Etude structurelle et fonctionelle de la plasticité de la vulnérabilité à l'embolie chez le peuplier

Les dépérissements forestiers causés par des sécheresses intenses mettent en lumière la vulnérabilité des forêts face aux changements climatiques. Les arbres sont en limite de dysfonctionnement hydraulique du fait d’une marge de sécurité hydraulique faible. Leur comportement dans un contexte de changement climatique dépendra donc, au moins en partie, de la variabilité phénotypique d’un paramètre clé dans la résistance à la sécheresse des arbres, la vulnérabilité du xylème à la cavitation. Des études précédentes ont montré que ce trait est soumis à plasticité phénotypique. L’objectif principal de cette thèse est d’évaluer l’impact de cette plasticité dans le fonctionnement hydraulique et d’en identifier les bases structurelles, un préalable à la recherche de déterminants génétiques sur ce trait.Des plants de peupliers ont été cultivés dans des conditions de croissance contrastées pour l’eau et la lumière dans le but d’induire de la plasticité sur la vulnérabilité à la cavitation. Des mesures réalisées sur différents traits fonctionnels indiquent que ce sont principalement des variations de surface foliaire et de résistance à la cavitation qui varient en réponse à une contrainte hydrique. Les simulations d’un modèle de fonctionnement hydraulique (SurEau) confirme l’importance de ces deux traits dans la réponse à la sécheresse, en particulier de la résistance à la cavitation. La recherche de déterminants structuraux de la plasticité pour ce trait a été conduite aux niveaux du xylème, des dimensions des vaisseaux et de l’ultrastructure des ponctuations, grâce à plusieurs techniques de microscopie (M.E.B., M.E.T., optique), et à la tomographie à rayons X. Les résultats montrent que l’acclimatation de la vulnérabilité à la cavitation repose sur un changement de l’organisation du xylème et des dimensions des vaisseaux, alors que la structuration des ponctuations reste constante. La microtomographie à rayons X permet de révéler l’importance de la connectivité entre vaisseaux pour améliorer la résistance à l’embolie. En outre, une plasticité pour ce trait est aussi observée sur des feuilles de peupliers ou sur des tiges de blé, appelant à la recherche de déterminants structuraux du xylème primaire, et plus généralement des espèces herbacées.