L3 - Licence Professionnelle - Expérimentation Végétale pour l'Amélioration et la Protection des Plantes Méditerranéennes et Tropicales (EVAPPMT)

Dans une première partie, ce module se propose de donner une culture générale autour de l’amélioration des plantes. Une analyse historique de l’amélioration des plantes est réalisée afin d’amorcer une réflexion autour de l’évolution de la vitesse du progrès génétique, des idéotypes et aussi du métier de sélectionneur.

Dans une seconde partie, les différentes méthodologies pour améliorer les germplasms et pour créer sont décrites. Les schémas utilisés classiquement utilisés en sélection tels que les backcross, les sélections récurrentes, les sélections généalogiques et les tests diallèles sont décrits en détail. Une partie du cours est aussi utilisée pour donner des outils permettant de raisonner / suivre ces schémas de sélection (ex, calculs d’AGC/ASC, calculs d’héritabilité, statistiques d’évaluation d’un génotype,). Ces cours théoriques sont aussi illustrés par des cours réalisés par différents acteurs de l’amélioration des plantes.

Exemple d’interventions :

• Arnaud Boisnard (CFR) : cours sur la sélection du riz en Camargues
• Frederic Bakry (CIRAD) : cours sur la sélection du bananier
• André Clement-Demange (CIRAD) : cours sur la sélection de l’hévéa
• Vincent Gensollen (GEVES) : visite du GEVES Montpellier

L’expérimentation en sélection conservatrice est abordée dans une troisième partie du cours. Les différentes méthodes de production de semences et les différentes manières d’améliorer la production et la qualité des semences sont traitées grâce à l’intervention de professionnels.

Exemples d’interventions :

• Sophie Colénot (Bayer) expérience en production de semence
• David Martinez (Clause Hm) expérimentation en qualité des semences

En plus des cours, les étudiants doivent présenter un exposé dans lequel ils doivent élaborer un programme de sélection sur une espèce cultivée. Pour préparer cette exposé, l’étudiant doit mettre en pratique ce qu’il a vu en cours et aussi avoir des echanges avec des sélectionneurs.

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Ce module commence par une mise à niveau en biologie moléculaire et cellulaire. Ensuite, les cours présentent l’impact des biotechnologies sur le progrès génétique. Enfin, une description des différentes biotechnologies utiles en amélioration des plantes est réalisée. Ces biotechnologies sont classées en deux groupes : (i) celles qui permettent de créer ou propager des mutations intéressantes (mutagenèse, polyploïdisation, haplo-diplométhodes, culture in vitro, transgénèse, édition du génome, …) et (ii) celles qui favorisent la recombinaison des mutations (croisements interspécifiques, hybridation somatique, marquage moléculaire, …). Ces cours sont illustrés par des interventions réalisées par des professionnels.

Exemples de cours réalisés par des professionnels :

• Frederic BAKRY (CIRAD) Biotechnologies du bananier
• Léo HERBERT (CIRAD) : CrispR sur vigne et riz
• Sébastien TISNE (CIRAD) : les biotechnologies dans l’amélioration du palmier à huile

9h de travaux pratiques de cultures cellulaires in vitro (culture cellulaire tabac, pomme de terre, carotte,…) et de génotypage par microsatellite et recherche de QTL sur une population biparentale de riz.

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Cette UE est proposée aux étudiants de L3 professionnelle « Expérimentation Végétale pour l’Amélioration et la Protection des Plantes Méditerranéennes et Tropicales ». Elle a pour objectif la présentation (ou le rappel, suivant le cursus des étudiants) des notions de bases d’agronomie concernant (1) le fonctionnement du système « plante » en interaction avec son milieu et son écosystème, (2) les paramètres du sol influençant la croissance des plantes, et (3) les paramètres du climat influençant le développement et le rendement de la culture. Certains thèmes importants (la phytopathologie, l’écologie du sol, l’expérimentation, l’irrigation, la modélisation du rendement) sont ensuite approfondis grâce à des interventions spécialisées. La manipulation de ces notions et des relations entre ces notions est travaillée dans le cadre de l’expérimentation végétale par l’étude d’articles ou d’études de cas.

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Après des rappels sur l’inférence statistique (estimation, tests sur une ou deux populations), le cours introduit les plans expérimentaux classiques utilisés en agronomie pour un ou deux facteurs et se focalise sur les approches statistiques usuelles qui s’y rattachent (ANOVA, modèle linéaire gaussien à effets fixes). L’accent est mis sur les conditions sous-jacentes à l’application des méthodes statistiques, la validation des modèles statistiques utilisés et les interprétations des sorties logiciel. Le logiciel R, sous l’interface Rcommander, est utilisé pour les traitements statistiques.

