Analyse et modélisation de la variabilité environnementale et génotypique de l'architecture de la vigne ˸ conséquences sur les échanges gazeux et la température foliaire

L'architecture des plantes joue un rôle clé dans de nombreux processus physiologiques et affecte directement le microclimat des plantes. Dans le contexte du changement climatique, l'intensité et la fréquence des déficits hydriques et des vagues de chaleur augmentent. Chez la vigne, plusieurs études réalisées sur de larges populations ont évalué dans quelle mesure la régulation stomatique pouvait limiter l'impact de ces stress. En revanche, les études qui ont traité l'impact des traits architecturaux sur la réponse au changement climatique sont plus rares. Dans cette thèse, nous avons principalement axé notre analyse sur l'impact des traits architecturaux sur la température des feuilles, car des symptômes de brûlure importants sur les feuilles et les fruits ont été observés au cours des dernières années. Pour atteindre cet objectif, nous avons travaillé sur une population de variétés de vigne issues d'une core collection, et nous avons combiné une approche expérimentale et une approche de modélisation. Dans la dernière partie de la thèse, nous avons analysé l'effet de la direction de la lumière incidente sur l'orientation des feuilles, connue pour être un trait architectural clé, déterminant l'interception de la lumière et la température des feuilles. L'approche expérimentale n'a pas permis d'observer d'impacts majeurs des traits architecturaux sur la température des feuilles car la variabilité de la conductance stomatique dans la population était très importante et impactait fortement la transpiration et le refroidissement des feuilles. Ces résultats ont ensuite été comparés aux symptômes de brûlure observés lors de la vague de chaleur de 2019. Il est intéressant de noter que les génotypes présentant une conductance stomatique plus élevée et une température plus basse étaient ceux qui étaient les plus touchés par les symptômes de brûlure en 2019. Cela suggère probablement que la brûlure des feuilles résulte d'un taux de transpiration élevé qui pourrait provoquer une embolie dans des conditions météorologiques chaudes et sèches. Afin d'évaluer l'impact des caractéristiques architecturales indépendamment de la variation de la conductance stomatique, nous avons utilisé un modèle structure-fonctions (Hydroshoot). Nous avons effectué une analyse de sensibilité pour évaluer l'impact des variations des traits architecturaux sur la température des feuilles, mais aussi sur la photosynthèse et l'efficacité de l'utilisation de l'eau. L'analyse de sensibilité a suivi une approche multicritère, à savoir minimiser la température des feuilles tout en maximisant la photosynthèse et l'efficacité de l'utilisation de l'eau. Dans cette analyse de sensibilité, nous avons également intégré un critère de "faisabilité" en fonction de l'espace phénotypique défini dans notre population. Cette approche nous a permis de détecter des idéotypes ‘réels' qui diffèrent en fonction des conditions radiatives. Dans la dernière partie de la thèse, nous avons utilisé un dispositif expérimental original, incluant un rideau occultant dans un vignoble. Ce rideau a supprimé la lumière directe incidente au cours de la journée, dans le but d'analyser l'impact de la direction de la lumière sur l'orientation des feuilles. Par rapport aux plantes exposées au soleil, les plantes situées à proximité du rideau présentaient des angles d'élévation des feuilles plus élevés. De même, ces plantes ont eu tendance à réorienter leurs feuilles dans la direction opposée au rideau. Ces réponses pourraient être associées, d'une part, à une stratégie visant à maximiser l'interception de la lumière dans des conditions de faible luminosité et, d'autre part, à une réduction de la capture de la lumière dans des conditions de plein soleil afin de réduire la transpiration et l'augmentation de la température des feuilles.