Evolution de l'hétérogénéïté des baies (Vitis vinifera L.) durant la maturation du raisin

Abstract

The timing of grape picking is a critical point for to production of high quality wines. Berry growth and major solutes are routinely measured on a mix of randomly sampled berries, in order to characterize the advancement of ripening at the vineyard scale, and optimize the date of harvest with respect to the specific conditions of the millesime. Most if not all knowledge on grape berry metabolism emerged from this procedure. Since berries do not ripen simultaneously, averaging induces a statistical bias leading to underestimation of water, sugars and organic acids fluxes in individual berries. Moreover, detachment of fruits not only blocks sugar import whose speed, even underestimated, largely exceeds the measured variable, but also reverses the direction of vacuolar transport. The influence of temperature on the nature of the respiratory substrate and on global carbon balance needs to be revisited because of these two possible artefacts.

This preliminary study aims at evaluating the heterogeneity of developing berries and to decipher the relations between growth, sugar storage, and malate breakdown, at the cluster and berry levels, rather than on the average population. The scattering of sugars and malic acid concentrations shows that heterogeneity among berries is maximal at veraison. Berry volume shows considerable variationwithin and between clusters and doubles during the first period of sugar accumulation, while malate disappears. Sugar accumulation then continues at a constant volume (rate?), and its concentration tends to homogenize during this process, while malate content is maintained at a very low value. Finally, phloem unloading completely stops and sugars concentrate as the result of shriveling, malate being totally exhausted at this stage. Preliminary results on respiration show that stopping phloem unloading would increase the O2 demand by 25%.

Keywords : berry development, heterogeneity, organic acid, sugar, respiration

Résumé

La date des vendanges est un paramètre déterminant pour produire des vins de qualité. Pour déterminer l’évolutions de la maturation à l'échelle du vignoble, et adapter la récolte aux conditions spécifiques de chaque millésime, on suit la croissance et les solutés majeurs sur des mélanges de baies échantillonnées au hasard. L’ensemble de nos connaissances sur le métabolisme du raisin repose la même procédure. Elle induit un biais statistique qui conduit à sous-estimer les flux d’eau, de sucres, et d’acides dans les baies individuelles, qui ne murissent pas simultanément. En outre, les flux respiratoires ont été déterminés sur baies détachées, ce qui bloque l’import des photoassimilats dont la vitesse, bien que sous-estimée, s’avère considérable par rapport à la respiration. L’effet de la température sur la nature du substrat respiratoire des baies mûrissantes et la balance carbonée des baies doivent donc être revisités en profondeur, en raison de ces deux artefacts.

Ce travail préliminaire vise à évaluer l’hétérogénéité des baies en cours de développement et à analyser les liens entre croissance, stockage des sucres et métabolisme du malate, à l’échelle de la grappe et de la baie, plutôt qu’à celui de la population. La dispersion des concentrations en sucres et en acide malique montre que l’a-synchronie des baies est maximale à la véraison. En dépit de très fortes variations du poids individuel des baies entre grappes et en leur sein, leur volume double pendant la première phase d’accumulation des sucres, pendant que le malate disparait. Le chargement des sucres se poursuit ensuite à volume constant, et l’on observe une homogénéisation des concentrations à ce stade. Enfin, le déchargement du phloème cesse complétement, et les sucres se concentrent par évaporation, le malate pouvant être totalement épuisé a ce stade. Les résultats préliminaires sur la respiration montrent que la consommation d’oxygène augmenterait de 25% lorsque l’on bloque le déchargement du phloème.

Mots-clés : développement de la baie, hétérogénéité, acide organique, sucre, respiration