Implication du statut carbone dans les réponses des composantes du rendement aux températures élevées chez la microvigne

ROLE OF PLANT CARBON STATUS IN YIELD COMPONENTS RESPONSES
TO ELEVATED TEMPERATURES IN MICROVINE

Abstract
Grapevine yield sustainability under global warming is a major issue. A 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 Microvine, a new model for grapevine genetics and physiological studies. Five experiments were performed in growth chambers, applying contrasted day/night temperature over a one- to two-month period. Plant phenologoy, vegetative development and yield components were assessed before and after temperature treatments. In addition, the biomass growth and sugar contents of all individual above-ground organs and of roots were determined at harvest. High temperatures caused inflorescence abscission, but did not change flower and berry numbers on the remaining bunches. Flowering and veraison were also delayed by warm temperatures, on a thermal time basis. In contrast, plant phyllochron and biomass accumulation were unchanged. Carbon status in roots was altered under high temperatures, thus indicating carbon gain was impaired with sink demand. These results suggest that dynamics of carbohydrate pool within perennial organs act as an adjusting variable to buffer changes in carbon balance. This study provides the first basis for a modelling approach of yield responses to carbon balance under climate changes.

Keywords : abiotic stress, temperature, carbohydrates, yield, microvine

Résumé
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. L'altération du bilan carboné pourrait être un facteur majeur des diminutions de rendements en réponses aux températures élevées. Cependant, il est difficile d'en évaluer précisément son rôle chez les plantes pérennes comme la vigne, et ce d'autant plus en conditions climatiques fluctuantes. Afin de s'affranchir de ces contraintes, cette étude a été réalisée en conditions contrôlées sur la Microvigne, un nouveau modèle d'étude pour la génétique et la physiologie de la vigne. Les expérimentations ont montré que les températures élevées induisent une abscission des inflorescences, sans modification du nombre de fleurs et de baies des grappes restantes. La floraison et la véraison sont également retardées en temps thermique par les températures élevées. Cependant, le phyllochrone et l'accumulation de biomasse ne sont pas modifiées en réponse à la température. Le statut carboné des racines est quant à lui réduit par l'élévation des températures, indiquant que le bilan de carbone est altéré par celles-ci. Ces résultats suggèrent que la dynamique de mise en réserve des sucres dans les organes pérennes agit comme une variable d'ajustement aux modifications du bilan carboné de la plante. Cette étude constitue une base de modélisation de la réponse du rendement au bilan carboné sous changement climatique.

Mot-clés : stress abiotiqe, température, carbohydrates, rendement, microvigne