Biostimulants: a lever in the vine's response to water constraints? Genotypic, phenotypic, molecular and microbial responses of the grapevine root compartment
Résumé
In a context of climate change, cultivated vines are subject to numerous abiotic stresses and, in particular, to frequent water constraints. Also, the root system is a major component in the plant physiology in the sense that it is, among other things, essential for plant water and nutrient uptake. The development and architecture of the latter will contribute to defining the soil exploration characteristics. On one hand, these two parameters (i.e. development and architecture) could be impacted by abiotic stress and lead to plant decline situations. On the other hand, they could be improved by the use of stimulation products (biostimulants), facilitating root implantation and access to hydro-mineral resources. However, the response of the vine to biostimulants can be genotype and product dependent. In addition, the repercussion induced, both by abiotic constraint and by biostimulation, on the microbiota associated with the vine and therefore characterizing the root holobiont, remains less studied. This is why we have phenotyped, in 5 different genotypes of rootstock, the interest of biostimulant solutions (i.e. commercial products recommended to stimulate root development) in the grapevine root functioning and its resistance to water stress. We demonstrated strong genotypic responses and characterized, for the 3309 C rootstock, molecular effects, of both a water stress and a biostimulant effect (in response to a water stress or not). Finally, we also sought to determine how such physiological modulations could be perceived by the microorganisms associated with the plant (i.e., in the rhizosphere and roots). Indeed, in the context of the development of new agroecological practices, the microbiota represents an additional source of genetic and phenotypic variability for the plant, which could be exploited by agricultural practices and which it is important to take into consideration.
Dans un contexte de changement climatique, la vigne cultivée est soumise à de nombreux stress abiotiques et, en particulier, à des contraintes hydriques fréquentes. Dans ce cadre, le système racinaire est une composante majeure dans la physiologie de la plante dans le sens où il est, entre autres, responsable du prélèvement des ressources hydriques et minérales. Aussi, le développement et l’architecture de ce dernier vont contribuer à définir les caractéristiques d’exploration du sol. Ces deux paramètres (i.e. développement et architecture) peuvent être impactés par des stress abiotiques et conduire à des situations de dépérissement du végétal. Ils peuvent, a contrario, être améliorés par l’utilisation de produits de stimulation (biostimulants), facilitant l’implantation racinaire et l’accès aux ressources hydro-minérale. Pour autant, la réponse de la vigne à des biostimulants peut être génotype et produit dépendant. De plus, la répercussion induite, tant par la contrainte abiotique que par la biostimulation, sur le microbiote associé à la plante et donc l’holobionte racinaire, reste une inconnue. C’est pourquoi nous avons phénotypé, chez différents génotypes de porte-greffe, l’intérêt de certaines solutions de stimulation (i.e. spécialités commerciales préconisées pour stimuler le développement racinaire) dans (i) le fonctionnement racinaire de la plante et (ii) sa résistance à une contrainte hydrique. Nous avons mis en évidence des réponses génotypiques fortes et avons caractérisé, pour le seul génotype 3309 C, des effets moléculaires, tant de la contrainte hydrique que de la réponse au biostimulant (en réponse ou non à la contrainte hydrique). Enfin, nous avons également cherché à déterminer en quoi les modulations physiologiques induites sur le végétal peuvent être perçues par les microorganismes associés au végétal (de la rhizosphère et des racines). En effet, dans le cadre du développement de nouvelles pratiques agroécologiques, le microbiote représente une source de variabilité génétique et phénotypique supplémentaire pour la plante, qui pourrait être exploitée par les pratiques agricoles et qu’il est important de prendre en considération.
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