Composantes de l'efficience de transpiration du peuplier : diversité génétique, stabilité avec l'âge et changement d'échelle de la feuille à la plante entière

Components of transpiration efficiency in poplars : genetic diversity, stability with age and scaling from leaf to whole plant level

• Auteur / Autrice : Fahad Rasheed
• Direction : Erwin Dreyer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Végétale et Forestière
• Date : Soutenance le 28/08/2012
• Etablissement(s) : Paris, AgroParisTech
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie et écophysiologie forestières (Nancy) - AgroParisTech (France ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Yves Jolivet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Erwin Dreyer, Franck Brignolas, Marc Villar
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Rolf T. W. Siegwolf, Reinhart Ceulemans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Populiculture

Génétique

Peupliers

Mots clés libres

Diversité génétique

Efficience de transpiration

Peuplier

Stabilité avec l\'âge

13c

18o

Genetic diversity

Transpiration efficiency

Poplars

Stability with age

13c

18o

Résumé

Une approche a plusieurs echelles a été développé afin de vérifier si les différences de Δ13C entre les genotypes de peuplier représentaient les différences d'efficience de transpiration à l'échelle des feuilles et la plante entière. Nous avons également vérifié la stabilité des différences génotypiques pour Δ13C dans le temps. Nous avons constaté que les différences génotypiques pour Δ13C pouvaient etre traduites comme la difference d efficience de transpiration a l echelle des feuilles ainsi qu au niveau de la plante entière. L amplitude de la variabilité de l efficience de transpiration a l echelle du plant etait plus grand par rapport à la variabilite a l echelle de la feuille, demontrant le rôle de la perte du carbone lors de la respiration diurne et nocturne (Φc) ainsi que l'eau perdue pendant la transpiration nocturne (Φw). La productivité génotypique augmentait avec l efficience de transpiration chez Populus deltoides × nigra, mais restait stable chez Populus nigra. Les valeurs absolues de l efficience de transpiration observees lors de cette etude etaient plus elevees que chez les autres especes. L enrichissement en 18O de la matiere organique (Δ18Olb) et de l eau (Δ18Olw) des feuilles correlait avec la variation de la conductance stomatique (gs) soit au niveau de l individu ou au niveau génotypique. Lors d une premiere experience nous avons montre que les valeurs de Δ13C restaient stables pour les genotypes Populus deltoides × nigra ages de 5 a 15 ans, avec un classement génotypique particulierement conservé pendant l etude. Toutefois, une seconde experience nous a permis de demontre que des arbres ages de 4 a 7 ans presentaient des valeurs de Δ13C significativement plus faibles que celles observees lors de la premiere experimentation, avec une augmentation progressive de ces valeurs avec l age. Nous concluons que, chez le peuplier, le Δ13C peut etre considere comme un estimateur fiable de l efficience de transpiration a l echelle du plant entier, et le classement genotypique établi chez de jeunes arbres pour Δ13C reste stable avec l'âge.

Up scaling approach was developed to check whether genotype differences in Δ13C represent the differences in transpiration efficiency at leaf and whole plant scale. We also verified the stability genotype difference in Δ13C with age. We found that genotype differences in Δ13C were as such translated as the difference in transpiration efficiency at both leaf and whole plant scale. Magnitude of variability of whole plant transpiration efficiency was higher as compared to at leaf level highlighting the role of carbon lost during photo and dark respiration (Φc) and water lost during night transpiration (Φw). Genotype productivity increased with increase in transpiration efficiency in Populus deltoides × nigra genotypes but remained unchanged in Populus nigra genotypes. Values of whole plant transpiration efficiency were found higher as compared to other species.18O enrichment in both leaf bulk (Δ18Olb) and leaf water (Δ18Olw) reflected variation in stomatal conductance (gs) either at individual level or at genotypic level. In Populus deltoides × nigra genotypes, no increase or decreasing trend was found in Δ13C between the age of 5-15 years and genotypic ranking was conserved over the tested period. However, significantly lower Δ13C values were evidenced between the age of 4-7, which increased with age. We conclude that in poplar, Δ13C is a reliable estimator of whole plant transpiration efficiency and the ranking made in young plant for Δ13C remain stable with age.