Les scientifiques de l'UC Davis ont identifié de nouvelles caractéristiques racinaires qui aident les vignes à résister à la sécheresse. Les résultats, publié dans la revue Annals of Botany, pourrait accélérer le développement de porte-greffes de raisin qui protègent les vignes de la sécheresse, aidant ainsi l'industrie du raisin et du vin à s'adapter au changement climatique.
La recherche, dirigée par Megan Bartlett, professeure adjointe au Département de viticulture et d'œnologie, intervient alors que 80% de la Californie connaît une sécheresse extrême.
La plupart des vignes ne sont pas enracinées directement dans le sol mais sont plutôt greffées sur un porte-greffe, qui forme la partie souterraine de la plante et soutient la croissance au-dessus du sol.
"Les porte-greffes sont un outil important pour gérer le stress hydrique", a déclaré Bartlett. "Notre objectif était d'identifier les traits qui rendent les porte-greffes tolérants à la sécheresse, afin que les sélectionneurs de raisins puissent amplifier ces traits dans de nouvelles variétés."
L'étude s'est concentrée sur les traits mesurant les réponses à la sécheresse dans les cellules racinaires vivantes.
La recherche a spécifiquement identifié la capacitance - qui mesure à quel point les racines rétrécissent lorsqu'elles se déshydratent - comme un trait important pour la tolérance à la sécheresse.
"L'eau qui pénètre dans les racines doit traverser une bande de cellules vivantes pour atteindre le xylème - le réseau de tuyaux qui transporte l'eau jusqu'aux feuilles", a déclaré Bartlett. La plupart des recherches se sont concentrées sur les caractéristiques du xylème, mais les cellules vivantes sont souvent les premières à être endommagées pendant la sécheresse.
Le stress hydrique peut rétrécir, se déformer ou même tuer les cellules vivantes, ce qui fait que les racines se ratatinent loin du sol et perdent l'accès à l'eau restante du sol. Les vignes sont alors incapables de remplacer l'eau perdue par évaporation et sont obligées de fermer les stomates - les petits pores des feuilles qui absorbent le dioxyde de carbone pour la photosynthèse - pour éviter une déshydratation sévère. Mais la fermeture des stomates arrête la photosynthèse et prive la vigne des sucres dont elle a besoin pour pousser et mûrir les fruits.
Cette étude est la première à tester si les traits mesurant le rétrécissement des racines et l'effondrement des cellules peuvent capturer les différences de tolérance à la sécheresse des porte-greffes.
Les chercheurs ont greffé du Chardonnay sur huit porte-greffes commerciaux. La moitié des vignes ont connu des conditions de sécheresse et l'autre moitié ont été bien arrosées lors d'une expérience en serre.
L'étude a révélé que les huit porte-greffes étaient étonnamment divers et variaient considérablement dans leurs traits. Les porte-greffes semblaient également s'acclimater à la sécheresse en modifiant leurs caractéristiques en ce sens que les vignes asséchées étaient moins sensibles au rétrécissement et à l'effondrement des cellules que les vignes bien arrosées.
Parmi les traits, la capacitance était particulièrement importante pour la tolérance à la sécheresse. Les porte-greffes avec une capacité plus faible (moins de rétrécissement des racines) étaient mieux à même de maintenir la photosynthèse pendant la sécheresse que les autres porte-greffes.
Dans un commentaire sur le journal, Gretchen North écrit : « L'image qui se dégage de l'étude de Bartlett et al. a des implications non seulement pour la sélection des traits racinaires, mais aussi pour la culture et la gestion de la vigne et d'autres plantes à racines profondes.
RECHERCHE ORIGINALE
Bartlett, MK, Sinclair, G., Fontanesi, G., Knipfer, T., Walker, MA et McElrone, AJ (2021) "Les traits de la courbe pression-volume des racines capturent la tolérance à la sécheresse des porte-greffes", Annals of Botany, https://doi.org/10.1093/aob/mcab132