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Ce module a pour objectif de donner quelques outils d’insertions au sein d’une entreprise. Il est organisé en :

Cours magistraux / TP

• Franc-Christophe BAURENS (CIRAD) – Les règles de sécurité (serre-laboratoire)
• Ludovic MARIN (UM- staps) – Les postures au travail CM et portage de charge lourde (TP en Gymnase)     

Visite d’entreprises. Les visites d’entreprises sont divisées en deux parties.

• Exercice d’embauche. 15 jours avant la visite, les étudiants reçoivent une offre d’emploi envoyée par l’entreprise. Les étudiants ont une semaine pour y répondre (CV+lettre de motivation). Le jour de la visite un debriefing sur les CV et les lettres de motivation est effectué par un membre de l’entreprise en charge du recrutement.
• Visite des installations.

Les entreprises visitées sont :

• Bayer (Nimes). Exemple d’une entreprise semencière. De la création variétale à la distribution des semences.
• Staphyt (Marsillargues). Exemple d’une entreprise d’expérimentation végétale. Description du déroulement d’un essai de A à Z. Discussion sur les métiers de technicien/chef d’expérimentation.
• CTIFL (Balladran). Exemple d’un centre technique. Descriptions des activités du centre technique et visite des expérimentations menées dans les serres.
• CIRAD (Montpellier). Visite des serres et descriptions des expérimentations qui y sont menées.

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Cette UE est proposée aux étudiants de L3 professionnelle «Expérimentation Végétale pour l’Amélioration et la Protection des Plantes Méditerranéennes et Tropicales». Elle a pour objectif de donner aux étudiants les bases conceptuelles de physiologie des plantes afin de comprendre les pratiques culturales. Les grandes thématiques suivantes de physiologie des plantes seront abordées en présentant les apports de la Biologie Fonctionnelle pour la compréhension fine au niveau moléculaire et cellulaire des processus :

• Nutrition hydrique et irrigation raisonnée,
• Nutrition N, P, K, intrants et agroécologie,
• Photosynthèse C3 et C4;
• Relation nutrition hydrique et carbonée,
• Développement végétatif caulinaire et racinaire,
• Transition florale, fécondation, développement de la graine et des fruits
• Les principales hormones végétales

Des TP seront réalisés afin d’apprendre à construire un protocole expérimental permettant d’étudier un processus physiologique

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Sous forme de cours Magistraux , TD et travaux pratiques, les étudiants vont explorer différents aspects des expérimentations en phytopathologie :

• Connaitre les différents organismes phytopathogènes (virus, viroides, phytoplasmes, bactéries, champignons, nématodes, insectes, adventices)
• Connaître le fonctionnement des microorganismes phytopathogènes.
• Connaître les mécanismes de défenses des plantes aux microorganismes phytopathogènes
• Connaitre les mécanismes de contournement des microorganismes phytopathogènes aux gènes de résistances et produits phytosanitaires.
• Acquérir des notions en épidémiologie.

De nombreux chercheurs du  CIRAD, de l’INRA, de l’IRD et de supagro participent à ce module.

Lors des TP, une expérimentation en pathologie est mise en place (culture du pathogène, culture des plantes, inoculation, lecture des symptômes, dénombrement pathogène, activité catalase)

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Après avoir défini l’agriculture intensive et analyser ses risques / bénéfices, ce module permettra aux étudiants de réfléchir sur les différents pistes possibles pour faire évoluer l’agriculture dans une démarche d’agroécologie. Des exemples comme les Biopesticides, l’intensification écologique, la gestion des sols seront développés. Une visite d’entreprise œuvrant pour une agriculture durable est aussi organisée. Le site visité varie d’une année en fonction des souhaits des étudiants et de la disponibilité des entreprises. Exemple de visites effectuées dans le cadre de ce module : Bayer, Vilmorin, Geves, CTIFL, sudExpé…

Licenciales.

Les étudiants seront amenés à présenter un projet ou une création d’entreprise développant des propositions innovantes pour faire évoluer les pratiques culturales, ou tout autre utilisation de produits végétaux afin de réduire l’impact environnemental.

