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Effet du stress hydrique sur le comportement écophysiologique et la maturité phénolique de la vigne Vitis vinifera L. : étude de cinq cépages autochtones de Midi-Pyrénées

Attia, Faouzi (2007) Effet du stress hydrique sur le comportement écophysiologique et la maturité phénolique de la vigne Vitis vinifera L. : étude de cinq cépages autochtones de Midi-Pyrénées. (Effects of water stress on grapevine (vitis vinifera L.) ecophysiological behaviour and phenolic maturity : study of five authochtonous grapecultivars from Midi-Pyrénées region.)

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2.1 Mo

Abstract

Eu égard aux changements climatiques, la vigne est de plus en plus soumise à des conditions de sècheresse estivale prononcée, provoquant un stress hydrique important. Cette étude a porté sur les cinq principaux cépages du vignoble midi pyrénéen : Cot, Négrette, Tannat, Fer Servadou et Duras en situation de stress hydrique. Les études ont été réalisées en culture hydroponique sous serre en conditions contrôlées. Dans un premier temps, nous avons caractérisé l’état hydrique et le comportement écophysiologique (photosynthèse et fluorescence) de trois cépages Cot, Négrette et Fer Servadou en conditions de cultures normales et sous stress hydrique. Les résultats obtenus montrent un comportement différent des cépages vis-à-vis de la limitation de la photosynthèse. Soumis à une concentration élevée de CO2, l’activité photosynthétique du Fer Servadou est rétablie, confirmant que la limitation est essentiellement stomatique et que celle-ci est étroitement liée à la conductibilité hydraulique du cépage. Ces limitation stomatique et non-stomatique sont non seulement liées à la sensibilité du cépage après installation de la contrainte, mais aussi à ses propriétés hydrauliques. Dans un deuxième temps nous nous sommes intéressés d’une part aux conséquences de limitation de l’assimilation de carbone à l’échelle saisonnière sous contrainte hydrique, et d’autre part aux processus de maturité phénolique de la baie de raisin. Les effets de l’alimentation hydrique sur les caractères morphologiques de la baie ainsi que sur les teneurs en composés phénoliques ont été mis en relation avec le poids frais de la baie. Les résultats obtenus montrent une différence du comportement du cépage par rapport à l’évolution des anthocyanes et des tanins au cours de la période de maturité. La variation la plus importante de ses paramètres est essentiellement due aux variations du poids frais de la baie. Des travaux ont été menés pour caractériser certains effets de l’application d’un produit, limitant les stress hydrique, à l’échelle de la plante entière en situation de contrainte hydrique (Vitis vinifera L.) et celle au niveau cellulaire (Arabidopsis thaliana et Nicotiana plumbaginifolia). L’application du produit sur le cépage Cot stimule l’activité photosynthétique en augmentant la conductance stomatique. L’efficience photosynthétique de l’utilisation de l’eau est améliorée car l’assimilation du CO2 est plus importante que la transpiration. Les résultats obtenus sur les suspensions cellulaires montrent que le produit provoque une augmentation de calcium dans le cytosol, induit un efflux d’anions, une alcalinisation du milieu et une production d’espèces actives de l’oxygène. Ceci suggère une action de type éliciteur. Les effets sont dose-dépendants. ABSTRACT : Versus actual climate change, grapevine is subjected to a more and more stressful conditions especially water stress during summer. We studied five widespread grape cultivars from the Midi-Pyrénées region in southern France, Cot, Négrette, Tannat, Fer Servadou and Duras under water stress. These studies were carried out under controlled conditions in greenhouse. First, we characterized the water status and ecophysiological behaviour under water stress conditions (photosynthesis and chlorophyll fluorescence) of three grape cultivars Cot, Négrette and Fer Servadou. The obtained results showed a specific behaviour for photosynthesis depending on the grape cultivar and the drought treatment. When subjected to elevated CO2 concentration, Fer Servadou grape cultivar restored its photosynthetic activity, confirming that the limitation level of the net photosynthesis assimilation for this grape cultivar is mainly stomatal; this behaviour was related to the leaf specific hydraulic conductance. The stomatal on non stomatal limitation are not only dependent on the cultivar sensitivity to water stress, but also to its hydraulic properties. Second, we were interested on the consequences water availability on the limitation of the net photosynthetic assimilation of CO2 on a seasonal pattern, and then the effects of water stress on grape maturity during ripening period especially on phenolic maturity. Water stress effects on the morphological berry components and phenolic compounds were deeply analyzed on berry fresh weight basis. The obtained results showed specific behaviour of the grape cultivar on tannins and anthocyanins accumulation during ripening period and at maturity. The main factor which can explain these variations is berry fresh weight; and thereafter the water stress level. We carried out an experiment to explain the effect of processed calcite particles on gas exchange parameters at plant level with grapevine (Vitis vinifera L.) under water stress conditions and its cellular signalling process at cellular level (Arabidopsis thaliana and Nicotiana plumbaginifolia). The application of this processed calcite particles on Cot stimulates photosynthetic activity and this via increasing stomatal conductance. The photosynthetic of water use efficiency is improved because the assimilation of CO2 is more important than transpiration. Our results on cellular culture suspensions show that the processed calcite particles increased cytosolic calcium, induced an efflux of anions, medium alkalinization and production of reactive oxygen species. This suggests that this product acts as an elicitor. The effects are dose-dependent.

Department:Centre Oenologie-Viticulture Midi-Pyrénées (Castanet-Tolosan, France)
Directeur de thèse:Garcia, Marc Pierre and Lamaze, Thierry
Uncontrolled Keywords:Vitis vinifira L. - Stress hydrique - Maturité phénolique - Photosynthèse - Conductance stomatique - Anthocyanes - Calcite micronisée - Signalisation cellulaire. KEYWORDS : Vitis vinifira L. - Water stress - Phenolic maturity - Photosynthesis - Stomatal conductance - Anthocyanins - Micronized calcite - Cellular signalling
Subjects:Agronomy
Agronomy > Plant sciences
Deposited On:09 June 2008

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