Equipe : MEA

Doctorant : BAFFOIN Romain

Encadrants de thèse :  AMEGLIO Thierry , Lacointe André,  CHARRIER Guillaume

Période : Février 2017 - Février 2021

Description du sujet

La prédiction de la résistance au gel des arbres est un enjeu majeur pour sélectionner des espèces et génotypes adaptés aux conditions climatiques actuelles et futures. À l’heure actuelle, deux approches de modélisation distinctes sont utilisées. Une première approche repose sur des relations empiriques entre résistance au gel et température et intégrant le cycle annuel de l’arbre (modèle « phénologique »). Cette approche fait un certain nombre de postulat dont une corrélation étroite entre résistance au gel et dormance. La seconde approche prédit la résistance au gel en fonction de variables physiologiques (interaction entre les contenus en sucres solubles et statut hydrique : modèle « physiologique »). Cette approche moins précise mais plus générique a été validée dans divers organes et espèces de noyer Juglans regia et Juglans regia x nigra. Les objectifs de cette thèse sont donc d'explorer la relation de causalité entre les processus de dormance et de résistance au gel, ii) de démontrer la généricité du modèle physiologique à plus large échelle et iii) de développer l'approche physiologique en prenant en compte la diversité des glucides observés entre espèces. Les résultats obtenus ont montré que la résistance au gel des arbres était dissociée du processus de dormance, les arbres ayant montré une dynamique d’acclimatation et de désacclimatation alors qu'ils étaient maintenus en endodormance par privation de froid. La généricité du modèle physiologique a été démontrée à une échelle climatique (France et Espagne). Ce modèle a été appliqué à de multiples espèces d'angiospermes, mais reste non utilisable chez le conifère étudié. L’ajustement de paramètres individuels pour les différents sucres solubles et polyols a permis d'améliorer sa précision. L’effet individuel de chaque molécule suggère que la régulation osmotique, n'est pas le seul mécanisme permettant une meilleure résistance au gel, mais que la compartimentation au sein des tissus et des cellules pourrait aussi jouer un rôle. Les résultats de cette thèse mettent en perspectives les postulats du modèle phénologique et confirment la pertinence de l’approche physiologique par sa généricité intégrant les effets environnementaux, génotypiques et leurs interactions. Ces résultats ouvrent des pistes de recherche pour le développement de modèles physiologiques de la résistance au gel qui permettront in fine d'intégrer l'effet de stress estivaux dans la résistance au gel des angiospermes.

Résistance au gel (FH) en fonction de l'interaction entre la teneur en eau et différentes expressions de glucides solubles et de polyols selon la somme des GFS (A), la somme des SCP (B) ou la somme des SCP, chaque glucide soluble i étant pondéré par son potentiel osmotique πi (C) ou par un paramètre pi ajusté par le modèle ISC (D) calibré sur des données d'angiospermes.

Liens

Romain Baffoin, Guillaume Charrier, Anne-Emilie Bouchardon, Marc Bonhomme, Thierry Ameglio, et André Lacointe. Seasonal changes in carbohydrates and water content predict dynamics of frost hardiness in various temperate tree species. Tree Physiology, 2021, 41 (9), pp.1583-1600. ⟨10.1093/treephys/tpab033⟩. ⟨hal-03144794⟩