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Dans ce module, les étudiants en groupe de 3 ou 4, travaillent sur un projet concret, proposé par des enseignants chercheurs ou des chercheurs d’entreprises privées, et ainsi mettent en pratique des connaissances théoriques. Le projet se déroule en deux étapes.

La première étape est réalisée au premier semestre. Elle consiste à préparer une expérimentation au niveau scientifique, statistique, technique et financier. Ce travail sera jalonné tout au long du premier semestre grâce à la réalisation de plusieurs oraux de types « séminaires de laboratoire » autour de plusieurs thématiques :

• Séminaire 1 : Recherche bibliographique autour de leur thématique de projet tuteuré.
• Séminaire 2 : Journal club, avec une analyse fine d’un article clé autour de leur thématique de projet tuteuré
• Séminaire 3 : Présentation du plan expérimental et traitement statistiques des données
• Séminaire 4 : Présentation des besoins matériels liés à leur expérimentation.

La seconde étape est réalisée au second semestre où l’expérimentation sera mise en place, suivie et analysée. Le planning du second semestre est adapté afin de libérer du temps pour le suivi régulier de l’expérimentation qui peut se faire dans des laboratoires de recherche tels que ceux de l’UMR AGAP du CIRAD ou dans une serre (Bat65) de l’université. Ce travail de projet tuteuré fait l’objet d’un rapport de 10 pages en anglais.

Exemples de projets :

• Influence du calendrier lunaire sur la germination d’Arabidopsis thaliana
• Analyse l’effet d’une inoculation par Phyllobacterium brassicacearum STM196 sur la réponse de 15 variétés de riz à un stress salin
• Effet de Burkholderia vietnamensis sur la croissance du riz en condition d’hydroponie
• Influence de l’intensité et le spectre lumineux sur la germination de la stévia
• Effet d’une inoculation par Glomus intraradices et d’une inoculation par rhizobium pisi, isolée ou cumulée, sur la croissance du pois
• Influence du calendrier lunaire sur la croissance du radis, de la carotte, de la laitue, du pois et de la capucine

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La formation licence Pro EVAPPMT  prévoit un stage de longue durée (5mois)  : de début avril à fin aout. Ce stage peut avoir lieu dans des entreprises privés ou des laboratoires publics, en France ou à l’étranger.

Exemples d’entreprise/ laboratoire accueillant des stagiaires :

• Expérimentation végétale : Agrolis consulting, AgroXP, Staphyt, …
• Centre techniques : CEHM, CEFEL, CTIFL, IFV…
• Entreprises biostimulant/biocontrôle : Elephant vert,…
• Entreprise semencière : CFR, Bayer, Technisem, Vilmorin, …
• Laboratoire public : AGAP (Cirad/inra), BPMP (CNRS/INRA),…
• Laboratoire privé: ADN-ID, Algosud,…

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Dans ce module, différentes pratiques permettant de faire évoluer les pratiques agricoles vers une agriculture durables seront présentées, discutées et critiquées. Parmi celles-ci l’utilisation d’OAD, les engrais alternatifs, de bactéries du sols, et de l’agroforesteries seront traitées en profondeur. La visite du site de Restinclière, de l’entreprise Frayssinet permet de rendre plus concrètes les notions vues en cours.

Les étudiants ont aussi une vidéo de 5 minutes à réaliser autour d’une pratique d’agroécologie .

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Durant ce module, sont explorées les différences et similarités entre les interactions bénéfiques et interactions pathogènes. Une partie importante du cours est consacrée à la compréhension des mécanismes impliqués dans les interactions bénéfiques (mycorhizes, bactéries symbiotiques, PGPR,…) et de leur potentiel pour l’amélioration des pratiques agricoles.   Une autre partie importante du cours concerne les réglementations autour de l’homologation et aussi des expérimentations autour des biostimulants et des produits de biocontrôle.

Exemples d’intervenants extérieurs :

• Karine GROSBEAU (Eléphant vert) : Réglementations autour des biostimulants / produits de biocontrole

Deux visites

• Visite d’élephant vert : la production d’inoculum bacterien
• Visite de Staphyt : essaie de produit de bio-control, BPE, BPL et CEB

Un TP dans lequel les étudiants ont 3 séances pour mener une expérimentation permettant de tester l’effet d’une PGPR sur la croissance du blé dans de nombreuses conditions. Les étudiants doivent phénotyper les plantes, faire des dosages biochimiques (sucre, azote, chlorophylle,…) et mesurer  des activités enzymatiques (catalase, nitrate reductase,…)

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