Mécanismes et modélisation de l'acclimatation au gel des arbres : application au noyer Juglans regia L.

par Guillaume Charrier

Thèse de doctorat en Ecophysiologie Végétale

Sous la direction de Thierry Améglio.

Soutenue le 14-03-2011

à Clermont-Ferrand 2 , dans le cadre de École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand) , en partenariat avec Physique et Physiologie Intégratives de l'Arbre en Environnement Fluctuant (équipe de recherche) et de (PIAF) Physiologie Intégrée de l'Arbre fruitier et Forestier (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Louis Julien.

Le jury était composé de Erwin Dreyer, Eric Dufrêne, Isabelle Chuine, Jenny Renaut.

Les rapporteurs étaient Erwin Dreyer, Eric Dufrêne.

mots clés

• Acclimatation au froid
• Juglans regia L.
• Humidité pondérale
• Sucres solubles
• LT50
• Noyer commun -- Résistance au gel

Résumé

Le gel est un des facteurs majeurs limitant l’aire de répartition des végétaux. Il a pour conséquence de limiter l’efficience de la circulation de sève brute par formation d’embolie dans les vaisseaux du xylème. Lorsqu’il y a formation de glace dans les tissus, les cellules vivantes peuvent également être lysées dans les organes lignifiés, et dans les bourgeons. Pour pallier cela, différents mécanismes de résistance sont développés pour limiter la formation d’embolie ou la résorber, pour augmenter transitoirement la tolérance à la formation de glace dans les tissus et pour éviter d’exposer les bourgeons et jeunes feuilles aux gels printaniers tardifs. Ces différents traits ont été caractérisés pour onze espèces communes ayant des limites altitudinales potentielles contrastées. Puis la physiologie de l’acclimatation au gel chez Juglans regia L. a été caractérisée, essentiellement à travers les relations entre humidité pondérale, contenu en sucres solubles, climat et levée de dormance. L’ensemble de ces données a permis d’élaborer un modèle prédictif de la résistance au gel en relation avec la physiologie de l’arbre qui pourrait, couplé avec d’autres modèles simulant la période estivale, permettre d’estimer la conjonction de différents stress sur le potentiel de résistance.

mots clés

• Frost Acclimation
• Juglans regia L.
• Water content
• Soluble Carbohydrate
• LT50

Titre traduit

Mechanisms and modelling of tree frost acclimatization : application to walnut Juglans regia L.

Résumé

Frost is one of the major limiting constraints for plants causing embolism, living cell lysis and damages on buds during spring. Several processes are observed in trees in order to limit embolism or refill vessels, to increase frost resistance and to avoid freezing period for buds while bursting. Those different processes were monitored in eleven common species according to their potential alitudinal limt. And one was selected (Juglans regia L.) and physiology of acclimation was caracterised through interaction between water content, soluble carbohydrate (which are the best explaining factors for frost resistance), climate and dormancy release. According to those data, a predicting model for frost hardiness was built related to physiology of acclimation. This kind of model would be usefull related to a summer simulating model in order to estimate interaction between different stresses for frost hardiness potential.