Offre de thèse
Définir la diversité des stratégies fonctionnelles plante entière en intégrant les traits de l'acquisition et allocation du carbone et de l'utilisation de l'eau chez les semis de Fagacées
Date limite de candidature
18-06-2025
Date de début de contrat
01-11-2025
Directeur de thèse
BRENDEL Oliver
Encadrement
Thèse dirigée entre O Brendel (HDR) et Miquel Nadal (co-encadrant) de l'équipe PHARE (UMR Silva). La participation à des formations proposées par l'école doctorale et le comité de thèse vont être organisés d'après les règles de l'école doctorale SIRENA. M. Brendel et M. Nadal-Nadal, travaillant dans la même équipe sur le même lieu au campus de INRAE Champenoux, accompagneront le/la doctorant(e) à travers des réunions hebdomadaires ou mensuelles. Le/la doctorant(e) pourra bénéficier de l'expertise des ingénieurs, techniciens et chercheurs de l'équipe et de l'unité. Il/elle participera activement aux activités de l'équipe et de l'unité, notamment aux journées doctorales organisées par l'INRAE et l'Université de Lorraine.
Type de contrat
école doctorale
équipe
PHARE - Physiologie de l'Arbre en Réponse à l'Environnementcontexte
Les conditions climatiques actuelles et futures imposent de nouveaux défis aux systèmes naturels et anthropiques à travers le monde. Dans le cas des forêts et de la sylviculture, il y a une double exigence pour les arbres : avoir une productivité primaire élevée (c'est-à-dire des niveaux élevés d'accumulation de biomasse végétative), et avoir une grande résilience aux stress environnementaux. Parmi les nombreux aspects de l'adaptation des écosystèmes forestiers à un climat changeant, l'augmentation de la diversité fonctionnelle est envisagée comme un objectif souhaitable pour favoriser la résilience des forêts. Au niveau de la communauté, la diversité fonctionnelle rend compte de la variété des stratégies des plantes pour faire face aux conditions stressantes ou aux ressources limitées (disponibilité en eau, lumière, nutriments, etc.) et aux perturbations (feu, vent, etc.). La 'stratégie fonctionnelle' est définie comme la variation coordonnée des traits résultant de compromis écologiques et évolutifs ; ainsi, définir l'ensemble des traits clés qui décrivent le mieux les stratégies des plantes est une première étape cruciale pour mieux comprendre et caractériser la diversité fonctionnelle des espèces d'arbres forestiers. La diversité fonctionnelle est généralement abordée au niveau interspécifique ; cependant, étant donné d'une côté l'abondance relative disproportionnée d'un nombre très limité d'espèces dans la plupart des forêts tempérées (par exemple, seulement 10 espèces représentent 82 % des populations d'arbres en France métropolitaine selon l'ONF), et de l'autre côté leur large distribution géographique, l'étude de la diversité fonctionnelle intraspécifique est essentielle pour adapter les forêts actuelles aux conditions de changement climatique.spécialité
Biologie et écologie des forêts et des agrosystèmeslaboratoire
SILVA
Mots clés
Traits fonctionnelles, croissance, efficience d'utlisation de l'eau, sécheresse, Fagacées, chênes
Détail de l'offre
La diversité fonctionnelle intraspécifique des arbres représente une ressource inexploitée pour la gestion forestière, particulièrement au stade très jeune. Ce projet de thèse vise à explorer la variabilité des stratégies fonctionnelles en réponse aux contraintes au stade de semis chez les espèces les plus communes de fagacées (Fagaceae) en France (chênes pédonculé, sessile, pubescent ; hêtre, etc.), pour améliorer la caractérisation de la diversité fonctionnelle inter- et intraspécifique. Les principaux objectifs de la thèse sont : 1) la caractérisation des stratégies fonctionnelles en termes de croissance et résistance au stress en réponse à une disponibilité limitée en eau et d'autres contraintes environnementales (régime lumineux et caractéristiques édaphiques), et 2) l'exploration des caractéristiques sous-jacentes de ces stratégies en intégrant les traits fonctionnels au niveau de la plante entière. Deux expériences principales sont envisagées pour la thèse : Exp1) l'étude de la variation inter- et intraspécifique des traits (plasticité phénotypique) parmi les traits liés à la croissance et à l'utilisation de l'eau, y compris leur base anatomique et biochimique. L'expérience sera menée sur diverses espèces de la famille des Fagacées (espèces de Quercus, Fagus sylvatica) au stade de semis, dans des conditions de serre. Exp2) Les espèces présentant la plus grande diversité fonctionnelle de l'expérience 1 seront sélectionnées pour la deuxième expérience, où leur tolérance à un événement de sécheresse extrême sera suivie, y compris leur résistance à la défaillance hydraulique et leur capacité de régénération. Cette expérience sera également réalisée sous des conditions de serre. En outre, une plantation comparative de différentes populations de quatre espèces de Quercus pourrait être utilisé pour une étude in situ des stratégies fonctionnelles. La thèse vise à identifier des traits critiques qui pourront ensuite être utilisés dans des programmes de sélection forestière.
