Réponses développementales et physiologiques de la Microvigne aux températures élevées : caractérisation de l’effet sur le bilan carboné et son implication dans l’avortement précoce des organes reproducteurs
Résumé
Global warming is likely to be a major issue for grapevine yield sustainability in the next years. A common hypothesis is that long-term elevated temperatures may cause the failure of key phases of reproductive development, through their negative impact on carbon balance. However, testing the specific role of plant carbon status on yield elaboration under elevated temperatures is difficult on perennial crops, such as grapevine, and when environment fluctuates. To overcome these difficulties, the present work was conducted under fully controlled environment using a natural, giberrelic acid insensitive mutant of grapevine called Microvine, as a new model for grapevine genetics and physiological studies. This mutant present a dwarf stature and lack of juvenile characteristics leading to the continuous flowering and fruiting even during the first year after sowing. The present study was aimed at (i) developing a framework of analysis for Microvine; (ii) describing vegetative and reproductive developments responses to temperature elevation at whole plant level, and more precisely on early reproductive development abortions; (iii) characterizing grapevine carbon balance responses to temperature; and finally (iv) evaluating carbon balance implication in temperature-dependent early reproductive development abortions. This work shows that complete inflorescence abortions observed in response to temperature were related to carbon status, either expressed though total carbohydrate, or through the level of reserves at the whole plant level. This study opens the way to use Microvine as model to address the impact of climate warming on grapevine vegetative and reproductive developments.
Dans le contexte de réchauffement climatique, le maintien des rendements est un enjeu majeur pour la filière viticole. L’augmentation des températures impacte négativement certaines phases clés du développement reproducteur en induisant notamment des phénomènes de coulure ou de pertes précoces d’inflorescence. L’altération du bilan carboné pourrait être un facteur majeur des diminutions de rendements en réponse aux températures élevées et l’évaluation de cette hypothèse permettrait d’ajuster les pratiques pour limiter les effets du réchauffement climatique. Si l’implication du bilan de carbone chez les plantes annuelles semble être à la base des baisses de rendement observées ces dernières années, les choses sont beaucoup moins claires chez des pérennes comme la vigne du fait des très nombreux cofacteurs possible ainsi que de la difficulté à expérimenter dans des conditions totalement contrôlées. Afin de s’affranchir de ces contraintes, notre étude a été réalisée en conditions contrôlées sur la Microvigne, un mutant naturel insensible à l’acide gibbérellique et un nouveau modèle d’étude pour la génétique et la physiologie de la vigne. Ce mutant présente un phénotype nain et une floraison et fructification continues le long de l’axe proleptique. L’approche utilisée dans cette étude a consisté à (i) développer un cadre d’analyse adapté à la Microvigne; (ii) décrire l’impact de l’élévation de la température, sur les développements végétatif et reproducteur de la vigne, et plus particulièrement l’avortement des stades précoces du développement reproducteur; (iii) caractériser les changements du bilan de carbone de la Microvigne induits par la contrainte thermique, et enfin (iv) évaluer l’implication potentielle du bilan de carbone dans les phénomènes d’avortement précoces en réponse au stress thermique. Ce travail a permis de mettre en évidence des phénomènes d’avortement complet d’inflorescences en réponse à l’élévation des températures. Par ailleurs, nous avons pu montrer un rôle du statut carboné dans ce phénomène, soit via les teneurs totales en carbohydrates, soit via l’état global des réserves à l’échelle de la plante. Ce travail montre les potentialités su modèle Microvigne et ouvre de nouvelles perspectives pour l’analyse des effets des contraintes abiotiques sur le développement végétatif et reproducteur de la vigne.
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