Rôle des ROS et du système redox dans les raisins confrontés à des températures élevées

Role of reactive oxygen species (ROS) and the redox system in grapevine berries exposed to heat stress (HS)

• Auteur / Autrice : Xi Zhan
• Direction : David Lecourieux
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2021
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Delrot

Mots clés

Mots clés libres

Vigne

Raisins

Température élevée

Balance Redox

Changement climatique

Grapevine

Grape fruits

High temperature

Ros

Redox

Climate change

Résumé

Dans le contexte du changement climatique, il devient urgent de préciser les mécanismes mobilisés par la vigne pour faire face aux vagues de chaleur extrême auxquelles elle est de plus en plus souvent confrontée. Des températures trop élevées génèrent souvent un stress oxydatif dans la plante et les fruits, pouvant engendrer des dommages conséquents pour le système membranaire et les macromolécules dont les métabolites secondaires. Une régulation de l'état redox des cellules apparaît ainsi comme un mécanisme majeur de la thermotolérance des plantes. Notre équipe a produit un important jeu de données moléculaires permettant de mieux définir l'impact de températures élevées sur le développement et le métabolisme du raisin. Il apparaît notamment que l'état redox du raisin pourrait fortement moduler les conséquences du stress thermique (heat stress, HS) sur le développement du fruit et son potentiel qualitatif à maturité. Dans ce contexte, la thèse proposée visera à déterminer l'impact des espèces réactives de l'oxygène (ROS) et du système redox dans le comportement métabolique des raisins exposés à de fortes chaleurs, avec un intérêt particulier porté sur la relation balance redox/ composés phénoliques. En exploitant la microvigne, un volet « caractérisation fonctionnelle » sera réalisable sur le pas de temps de la thèse et permettra d'évaluer pour la première fois les conséquences métaboliques dans le raisin d'une sur- ou sous-expression d'acteurs de la balance redox, et ce après exposition ou non à un HS. Ainsi, ce projet conduira à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans la réponse au HS chez une plante pérenne à intérêt agronomique, et pouvant contribuer à maintenir le potentiel qualitatif du raisin dans des conditions environnementales défavorables. In fine, les données générées au cours de cette thèse pourront aider à sélectionner des cépages ou clones mieux adaptés à la viticulture de demain.

In the context of climate change, it becomes urgent to better understand the mechanisms mobilized by grapevine to cope with high temperatures and recurrent heat waves. High temperatures often generate oxidative stress in the plant and fruit, which may lead to significant damages to the membrane system and macromolecules including secondary metabolites. Regulating the redox status of cells thus appears to be a major mechanism of thermotolerance in plants. Our team has produced a large set of molecular data to better define the impact of high temperatures on the development and metabolism of grapevine berries. It seems that the redox status could strongly modulate the consequences of heat stress (HS) on fruit development and its potential quality at harvest. In this context, the proposed PhD program will aim at determining the impact of reactive oxygen species (ROS) and the redox system on the metabolic behavior of grapevine berries exposed to heat stress (HS), with a particular interest focused on the relationship between redox balance and phenolics content. Using the microvine, functional characterization of candidate genes will be conduct during the PhD program and will help to determine the metabolic consequences in the fruit of a deregulation of the redox balance under HS exposure. Altogether, this PhD work will contribute to better understand the molecular mechanisms involved in the HS responses in a perennial plant of agronomic interest, those can help to maintain the fruit quality under unfavorable environmental conditions. Ultimately, the data generated during this project could help to select grape varieties or clones better adapted to the viticulture of tomorrow.