Keywords
functional traits, growth, water use efficiency, drought, Fagaceae, oaks
Subject details
The intraspecific functional diversity of trees represents an untapped resource for forest management, particularly during the early stages of tree development. This thesis project aims to explore the variability of functional strategies in response to stress at the seedling stage in the most common species of Fagaceae in France (pedunculate, sessile, pubescent oaks; beech, etc.), to improve the characterization of inter- and intraspecific functional diversity. The main objectives of the thesis are: 1) the characterization of functional strategies in terms of growth and stress resistance in response to limited water availability and other environmental constraints (light regime and edaphic characteristics), and 2) the exploration of the traits underpinning these strategies by integrating functional traits at the whole-plant level. Two main experiments are planned for the thesis: Exp1) the study of inter- and intraspecific trait variation (phenotypic plasticity) among traits related to growth and water use, and the determination of their anatomical and biochemical basis. The experiment will be conducted on various species of the Fagaceae family (Quercus species, Fagus sylvatica) at the seedling stage, under greenhouse conditions. Exp2) The species presenting the highest functional diversity from experiment 1 will be used for the second experiment, where their tolerance to an extreme drought event will be monitored, including their resistance to hydraulic failure and their regeneration capacity. This experiment will also be carried out under greenhouse conditions. In addition, a comparative plantation of different populations of four Quercus species could be used for a study in situ of functional strategies. The thesis aims to identify critical traits that can then be used in forest breeding programs.
Profil du candidat
- Master 2 ou équivalent en écophysiologie ou en physiologie végétale ou autres domaines pertinents. Si le/la candidat(e) a effectué ses études à l'étranger, une formation équivalente en biologie des plantes.
- Etudiant(e) motivé(e), dynamique et curieux/se, appréciant le travail en équipe et sachant faire preuve d'autonomie. La disponibilité et la volonté de travailler ponctuellement en dehors des horaires habituels sont importantes.
- Des compétences en analyses de données, connaissances de base en statistique et en programmation (R) sont un plus, surtout en analyse multi-varié. Il est nécessaire de se familiariser avec la littérature scientifique.
- Maîtrise de l'anglais (rédaction d'article scientifique, communication).
- pour candidater, envoyez à oliver.brendel@inrae.fr et miquel.nadal-nadal@inrae.fr un CV, une lettre de motivation, et si possible un extrait de notes du master ou équivalent et une lettre de recommandation
- la date limite de soumission de candidature est le 23 juin 2025, des entretiens en visio ou sur place auront lieu du 30 juin au 4 juillet 2025
Candidate profile
- Master's degree or equivalent in Ecophysiology or Plant Physiology or other relevant fields. If the candidate has studied abroad, an equivalent training in plant biology is required.
- Motivated, dynamic, and curious student, enjoying teamwork and able to demonstrate autonomy. Availability and willingness to occasionally work outside regular hours are important.
- Skills in data analysis, basic knowledge of statistics, and programming (R) are a plus, especially in multi-variate analyses. Familiarity with scientific literature is necessary.
- Proficiency in English (scientific writing, communication).
- to apply, send a CV, a letter of motivation and, if possible, a transcript of your master's degree (or equivalent) marks and a letter of recommendation to oliver.brendel@inrae.fr and miquel.nadal-nadal@inrae.fr.
- the deadline for submitting applications is 23 June 2025; interviews will be held by videoconference or on site from 30 June to 4 July 2025
Référence biblio
Nadal M, Peguero-Pina JJ, Sancho-Knapik, Gil-Pelegrín E. 2025. Comparison of different methods to evaluate tissue damage in response to leaf dehydration in Quercus ilex L. and Q. faginea Lam. Physiologia Plantarum 177 (2), e70178. https://doi.org/10.1111/ppl.70178
Nadal M, Carriquí M, Badel E, Cochard H, Delzon S, King A, Lamarque LJ, Flexas J, Torres-Ruiz JM. 2023. Photosynthesis, leaf hydraulic conductance and embolism dynamics in the resurrection plant Barbacenia purpurea. Physiologia Plantarum 175 (5), e14035. https://doi.org/10.1111/ppl.14035
Nadal M, Clemente-Moreno MJ, Perera-castro AV, Roig-Oliver M, Onoda Y, Gulías J, Flexas J. 2023. Incorporating pressure–volume traits into the leaf economics spectrum. Ecology Letters 26 (4), 549-562. https://doi.org/10.1111/ele.14176
Brendel O, Epron D. 2022. Are differences among forest tree populations in carbon isotope composition an indication of adaptation to drought? Tree Physiology 42, 26–31. https://doi.org/10.1093/treephys/tpab143
Bogeat-Triboulot MB, Buré C, Gerardin T, Chuste PA, Le Thiec D, Hummel I, Durand M, Wildhagen H, Douthe C, Molins A, Galmés J, Smith HK, Flexas J, Polle A, Taylor G, Brendel O. 2019. Additive effects of high growth rate and low transpiration rate drive differences in whole plant transpiration efficiency among black poplar genotypes. Environmental and Experimental Botany 166, 103784. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2019.05.021
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Kannenberg SA, Guo JS, Novick KA, Anderegg WRL, Feng X, Kennedy D, Konings AG, Martínez-Vilalta J, Matheny AM. 2022. Opportunities, challenges and pitfalls in characterizing plant water-use strategies. Functional Ecology 36, 24-37. https://doi.org/10.1111/1365-2435.13945