Étude des effets combinés et individuels des stress thermique et hydrique sur le métabolisme et la physiologie des différents cépages (vitis sp.)

Delrome, Karine (2024). Étude des effets combinés et individuels des stress thermique et hydrique sur le métabolisme et la physiologie des différents cépages (vitis sp.). Mémoire. Gatineau, Université du Québec en Outaouais, Département des sciences naturelles, 73 p.

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Résumé

Les changements globaux provoquent des répercussions majeures sur la viticulture mondiale qui dépend fortement des conditions climatiques. Ils se manifestent par une augmentation globale des températures, souvent accompagné d’une plus grande fréquence des épisodes de sécheresses estivales ou de chaleur intense, lesquelles résultent en des stress hydriques plus fréquents et/ou plus importants. Une conséquence non négligeable de l’augmentation des températures est l’avancée de la phénologie de la vigne. À ce jour, ces modifications peuvent s’avérer favorables à la qualité du vin dans certaines régions viticoles. Néanmoins, l’amplification des stress hydriques et des vagues de chaleur peut limiter les effets potentiellement bénéfiques d’une hausse des températures et entraîner des conséquences négatives, surtout lorsque ces stress sont combinés, un aspect qui a été peu étudié, jusqu’ici, chez les plantes horticoles. La réponse des plantes face à différentes conditions est souvent une altération du métabolisme primaire et secondaire. Les métabolites primaires sont avant tout liés à la croissance de la plante tandis que les métabolites secondaires ont des fonctions de protection contre les stress biotiques et abiotiques. La température affecte l’intensité de la photosynthèse et donc la croissance. Cependant, à plus forte intensité et en présence d’autres stress (ex. : stress hydrique), elle peut limiter la croissance et impacter l’utilisation du carbone vers la production de métabolites secondaires (par exemple, molécules antioxydantes telles que les polyphénols). Dans ce sens, l’objectif de ce projet de recherche était de déterminer les effets d’un stress thermique et d’un stress hydrique, seuls ou combinés, sur le métabolisme des feuilles de quatre cépages de Vitis cultivés au Canada : Cabernet franc, Riesling, Marquette et Vidal. Un dispositif expérimental factoriel comprenant huit blocs aléatoires a été utilisé. Les feuilles ont été échantillonnées une journée avant l’imposition des stress abiotiques, puis après 1, 7, 14 et 21. Une analyse métabolomique des feuilles a été ensuite réalisée à l’aide du logiciel Compound Discoverer afin de comparer les traitements et leurs interactions. Les données ont été analysées en log2 fold change. Côté métabolomique, les résultats ont démontrés que les cépages européens, Cabernet franc et Riesling, ont été plus affectés par le stress thermique seul ou combinés au stress hydrique. De manière générale, le stress ayant le plus affecté les plantes est le stress thermique (ST). Les résultats de ce projet pourront être utilisés par les vignerons pour adapter leurs pratiques culturales au réchauffement climatique, tout cela avec l’objectif de maintenir une production de qualité.

Global changes are having major impacts on global viticulture, which is highly dependent on climatic conditions. These impacts manifest as a global increase in temperatures, often accompanied by a greater frequency of summer droughts or intense heatwaves, resulting in more frequent and/or severe water stress. A significant consequence of rising temperatures is the advancement of vine phenology. To date, these changes may prove beneficial for wine quality in some wine-growing regions. However, the intensification of water stress and heatwaves may limit the potentially beneficial effects of temperature increases and lead to negative consequences, especially when these stresses are combined, an aspect that has been little studied so far in horticultural plants. The plant's response to different conditions is often a disruption of primary and secondary metabolism. Primary metabolites are primarily related to plant growth, while secondary metabolites serve protective functions against biotic and abiotic stresses. Temperature affects the intensity of photosynthesis and, therefore, growth. However, at higher intensities and in the presence of other stresses (e.g., water stress), it can limit growth and impact the use of carbon toward the production of secondary metabolites (e.g., antioxidant molecules such as polyphenols). In this context, the objective of this research project was to determine the effects of thermal stress and water stress, alone or combined, on the leaf metabolism of four Vitis grapevine varieties cultivated in Canada: Cabernet franc, Riesling, Marquette, and Vidal. An experimental factorial design with eight random blocks was used. Leaves were sampled one day before the imposition of abiotic stresses, and then after 1, 7, 14, and 21 days. A metabolomic analysis of the leaves was then performed using Compound Discoverer software to compare the treatments and their interactions. The data were analyzed using log2 fold change. From a metabolomic perspective, the results showed that the European varieties, Cabernet franc and Riesling, were more affected by thermal stress alone or combined with water stress. In general, the stress that most affected the plants was thermal stress. The results of this project could be used by winemakers to adapt their cultural practices to climate change, with the aim of maintaining quality production.

Type de document:	Thèse (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse:	Pedneault, Karine
Départements et école, unités de recherche et services:	Sciences naturelles
Date de dépôt:	07 mai 2025 14:00
Dernière modification:	07 mai 2025 14:00
URI:	https://di.uqo.ca/id/eprint/1780

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