Analyse des réponses et de la mémoire de l’Hortensia (Hydrangea macrophylla L.) à des spectres lumineux et des stimulations mécaniques, potentiels traitements alternatifs aux retardateurs de croissance chimiques

Analysis of responses and memory of Hydrangea (Hydrangea macrophylla L.) to light spectra and mechanical stimulation, potential alternative treatments to chemical growth retardants.

• Auteur / Autrice : Béra Ley-Ngardigal
• Direction : Nathalie Leduc, Vincent Guérin, Hanaé Roman
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et physiologie végétales et animales
• Date : Soutenance le 13/12/2023
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal, Animal, Aliment, Mer, Environnement (Angers ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Horticulture et Semences (2012-....) - Institut de Recherche en Horticulture et Semences / IRHS
• Jury : Président / Présidente : David Macherel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Combes, Annabelle Déjardin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Louis Julien, Catherine Rameau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hortensia

Contraintes (mécanique)

Photomorphogenèse

Plantes d'ornement

Plantes naines

Horticulture d'ornement

Plantes -- Régulateurs de croissance

Mots clés libres

Compacité

Thigmomorphogenèse

Méthodes alternatives

Nanifiants

Compactness

Photomorphogenesis

Thigmomorphogenesis

Alternative methods

Growth regulators

Dwarfing agents

Ornamental plant

Résumé

La production de plantes ornementales ayant un port compact et ramifié, esthétique et robuste, nécessite traditionnellement l'utilisation de retardateurs de croissance chimiques. Cependant, en raison des conséquences sur la santé humaine et l'environnement, les législations française et européenne interdisent progressivement leur utilisation et encouragent la recherche de méthodes alternatives plus respectueuses de l'environnement. Au cours de cette thèse, et pour la première fois, nous avons étudié l’impact de spectres lumineux et de stimulations mécaniques sur la compacité de jeunes plants d'hortensia (Hydrangea macrophylla L.) par des analyses morphologique, histologique, transcriptomique et métabolomique. Nos recherches ont montré que ces deux traitements produisaient des effets nanifiants proches de ceux des retardateurs de croissance chimiques. De plus, en augmentant la croissance radiale des tiges, les traitements mécaniques renforcent ces dernières. En promouvant le débourrement des bourgeons axillaires à la base de la plante, ils améliorent le port buissonnant des plantes. Les réponses moléculaires suggèrent l'existence de mécanismes de réponses communs aux deux traitements qui agissent en particulier sur des gènes de contrôle de la paroi cellulaire et sur les régulations hormonales. L’analyse de l’état de compaction de la chromatine suggère aussi l’enclenchement de régulations épigénétiques par la stimulation mécanique. Enfin, l’étude de la mémoire des plants d’hortensia à des stimulations mécaniques répétées journalièrement et pendant 5 semaines montrent l’absence de désensibilisation des plantes. En somme, notre étude propose des traitements alternatifs efficaces et à faible impact environnemental pour cultiver des hortensias de qualité.

The production of ornamental plants with a compact and branched habit, aesthetic and robust, traditionally requires the use of chemical growth retardants. However, due to the consequences on human health and the environment, French and European legislation is gradually prohibiting their use and encouraging the search for alternatives, more environmentally friendly methods. During this thesis, and for the first time, we studied the impact of light spectra and mechanical stimulation on the compactness of young hydrangea plants (Hydrangeamacrophylla L.) through morphological, histological, transcriptomic and metabolomic analyzes. Our research showed that these two treatments produced dwarfing effects similar to those of chemical growth retardants. In addition, by increasing the radial growth of the stems, mechanical treatments strengthen them. By promoting the bursting of axillary buds at the base of the plant, they improve the bushy appearance of plants. The molecular responses suggest the existence of response mechanisms common to the two treatments which act in particular on cell wall control genes and on hormonal regulations. Analysis of the state of chromatin compaction also suggests the initiation of epigenetic regulations by mechanical stimulation. Finally, the study of the memory of hydrangea plants to mechanical stimulations repeated daily and for 5 weeks shows the absence of desensitization of the plants. In summary, our study offers effective alternative treatments with low environmental impact for growing quality hydrangeas