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Master Universitaire en

Amélioration génétique végétale

Édition actuelle : 1e partie : 26 septembre 2016 – 9 juin 2017 / 2e partie : septembre 2017 – juin 2018 ··
Prochaine édition : 1e partie : septembre 2018 – juin 2019 / 2e partie : septembre 2019 – juin 2020

Master Universitaire en

Amélioration génétique végétale

Description générale de l'unité

ECTS : 7
Heures de contact : 82 (58 cours, 24 travaux pratiques)
Heures de travail personnel : 93
Type : Obligatoire
Lieu de déroulement : Institut Agronomique Méditerranéen de Zaragoza et laboratoire du Département de Nutrition Végétale de la Station Expérimentale de Aula Dei du CSIC
Organisation temporelle
- Cette unité a lieu en première année académique du Master vers la moitié du deuxième semestre.
- L'évaluation de l'unité est effectuée pendant le deuxième semestre, par un examen écrit et par qualification des travaux pratiques réalisés.
Requis et permanence
Il n'y a pas de pré-requis
Méthodes d'enseignement
Combinaison de cours et travaux pratiques, étude et travail individuel, et visites techniques.
Langue
Les professeurs délivrent les cours en espagnol ou en anglais. Dans ce dernier cas, la traduction simultanée est assurée vers l'espagnol. La documentation fournie par les professeurs est en espagnol ou en anglais.

 

Présentation de l'unité et contexte dans l'organisation des enseignements

La première partie de l'unité est consacrée aux conditions adverses abiotiques, en particulier à l'amélioration de la résistance/tolérance des céréales à la sécheresse et de la tolérance à la chaleur. Comme étape préalable à leur manipulation sont abordées les bases physiologiques de la détermination du développement, de la croissance et du rendement, afin d'optimiser la sélection indirecte pour l'amélioration du rendement sous conditions adverses. Les mécanismes de résistance et/ou tolérance, les caractères adaptatifs et les méthodes de sélection utilisées sont étudiés. Des séances sur le terrain et en laboratoire sont effectuées pour mesurer différents paramètres physiologiques (fluorescence de la chlorophylle, pigmentations) afin de détecter si les plantes subissent des conditions de stress (sécheresse, salinité, carence en fer, etc.). La deuxième partie de l'unité concerne la tolérance et la résistance aux conditions adverses biotiques. On y étudie la biologie des ravageurs et la nature, les sources et la manipulation de la résistance, ainsi que les facteurs qui influencent son expression. On y souligne les aspects de l'amélioration végétale qui sont spécifiques à la résistance aux ravageurs et l'importance de l'utilisation de plantes résistantes dans le cadre de programmes durables de gestion intégrée des ravageurs. Cette deuxième partie aborde aussi l'amélioration pour la résistance aux champignons, bactéries, virus et nématodes. On y étudie l'interaction plante-pathogène et les différents mécanismes de résistance, en prêtant une attention spéciale à leur évaluation et aux méthodes de sélection pour obtenir des cultivars résistants. La troisième partie de l'unité se rapporte aux composantes de la qualité des cultures ainsi qu'aux facteurs qui la déterminent. Les démarches utilisées pour améliorer la qualité des cultures sont examinées, en considérant l'amélioration conventionnelle et autres méthodologies pouvant accroître l'efficience des processus de sélection.

 

Compétences

Compétences spécifiques

  • CS8 Évaluer les avantages et les inconvénients de l'utilisation de différentes stratégies et méthodologies pour accroître la tolérance/résistance à des conditions adverses sous une perspective d'amélioration de la productivité, de la sécurité et de la  qualité des cultures, en s'assurant de la durabilité des systèmes agricoles.
  • CS9 Intégrer la connaissance de la physiologie végétale, de la biochimie et de la pathologie végétale dans un programme d'amélioration génétique des plantes.
  • CS10 Planifier, développer et évaluer des programmes spécifiques d'amélioration génétique dans différentes situations et milieux, en tenant compte des matériels de départ, des objectifs fixés et des contraintes agronomiques, environnementales et socio-économiques.

Compétences générales

  • CG1 Intégrer les connaissances scientifiques et techniques et les appliquer de façon critique.
  • CG2 Effectuer des recherches d'informations scientifiques et/ou techniques et les soumettre à un traitement sélectif.
  • CG3 Analyser résultats ou stratégies et parvenir à des conclusions permettant de clarifier les problèmes afin d'y trouver une solution.

