement des populations de colza persistant en dehors des champs à partir d’inventaires, de données phénotypiques et génotypiques. Leurs travaux ont pu donner des preuves indirectes de l’importance des pertes de graines lors du transport dans la présence de populations hors-champs. Alexandra Deville a mis en évidence la possibilité de flux de pollen entre les compartiments cultivés et non cultivés grâce au recouvrement des périodes de floraison. Pessel et al. (2001) ont montré le maintien des populations pendant au moins 8 années.
Les trois thèses suivantes ont utilisé des approches complémentaires de suivi des populations, d’expérimentation en conditions naturelles, d’études statistiques et de
42 modélisation pour mieux comprendre le fonctionnement des populations férales de colza. Céline Devaux (2006) a affiné l’estimation et la modélisation de la fréquence de la dispersion du pollen à longue distance et à l’échelle du paysage. Sandrine Pivard (2006) a travaillé sur les facteurs expliquant la présence et la persistance des populations férales sur la base de données de cartographie et d’analyses statistiques pluriannuelles multivariées. Elle a également mis en évidence l’existence de la banque de graines pour les populations férales. Aurélie Garnier (2006) a étudié la démographie des populations férales en incluant des aspects spatiaux et temporels à l’aide d’outils de modélisation, de statistiques appliquées et de génétique. Elle a également étudié la dispersion secondaire des graines de colza sur le bord des routes (Garnier, Pivard & Lecomte 2008).
Cette thèse s’inscrit à la fois dans la continuité des thèses de Sandrine Pivard et Aurélie Garnier et dans le projet ANR GMBioImpact (Flux des (trans)gènes et impact sur la biodiversité ; 2004-2007). Dans le cadre de ce projet, des suivis de terrain, des expérimentations ainsi que des outils d'analyse statistique et de modélisation ont été mené afin d’estimer et prédire l'évolution des flux de gènes à l'échelle du paysage. Les populations férales ont été rarement étudiées d’un point de vue génétique (Elling, Neuffer & Bleeker 2009; Pascher et al. 2010) et les suivis se font uniquement sur quelques plantes férales. Leur rôle dans les flux de gènes et de transgènes à l’échelle du paysage ne peut donc pas être évalué. Par ailleurs, les travaux précédents (Garnier, Deville & Lecomte 2006a; Pivard et al. 2008a) ont montré l’importance du flux de graines dans l’origine et la persistance de ces populations.
Dans la première partie de cette thèse, je m’attacherai donc à décrire l’évolution de la diversité variétale des champs de colza et des populations férales de colza, suivis pendant 4 ans dans l’agroécosystème de Selommes. Je décrirai les méthodes d’assignations des plantes de colza aux variétés commerciales recensées et semées dans la région et l’utilisation de ces données d’assignation dans des descriptifs et des analyses statistiques.
La seconde partie de cette thèse montrera l’application pratique de ces données d’assignations dans un modèle de dispersion des graines de colza. Dans trois zones bien étudiées de la région d’étude, un modèle d’appariement dérivé du Mating Model de Burczyk et al. (2006) nous permettra d’estimer les paramètres et l’allure de la courbe de dispersion des graines de colza en prenant en compte les différentes sources de graines possibles (semis, récolte, récoltes précédentes).
43 Suite aux résultats préliminaires de ce modèle, montrant des distances de dispersion plus élevées qu’attendues, j’exposerai dans une troisième partie les résultats d’une expérimentation conduite sur la zone d’étude. Cette expérimentation a pour but de mesurer quantitativement les pertes de graines imputables aux bennes de récolte pendant le transport du champ au silo et d’expliquer ces pertes en fonctions des éléments du paysage.
Enfin, une synthèse finale fera le bilan des résultats obtenus et les mettra en perspective.
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