Titre du projet : Optimisation des pratiques agricoles : utilisation de la chicorée comme culture intercalaire pour améliorer la durabilité et la productivité viticoleductivity

Nom du/des promoteurs (tutelle/institution) :

Directeur 1 : Jean-Louis HILBERT, Prof, ULille, UMRT BioEcoAgro Equipe 5, Equipe Chic41H (France)

Co-directeur : Anca LUCAU-DANILA, MCF, HDR, ULille, UMRT BioEcoAgro Equipe 5, Equipe Chic41H (France)

Directeur 2: Alicia POU MIR, PhD, titulaire CSIC (CSIC-UR-GR Instituto de Ciencias de la Vid y del Vino (ICVV), Logroño (Espagne)

Collaboration existante ou possible à l’intérieur de l’UMRT :

Collaboration existante ou possible à l’extérieur de l’UMRT : thèse en cotutelle internationale. Le directeur espagnol fera simultanément la demande auprès de l’ICVV.

Bref descriptif de la thématique (1 page maximum):

Contexte du projet doctoral

Les pratiques agricoles actuelles sont soumises à une critique croissante en raison de la toxicité des produits phytosanitaires utilisés dans l'agriculture conventionnelle, ainsi que des produits à base de cuivre utilisés en agriculture biologique. La chicorée (Cichorium intybus), reconnue pour sa robustesse et sa rusticité (Hilbert and Rambaud, 2023), constitue un réservoir significatif de microorganismes bénéfiques à la fois au niveau rhizosphérique et endophyte (Leclercq L., manuscrit en préparation). Ces microorganismes confèrent à la chicorée une tolérance accrue à divers stress environnementaux, y compris les métaux, ainsi qu'une capacité avérée à solubiliser le phosphate (Leclercq et al., 2025) et à accumuler des métaux au niveau de ses racines (Guérin et al., 2022 ; Wu et al., 2023 ; Bonisseau, 2024). En tant que culture intercalaire, la chicorée présente un potentiel prometteur pour améliorer la qualité du sol, augmenter la disponibilité des nutriments et réduire les résidus de métaux et autres contaminants, rendant ainsi le sol plus sain et les nutriments plus accessibles aux cultures principales telles que la vigne.

Le projet de thèse s’articule autour de plusieurs objectifs complémentaires :

1. Les bénéfices physiologiques de la chicorée. Une mise en place d’expérimentations multi-échelles sera conduite en conditions contrôlées (serre et chambres de culture) ainsi qu’en champ, afin d’évaluer la dynamique nutritionnelle, hydrique et la tolérance aux métaux, en particulier au cuivre, chez la chicorée et la vigne cultivées séparément ou conjointement. Les effets bénéfiques potentiels de la chicorée dans des situations de stress nutritionnel, hydrique et de pollution métallique (phytoextraction du cuivre) seront analysés sur les deux espèces, à travers des approches physiologiques, transcriptomiques (microarrays ADN ou RNA-seq), ainsi qu’à l’aide du système ICP-OES (Inductively Coupled Plasma–Optical Emission Spectrometry) pour déterminer la teneur en cuivre.

2. Les bénéfices du microbiote de la chicorée. La dynamique du microbiote rhizosphérique et endophyte de la chicorée et de la vigne, dans les différentes conditions expérimentales mentionnées ci-dessus, sera analysée par des approches métagénomiques (séquençage NGS de l’ADN microbien). La composition du microbiote de la chicorée étant déjà connue grâce à des travaux antérieurs, l’étude portera sur la caractérisation du microbiote rhizosphérique et endophyte de la vigne. Sur cette base, un microbiote synthétique (SynCom) chicorée-vigne sera constitué à partir de souches microbiennes bénéfiques. Ces souches auront pour rôle d’améliorer l’utilisation des ressources du sol et d’accroître la tolérance des plantes de vigne aux métaux et au stress hydrique. L’efficacité de ce microbiote synthétique sera évaluée en conditions contrôlées puis en champ.

3. Étude des interactions plante-plante et plante-microbiote. L’interaction entre la chicorée, la vigne et leurs microbiotes respectifs sera explorée via l’analyse des exsudats racinaires des deux espèces, dans les différentes modalités de culture (plantes seules, co-culture vigne-chicorée, en présence ou en absence du SynCom). L’analyse qualitative et quantitative des composés exsudés, sera réalisée par des approches métabolomiques (RMN, LC-MS), et sera suivie de l’interprétation des résultats en lien avec les profils microbiens précédemment obtenus.

