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Dernière mise à jour : Mai 2021

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Westgeest Adrianus J (Adriaan)

Westgeest Adrianus J (Adriaan)
Chercheur doctorant

Thèse soutenue le 18.12.2020

Sujet : "Déterminismes de la transpiration nocturne et ses effets sur l’efficience d’utilisation de l’eau chez la vigne"

Résumé :

La viticulture couvre une grande partie des terres arables dans les régions méditerranéennes. Cependant, le maintien de cette culture emblématique dans des environnements sujets à la sécheresse est menacé par le changement climatique. L'exploration de larges collections génétiques peut aider à sélectionner des cultivars plus efficaces en termes d'utilisation de l'eau. Les stomates, de minuscules pores sur l’épiderme des feuilles délimités par des cellules de garde pouvant s'ouvrir et se fermer, jouent un rôle essentiel dans ce processus car ils régulent les échanges gazeux – photosynthèse et transpiration – entre la plante et l'atmosphère. En raison du comportement stomatique, une photosynthèse accrue coïncide généralement avec une transpiration accrue. Ainsi, réduire la transpiration nocturne apparait comme une stratégie de sélection prometteuse pour réduire les pertes en eau sans pénaliser la photosynthèse. Cependant, la transpiration diurne et nocturne sont corrélés dans une certaine mesure. Ici, nous avons exploré les bases génétiques et physiologiques de la dynamique journalière (24 h) de la transpiration chez la vigne (Vitis vinifera). Un protocole a été développé pour le phénotypage à haut débit de la dynamique de la transpiration sur feuilles détachées. Cela a permis de réaliser des études d'association pangénomique (GWAS) sur un panel de diversité composé de 279 cultivars, ayant généré des gènes candidats qui ont ensuite été étudiés par différentes approches. Des analyses génétiques quantitatives ont révélé plusieurs polymorphismes nucléotidiques uniques (SNP) associés à différents aspects de la dynamique de la transpiration. Nous avons notamment trouvé une association pour la transpiration nocturne qui co-localise avec l'abondance de trichomes couchés et de stries cuticulaires sur l'épiderme des feuilles. Un facteur de transcription MYB a été identifié comme un candidat probant impliqué dans la production des deux structures, montrant une interaction complexe avec le développement stomatique. Sur la base d'analyses génomiques et de coexpression, nous proposons un nouveau modèle de gènes en interaction, impliqués dans le développement des structures épidermiques et ayant un impact sur la transpiration nocturne. De manière inattendue, nous avons également trouvé une association pour la transpiration diurne proche d'un gène essentiel au métabolisme nocturne de l'amidon. Le mutant correspondant chez Arabidopsis thaliana était altéré dans l'ouverture stomatique à la lumière et la réouverture nocturne endogène. La comparaison avec d'autres mutants de la voie a révélé que le rôle de ce gène dans le contrôle des mouvements stomatiques s'étend au-delà du métabolisme de l'amidon. Son action cellule-autonome a été étudiée, avec des conclusions équivoques. Dans l'ensemble, ces travaux ont fourni plusieurs cibles intéressantes pour économiser l'eau la nuit et favoriser une meilleure efficience d'utilisation de l'eau chez la vigne.

Financement :

50% INRAE, 50% Région Occitanie

Jury :

Thierry SIMONNEAU - directeur de thèse - directeur de recherche - INRAE Montpellier
Cathie MARTIN - rapporteur - professeur - University of East Anglia
Didier LE THIEC - rapporteur - directeur de recherche - INRAE Nancy
Elisa MARGUERIT - examinateur - maître de conférences - Bordeaux Sciences Agro
Benoît  LACOMBE - examinateur - chargé de recherche - CNRS
Florent PANTIN - codirecteur de thèse - maître de conférences - Institut Agro - Montpellier SupAgro