Métabolisme glucidique des feuilles de vigne (CV. MALBEC) exposées à différents niveaux de rayonnement

CARBOHYDRATE METABOLISM IN GRAPEVINE (CV. MALBEC)
LEAVES EXPOSED TO DIFFRERENT RADIATION REGIMES

Abstract
Radiation is one of the main environmental variables that determine leaf microclimate within the vine, and consequently its photosynthesis and carbohydrate metabolism. The objective of this study was to comprehend the relationships among photosynthesis performance, carbohydrate metabolism, and related gene expression of grapevine leaves grown under different radiation regimes. During 2012/2013 growing season, an experiment was conducted at INTA Mendoza Experimental Station on a Malbec vineyard (Vitis vinifera L.) in which four exposure regimes were established in the leaves : i) East, ii) West, iii) Sun and iv) Shade. Plastic screens were installed to generate the different radiation regimes. Leaf microclimate (photosynthetic photon flux density and temperature) was continously monitored during the day. Diurnal dynamics of photosynthesis and non-structural carbohydrates (search and soluble sugars) were measured at different days of the growing season and leaf daily carbon production and exportation rates calculated. Transcript profiles of leaf sugar transporters (VvHT1, VvHT3, VvHT5, VvSUC12, VvSUC27 and VvCWI) were measured at different times of the day. Leaf starch accumulation and sugar exportation rate had similar patterns in Sun, East and West exposure regimes, increasing during the day until the afternoon when a plateau was reached. Leaf net photosynthetic rate was close to zero in Shade and therefore no starch was accumulated and soluble sugars were not exported. Transcripts of hexoses and sucrose transporters were expressed even under shaded condintions indicating a regulation of the short-distance sugar transport in thoses leaves. These results allow us to better understand the physiological and molecular behavior of leaves under different exposure regimes and the effects of vineyard cultural management practices (e.g., row orientation).

Keywords : light, photosynthesis, starch, hexoses, sucrose transporter

Résumé
La lumière est un des principaux facteurs qui déterminent le microclimat de la feuille chez la vigne, et par conséquent la photosynthèse et le métabolisme glucidique. L'objectif de cette étude était d'évaluer l'activité photosynthétique et métabolisme glucidique de feuilles de vigne (Vitis vinifera L. CV. Malbec) exposées à différents régimes de radiation à la Station de recherche iNTA Mendoza. Au cours de la saison 2012/2013, quatre expositions de radiation ont été établies dans les feuilles : i) Est, ii) Ouest, iii) Soleil et iv) Ombrage. Des écrans en plastique ont été mis en place dans chaque traitement afin d'établir les différents régimes de rayonnement. Le microclimat des feuilles (densité de flux de photons photosynthétiques et température a été suivi pendant la journée. La dynamique journalière de la photosynthèse et glucides non structuraux (amidon et sucres solubles) a été déterminée à différents jours de la saison afin de calculer la production de glucides et le taux d'exportation. Le profil de transcription de transporteurs de sucre des feuilles (VvHT1, VvHT3, VvHT5, VvSUC12, VvSUC27 et VvCWI) a été déterminé à différents moments de la journée. L'accumulation d'amidon et le taux d'exportation de sucres dans les feuilles au Soleil, Est et Ouest ont augmenté durant la journée jusqu"à un certain point d'équilibre atteint dans l'après-midi. Les feuilles à l'ombre avaient une vitesse d'assimilation nette proche de zéro, et par conséquent, n'ont pas accumulé d'amidon ou exporté de sucres solubles. La transcription de transporteurs d'hexoses et saccharose ont été exprimées, même dans des conditions ombragées indiquant une régulation du transport des sucres à court distance dans des feuilles. Les résultats obtenus nous permettent de mieux comprendre le comportement physiologique et moléculaire de feuilles exposées à différentes conditions de radiation, et les effets des pratiques culturales dans le vignoble (orientation des rangs).

Mot-clés : lumière, photosynthèse, amidon, hexoses, transporteur de saccharose