Le matériel végétal nécessaire au projet sera fourni par l’entreprise Florimond Desprez, partenaire de l’Université de Lille au sein de l’équipe mixte Chic41H (pour la chicorée) et ICVV Espagne (pour la vigne). Les expérimentations en serre et en chambres de culture seront réalisées à l’Université de Lille, tandis que les essais en champ seront conduits en France (collaboration avec l’Université de Reims) et dans la région semi-aride de La Rioja (ICVV, Espagne). Le candidat collaborera de ce fait avec les membres de l’équipe Chic41H de l’Université de Lille, avec l’équipe Résistance Induite et Bioprotection des Plantes - USC INRAE 1488 de l’Université de Reims Champagne Ardenne, et avec des chercheurs de l’ICVV Espagne.

Bibliographie

• Delfine, S., Fratianni, A., D’Agostino, A., & Panfili, G. (2022). Influence of drought stress on physiological responses and bioactive compounds in chicory (Cichorium intybus L.): Opportunity for a sustainable agriculture. Foods, 11(22), 3725.

• Fouré, M., Dugardin, C., Foligné, B., Hance, P., Cadalen, T., Delcourt, A., Taminiau, B., Daube, G., Ravallec, R., Cudennec, B., Hilbert, J.-L., & Lucau-Danila, A. (2018). Chicory roots for prebiotics and appetite regulation: A pilot study in mice. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 66(26), 6439–6449. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.8b01055

• Kulkarni, T. S., Siegien, P., Comer, L., Vandel, J., Chataigne, G., Richel, A., Wavreille, J., Cudennec, B., Lucau-Danila, A., Everaert, N., Ravallec, R., & Schroyen, M. (2024). A comparative study of the effects of crude chicory and inulin on gut health in weaning piglets. Journal of Functional Foods, 123, 106578. https://doi.org/10.1016/j.jff.2024.106578

• Leclercq L, Debarre S, Lloret E, Taminiau B, Daube G, Rambaud C, Drider D, Siah A, Desprez B, Hilbert JL, Lucau-Danila A (2025) Unveiling the hidden allies of industrial chicory: A metagenomic exploration of rhizospheric microbiota and their impact on productivity and plant health. Frontiers in Microbiology, ID 1509094,16. https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1509094

• Lesk, C., Rowhani, P., & Ramankutty, N. (2016). Influence of extreme weather disasters on global crop production. Nature, 529, 84–87. https://doi.org/10.1038/nature16467

• Pouille, C. L., Dugardin, C., Behra, J., Tourret, M., Molinié, R., Fontaine, J.-X., Mathiron, D., Palaric, C., Gagneul, D., Ravallec, R., Rambaud, C., Hilbert, J.-L., Lucau-Danila, A., & Cudennec, B. (2024). Metabolomic monitoring of chicory during in vitro gastrointestinal digestion and correlation with bioactive properties. Food Chemistry, 467, 142344. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.142344

• Pouille, C. L., Ouaza, S., Roels, E., Behra, J., Tourret, M., Molinié, R., Fontaine, J.-X., Mathiron, D., Gagneul, D., Taminiau, B., Daube, G., Ravallec, R., Rambaud, C., Hilbert, J.-L., Cudennec, B., & Lucau-Danila, A. (2022). Chicory: Understanding the effects and effectors of this functional food. Nutrients, 14(5), 957. https://doi.org/10.3390/nu14050957

• Pouille, C. L., Jegou, D., Dugardin, C., Cudennec, B., Ravallec, R., Rambaud, C., Hilbert, J.-L., & Lucau-Danila, A. (2020). Chicory root flour – A functional food with potential multiple health benefits evaluated in a mice model. Journal of Functional Foods, 74, 104174. https://doi.org/10.1016/j.jff.2020.104174

• Poursakhi, N., Razmjoo, J., & Karimmojeni, H. (2019). Interactive effect of salinity stress and foliar application of salicylic acid on some physiochemical traits of chicory (Cichorium intybus L.) genotypes. Scientia Horticulturae, 258, 108810.

• Suzuki, N., Rivero, R. M., Shulaev, V., Blumwald, E., & Mittler, R. (2014). Abiotic and biotic stress combinations. New Phytologist, 203(1), 32–43. https://doi.org/10.1111/nph.12797

• Zandalinas, S. I., Mittler, R., Balfagón, D., Arbona, V., & Gómez-Cadenas, A. (2017). Plant adaptations to the combination of drought and high temperatures. Physiologia Plantarum, 159(2), 122–129. https://doi.org/10.1111/ppl.12540