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Laboratoire d’accueil : LEPSE
Équipe d’accueil : ETAP
Responsable de stage : A. Pellegrino (co-resp. L. Torregrosa) - Contact : anne.pellegrino@supagro.fr
Adresse de l’unité d’accueil : Institut Agro Montpellier; UMR LEPSE, Bât 7, 2 place P. Viala 34060 Montpellier

Période et conditions du stage : 6 mois à partir de Janvier 2024 avec gratification réglementaire - Accès au restaurant collectif, la Marmite, avec subvention.

CONTEXTE SCIENTIFIQUE

La migration de la vigne vers des latitudes élevées est actuellement prospectée par la filière viticole pour atténuer le réchauffement climatique. Les variations de latitude impactent la quantité et la qualité du rayonnement solaire (Chiang et al., 2019). En effet, avec la latitude, la durée d’éclairement estival et les périodes à faible azimut solaire (<20°) augmentent alors que le flux radiatif annuel diminue. On sait aussi que le spectre lumineux est dépendant de l’angle solaire, avec des variations à la fois des proportions de rouge, bleu et ultraviolets mais également du ratio rouge:infrarouge (Chiang et al., 2019). Au-delà du rôle énergétique de la lumière (durée, intensité) sur l’assimilation du carbone par la plante, sa qualité, perçue par différents photorécepteurs joue également un rôle dans la réponse aux stress radiatifs, la phénologie, le développement végétatif et le métabolisme des fruits (Sysoeva et al., 2010). Par ailleurs, les plantes pérennes ont évolué de manière à synchroniser leur cycle de développement avec les fluctuations abiotiques circadiennes et saisonnières notamment en s’adaptant aux variations de rayonnement dans leurs régions de domestication, le pourtour méditerranéen pour la vigne Vitis vinifera. Ces cycles induisent des modifications du fonctionnement à la fois quotidiennes (mouvement des feuilles, oscillations de croissance des feuilles, des racines et des fruits ; photosynthèse/respiration, accumulation de sucres et de protéines) et annuelles (dormance des bourgeons, induction florale, phénologie) (Rienth et al., 2014). En particulier, la photopériode, en lien avec les autres conditions climatiques incluant la température et le déficit de saturation de l’air) VPD, conditionne le flux de carbone mais aussi la dynamique hydrique, et donc le flux de la plupart des autres minéraux qui fonctionnent donc comme autant d’oscillateurs journaliers de la balance nutritionnelle et hydrique de la plante avec in fine un impact sur le rendement et la composition des fruits.

OBJECTIFS DU STAGE

L’ambition du stage est d’étudier l’adaptation de la vigne à de nouvelles conditions de culture en vue de son déploiement vers des latitudes supérieures. L’étude sera notamment centrée sur le déterminisme de la croissance et du métabolisme primaire des baies en lien avec le fonctionnement photosynthétique foliaire et les dynamiques de partition du carbone au sein de la plante. Il s’agira d’évaluer si des modifications de la qualité du rayonnement journalier, ou des cycles de température et de VPD circadiens sont conciliables avec une production stable de fruits mûrs. Les expérimentations seront conduites en conditions contrôlées en testant à intensité lumineuse constante les impacts (i) de deux scenarii de spectres radiatifs ou (ii) de combinaisons variables des couples  température-VPD diurne/nocturne. La microvigne, mutant naturel de vigne caractérisé par une morphologie naine et une fructification continue, sera utilisée comme modèle d’étude. Ce modèle permet par de répondre à plusieurs contraintes physiques (limitation de l’espace; accès limité aux produits phytosanitaires) imposées par les expérimentations en conditions de culture artificielles. L’équipe d’accueil a développé une expertise avancée sur la physiologie et la génétique de ce modèle depuis 15 ans (Torregrosa et al., 2019) utilisé dans divers programmes de recherche sur l’interaction plante x environnement (ANR DURAVITIS, SYNCHRO METAB, MITS). Elle dispose de lignées de microvigne résistantes aux maladies fongiques (mildiou, oïdium) qui ont été pré-multipliées pour être disponibles dès le début du stage. Dans les conditions d’expérimentation envisagées, la période floraison-maturité des fruits dure 70 jours, ce qui permet durant le stage d’étudier un cycle reproducteur complet.

TECHNIQUES UTILISÉES

Matériel végétal : 1 lignée de microvignes issue du croisement entre la microvigne femelle V. vinifera V3 (Chaib et al., 2010) et l’hybride intergénérique M. rotundifolia x V. vinifera G5. Cette lignée est porteuse du locus run1/rpv1 conférant la résistance à deux maladies fongiques très importantes, le mildiou et l’oïdium (Feechan et al., 2013). 

Modalités écophysiologiques : Trois phytotrons de 1 m2 contenant chacun 6 plantes seront utilisés durant 3 mois. Les 2 premiers phytotrons serviront à tester 2 modalités de spectres lumineux (ratios visible : infra-rouges : ultraviolets variables) à intensité et durée de rayonnement, GDD (Growing degree days) et VPD (Vapor pressure deficit) quotidiens identiques. Dans le 3ème phytotron, quatre combinaisons de couples contrastés de températures (ex 25/15°C) x VPD (ex: 0.5/2 KPa) jour/nuit seront imposés sur des périodes de 15 jours à intensité et durée de rayonnement constantes.

Variables mesurées :

• Organogenèse foliaire et dynamique de croissance des feuilles;
• Fonctionnement photosynthétique (LICOR) et dynamique des réserves en amidon foliaires (dosages enzymatiques) ;
• Consommation en eau et WUE (Water use efficiency);
• Phénologie : durées floraison-véraison et véraison-maturité ;
• Dynamique de croissance fruit et bilan d’accumulation de biomasse C (métabolites 1, HPLC).

REFERENCES

Chiang, C.; Olsen, J.E.; Basler, D.; Bånkestad, D.; Hoch, G. (2019) Latitude and Weather Influences on Sun Light Quality and the Relationship to Tree Growth. Forests 10(8), 610. https://doi.org/10.3390/f10080610.

Feechan A., Anderson C., Torregrosa L., Jermakow A., Reisch B., Aubourg S. Bentahar N., Shrestha B., Bouquet A., Adam-Blondon A-F., Thomas M., Dry I. (2013) Genetic dissection of a TIR-NB-LRR locus from the wild North American grapevine species Muscadinia rotundifolia identifies paralogous genes conferring resistance to major fungal and oomycete pathogens in cultivated grapevine. Plant J. 76: 661-674.

Rienth M., Torregrosa L., Luchaire N., Chatbanyong R., Lecourieux D., Kelly M., Romieu C. (2014) Day and night heat stress trigger different transcriptomic responses in green and ripening grapevine (Vitis vinifera) fruit. BMC Plant Biol. doi:10.1186/1471-2229-14-108.

Sysoeva M. I., Markovskaya E. F., Shibaeva T. G. (2010). Plants under continuous light: a review. Plant Stress. 4, 5–17.

Torregrosa L., Rienth M., Romieu C., Pellegrino A. (2019) The microvigne, a model for grapevine physiology studies and genetics. OenoOne 53, DOI: https://doi.org/10.20870/oeno-one.2019.53.3.2409.