Variabilité génétique de la tolérance à la sécheresse d'arbres d'intérêts agronomiques : rôle de la vulnérabilité à la cavitation du xylème

Genetic variability of drought tolerance of trees of agronomic interest : the role of vulnerability to xylem cavitation

• Auteur / Autrice : Wanploy Jinagool
• Direction : Stéphane Herbette, Poonpipope Kasemsap
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et Génétique Moléculaires
• Date : Soutenance le 26/05/2015
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physique et Physiologie Intégratives de l'Arbre en Environnement Fluctuant - (PIAF) Physiologie Intégrée de l'Arbre fruitier et Forestier
• Jury : Président / Présidente : Hervé Cochard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Herbette, Poonpipope Kasemsap
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sornprach Thanisawanyangkura, Jean-Luc Regnard, Frédéric Dô

Mots clés

Mots clés contrôlés

Xylème

Résistance à la sécheresse

Plantes ligneuses

Pommier

Noyers

Hevea brasiliensis

Mots clés libres

Conductance stomatique

Hevea brasiliensis

Hydraulique

Juglans spp

Malus domestica

Stress hydrique

Sécheresse

Vulnérabilité à la cavitation

Drought

Hevea brasiliensis

Hydraulic

Juglans spp.

Malus domestica

Stomatal conductance

Vulnerability to cavitation

Water stress

Résumé

Dans un contexte de changements climatiques, le stress hydrique et la gestion de l'eau sont considérés comme une contrainte importante pour le secteur agricole. Ainsi la sélection pour la tolérance à la sécheresse est devenue un objectif majeur pour de nombreux programmes de sélection. La vulnérabilité à la cavitation est considérée comme un trait d'intérêt pour la sélection à une sécheresse extrême, en particulier pour les plantes ligneuses. Pourtant, l'étendue de sa variabilité et sa relation avec la tolérance à la sécheresse sont mal documentées à l’échelle intra-spécifique, et en particulier dans les espèces cultivées. Dans cette étude, la variabilité génétique de la vulnérabilité à la cavitation a été étudiée sur trois dispositifs expérimentaux différents avec trois arbres d’intérêt agronomique qui sont menacés par le risque de sécheresse: noyer, hévéa et pommier. Une faible ou aucune, variation de la vulnérabilité à la cavitation a été trouvée dans les espèces étudiées ainsi qu'entre deux espèces de noyers malgré les différences de traits précédemment rapportés. Ces résultats suggèrent une canalisation de la résistance à la cavitation dans les organes critiques (branches, tiges). Chez le pommier, le porte-greffe est soupçonné de provoquer de la plus étroite résistance à la cavitation sur le greffon. Par contre, des différences ont bien étés trouvées sur d’autres traits de réponse à la sécheresse comme la régulation stomatique, la chute des feuilles ou encore la vulnérabilité à la cavitation dans le pétiole. Ainsi, la vulnérabilité à la cavitation des organes critiques n’est pas un paramètre pertinent pour la sélection de la tolérance à la sécheresse, et les programmes de sélection sur les espèces étudiées ne semblent pas avoir affecté ce paramètre.

In a context of climatic changes, drought stress and water management are regarded as one of the most important constraints for agricultural sector. Thus the selection for drought tolerance became a main objective for many breeding programs. Vulnerability to cavitation is considered a trait of interest for the selection for extreme drought stress, especially for woody species. However, the extent of its variability and its relation to drought tolerance are poorly documented on intraspecific level, particularly for cultivated species. In this study the genetic variability of vulnerability to cavitation was studied on three different experimental devices with three trees of agronomic interest that are threatened by the risk of drought: walnut, rubber and apple trees. Low or no variation in xylem vulnerability to cavitation was found in the studied species and between two species of walnuts despite differences previously reported features. These results suggested a canalization of cavitation resistance on critical organs (branches and stems). In apple tree, the rootstock was suspected to cause the narrow resistance to cavitation on the scion. On the contrary, differences on other traits in response to drought stress such as stomatal regulation, leaf shedding or vulnerability to cavitation on petiole were found. Therefore, vulnerability to cavitation of critical organs was not a relevant parameter for the selection of drought tolerance and breeding programs on the species studied did not appear to affect this parameter.