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Ecophysiologie et Génomique Fonctionnelle de la Vigne - UMR 1287 EGVF

UMR 1287 - EGVF

Unité Mixte de Recherche (INRA, ENITAB, Université de Bordeaux)

Ecophysiologie et Génomique Fonctionnelle de la Vigne
I.S.V.V Bordeaux, 210 Chemin de Leysotte

33882 Villenave d’Ornon Cedex, France

Soutenance de thèse Jing WU

Soutenance de thèse
Jing WU a soutenu sa thèse le mardi 13 février 2018 à 9h à l'amphithéatre de l'ISVV Bordeaux-Aquitaine.
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Jing WU
UMR EGFV
Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé - Spécialité Oenologie
Université de Bordeaux

Titre : Impact d'une augmentation modérée de la température du raisin sur le métabolome et le transcriptome / Effects of moderately elevated temperature on grape berry at metabolic and transcriptomic levels.

Jury :
PONI Stefano, Professeur Docente Università Cattolica del Sacro Cuore, Milano, Rapporteur
TORREGROSA Laurent, Professeur Supagro Montpellier, Rapporteur
SIRET René, Professeur ESA Angers, Examinateur
THIBON Cécile, Ingénieur de Recherches, INRA Bordeaux-Aquitaine, Examinateur
PIERI Philippe, Chargé de Recherches, INRA Bordeaux-Aquitaine, Directeur
GUILLAUMIE Sabine, Maître de Conférence, Université de Bordeaux, Invitée

Résumé :
La viticulture dépend des conditions climatiques. Dans le contexte de réchauffement climatique, les changements de la vigne et du raisin sous l’effet des températures élevées vraisemblables pour les prochaines décennies pourraient modifier l’aire de répartition des cépages et même menacer la durabilité de la viticulture des régions chaudes. L’objectif de cette étude était donc d’analyser les effets de l’élévation de température sur la composition du raisin, du transcriptome au métabolome. L’utilisation d’un système « open top » passif au vignoble a permis d’augmenter la température autour des grappes de 0.5-1.6 °C en moyenne, une valeur compatible avec le réchauffement climatique prévisible. Les expérimentations ont été conduites sur Cabernet Sauvignon (CS) et Sauvignon Blanc (SB), de la nouaison à la surmaturité, à Bordeaux (France) et en Barossa Valley (Australie). Les analyses ont ciblé essentiellement les métabolites primaires, les composés phénoliques et aromatiques (l’IBMP, arôme de poivron vert; les précurseurs de 3SH, arôme de pamplemousse et la ßdamascenone, arômes floraux). En complément, des analyses RNA-seq et q-PCR ont été réalisées pour explorer la réponse transcriptomique à cet échauffement modéré en conditions réalistes de vignoble. L’échauffement modéré a peu affecté les concentrations en sucres, acides et total en acides aminés, mais a modifié la distribution des différents acides aminés. La composition en acides aminés s’est principalement différenciée suivant la variété, le stade de développement et le site expérimental. Les concentrations finales en IBMP n’ont pas été affectées par l’échauffement. Cependant, à la fermeture de la grappe, les baies de CS échauffées avaient une moindre concentration en IBMP associée à une sous-expression de VviOMT3. IBMP des baies de SB échauffées n’a pas montré de différenciation, bien que les niveaux d’expression de VviOMT3 et VviOMT4 soient diminués. Les effets limités et dépendant du génotype suggèrent qu’une augmentation modérée de la température ne serait pas suffisante pour modifier significativement l’IBMP. Glut-3SH-Al était bien plus concentrée que Glut-3SH et Cys-3SH. le traitement échauffé a fait diminuer la présence de Glut-3SH-Al et Cys-3SH dans les baies de SB, en association avec une sous-expression de VviGST4. Par ailleurs, VIT_08s0007g01420 (GSTU8) a été réprimé par le traitement, et pourrait donc être un gène candidat potentiel impliqué dans la biosynthèse de précurseurs de 3SH. Pour les baies de CS, les concentrations en caroténoïdes totaux et celles des deux caroténoïdes majeurs (la lutéine et le β-carotène) n’ont pas réagi à l’augmentation de température. La zéaxanthine a montré une tendance à la diminution sous l’effet de l’échauffement, jusqu’à une diminution significative. Cette concentration plus faible pourrait limiter la biosynthèse de β-damascenone et expliquer la plus faible teneur en β-damascenone observée dans les baies à surmaturité en cas de température élevée. Un total de 357 gènes (DEGs) ont été différentiellement exprimés en réponse à l’augmentation de température pour les échantillons de 2015 à Bordeaux. D’après l’analyse d’enrichissement GO, le traitement a principalement régulé quatre catégories en relation avec les microtubules, la paroi cellulaire, l’espace extracellulaire et l’activité des facteurs de transcription. 6 DEGs liés à la biosynthèse des anthocyanes ont été régulés négativement, ce qui pourrait expliquer, au moins en partie, la concentration réduite en anthocyanes totaux observée dans les baies de CS échauffées. En revanche, les tanins n’ont pas été affectés par l’augmentation de la température. Les résultats permettent une meilleure compréhension des effets potentiels du réchauffement climatique sur la composition en métabolites des baies durant leur développement, et d’acquérir de nouvelles connaissances moléculaires concernant la réponse des baies de raisin à un échauffement modéré en conditions de vignoble.