 

Résultats d'apprentissage

À l'issue de l'apprentissage de l'unité, l'étudiant :

  • Connaît les causes liées au stress que subissent les cultures en raison de facteurs abiotiques, en particulier la sécheresse et les fortes températures, ainsi que leurs bases physiologiques et biochimiques et les mécanismes d’adaptation des cultures à ces types de stress
  • Peut évaluer les stratégies possibles d’amélioration pour l’obtention de variétés de qualité supérieure ou résistantes/tolérantes à certains stress abiotiques, ravageurs et maladies, à l’aide d’une sélection correcte de sources de résistance ou de qualité, du choix du type de résistance à développer, de l’application de méthodes et de techniques d’amélioration adéquates et de l’incorporation d’applications génomiques
  • Comprend l’interaction plante-pathogène, les différents mécanismes de résistance développés par les cultures et la base génétique de cette résistance
  • A acquis une expérience pratique aux champs et en laboratoire pour la mesure de paramètres physiologiques liés aux stress abiotiques, pour l’inoculation et l’interprétation des résultats d’infections, et pour les processus d’évaluation des caractères de qualité
  • Comprend les caractéristiques qui déterminent la qualité chez les cultures et leurs produits, les composantes de cette qualité et les facteurs qui l’influencent, à travers l’étude de cas concrets

 

Contenu

  • Conditions abiotiques adverses
  • Conditions biotiques adverses
  • Qualité et valeur ajoutée

Activités d'apprentissage

Activité d'apprentissage 1 : Cours magistraux combinés à des études de cas
ECTS : 5,8
Heures : 145
Pourcentage en contact : 40%

Activité d'apprentissage 2 : Travaux pratiques aux champs pour mesurer l'état physiologique des plantes sous des conditions variables de stress abiotique. En particulier, on effectue des mesures de photosynthèse et de courbes de CO2 et de lumière. On calcule également par spectroradiométrie les index de végétation comme le NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Avec le SPAD (Soil Plant Analysis Development) on estime la teneur en chlorophylle dans les feuilles aux champs et avec un PAM on mesure aussi la fluorescence de la chlorophylle pour voir l'état photosynthétique des plantes.
ECTS : 0,3
Heures : 7,5
Pourcentage en contact : 80%

Activité d'apprentissage 3 : Travaux pratiques de laboratoire
(1) Mesure de la teneur en pigments photosynthétiques par chromatographie liquide à haute performance (HPLC) et mesure de la fluorescence de la chlorophylle. Ces séances pratiques sont effectuées au laboratoire du département de Nutrition Végétale de la Station Expérimentale de Aula Dei du CSIC.
(2) Détermination du stress biotique, en inoculant des plantules de différents génotypes d'orge avec deux souches d'un champignon pathogène. Après 5-7 jours de culture en serre on mesure l'étendue des lésions sur les feuilles et on détermine la réponse génotypique au stress, en caractérisant le type de résistance selon différents modèles quantitatifs en utilisant EXCEL. Ces travaux sont menés à l'IAMZ.
ECTS : 0,4 [(1) : 0,1, (2) : 0,3]
Heures : 10 [(1) : 2,5, (2) : 7,5]
Pourcentage en contact : 80%

Activité d'apprentissage 4 : Séminaire-table ronde sur la protection des cultures et la résistance des insectes aux plantes transgéniques.
ECTS : 0,2
Heures : 5
Pourcentage en contact : 80%

Activité d'apprentissage 5 : Visite technique d'un centre où est évaluée la qualité des produits végétaux, comme le Centre Technologique INNOPAN d'innovation pour les produits de boulangerie situé dans le Parc Scientifico-Technologique de Lleida.
ECTS : 0,3
Heures : 7,5
Pourcentage en contact : 80%

 

Méthodes d'évaluation

Système d'évaluation 1 : Examen écrit, composé à partir de questions préparées par les différents professeurs de l'unité. Il s'agit de questions de type QCM et de questions concrètes et rédactionnelles brèves. L'examen évalue autant le contenu des conférences que la compréhension des séances pratiques et de la thématique de la table ronde, et les processus observés lors de la visite technique.
Pour l'examen écrit les questions autres que celles de type QCM, sont notées d'après la précision conceptuelle et technique de la réponse et la démarche du raisonnement.
Pondération : 75% de la note finale de l'unité

Système d'évaluation 2 : Évaluation globale des résultats des travaux pratiques aux champs et en laboratoire par les professeurs qui les dirigent.
On évalue la compréhension de la méthodologie, la dextérité de la réalisation du travail et la validité des résultats.
Pondération : 25% de la note finale de l'unité  [Trav. champs : 10%, Trav. lab. (1) : 5%, Trav. lab. (2) : 10%]

 

Professeurs

Ramón ALBAJES, UdL, Lleida (Espagne)
José Luís ARAUS, Univ. Barcelona (Espagne)
Yuling BAI, Wageningen UR (Hollande)
Ramzi BELKHODJA, CIHEAM-IAMZ, Zaragoza (Espagne)
Abraham BLUM, ARO, Volcani Center, Bet Dagan (Israël)
Willem J. DE KOGEL, PRI, Wageningen UR (Hollande)
Juan José LÓPEZ-MOYA, CRAG, Barcelona (Espagne)
Fermín MORALES, CSIC-EEAD, Zaragoza (Espagne)
Salvador NOGUÉS, Univ. Barcelona (Espagne)
Félix ORTEGO, CSIC-CIB, Madrid (Espagne)
Roxana SAVÍN, UdL, Lleida (Espagne)
Roberto TUBEROSA, Univ. Bologna (Italie)