Study of mechanisms involved in the establishment and expression of sunflower seed dormancy

A la récolte, les semences de tournesol (Helianthus annuus L.) sont dormantes et germent difficilement. Les objectifs de ce travail étaient de caractériser l’influence des facteurs génétiques et environnementaux sur la dormance des akènes de tournesol, de sa mise en place pendant le développement à son élimination après la récolte, et d’identifier des marqueurs moléculaires de la dormance. Deux essais agronomiques, mis en place en 2016 et en 2017 avec 2 génotypes, ont permis de mettre en évidence le rôle des facteurs génétiques ainsi que l’effet majeur de la vitesse de déshydratation des semences sur la plante mère sur l’intensité de la dormance à la récolte. L’ensemble de ces données nous a permis de proposer un modèle prédictif de l’intensité de la dormance à la récolte en intégrant des données environnementales. En complément, le transcriptome et le traductome des semences issues des deux génotypes et dont l’intensité de dormance à la récolte était différente, ont été étudiés. Cette analyse a permis de souligner que la dormance est un phénomène actif au niveau moléculaire et que sa régulation serait liée à une sélection différentielle des transcrits à traduire. Ce travail a permis d’identifier des marqueurs moléculaires de la dormance. Après la récolte, la dormance s’élimine progressivement au cours du stockage. Nos résultats montrent que la vitesse d’élimination est fortement modulée par les conditions de stockage (température et humidité relative de l’atmosphère) et le niveau de dormance initial des semences. En revanche nous ne mettons pas en évidence une composante génétique dans ce phénomène, qui semble donc strictement dépendre des conditions environnementales.Freshly harvested sunflower seeds (Helianthus annuus L.) are dormant and poorly germinate. The aim of this study was to characterize the influence of genetic and environmental factors on the dormancy of sunflower achenes, from its establishment during seed development to its elimination after harvest, and eventually to identify molecular markers of dormancy. Two agronomic trials set up in 2016 and 2017 using two genotypes, highlighted the role of genetic factors and pointed towards a major effect of the seed dehydration rate, while they are still on the mother plant, on the degree of dormancy upon harvest. All these results allowed us to propose a predictive model of the dormancy intensity at harvest by integrating environmental data. In addition, the transcriptome and translatome of two genotypes displaying differences with the intensity of dormancy at harvest during the agronomic trials were further studied. Theses analyses show that dormancy is an active phenomenon at the molecular level and that is regulation should be linked to a differential selection of transcript for translation. These results lead to the identification of molecular markers of dormancy enabling the establishment of protocols designed to rapidly detect dormancy. Since dry storage is known to progressively alleviate dormancy, our results further showed that this process is strictly modulated by the storage conditions (temperature and relative humidity of the atmosphere) and the initial level of seed dormancy. On the other hand, there was no evidence suggesting that the genetic component, which seems to be strictly dependent on environmental conditions, could be involved in this phenomenon