Xylem est responsable de l'acheminement de l'eau et des nutriments des racines jusqu'au couvert végétal. Le degré de connectivité du réseau de xylème peut affecter son efficacité hydraulique et sa sécurité. Un degré élevé de connectivité peut servir de sauvegarde en cas de blessure et favorise le partage des nutriments entre les organes des plantes. Cependant, cela permet également aux agents pathogènes et aux embolies de se propager plus facilement. Les réseaux de xylème sectorisés sont moins bien connectés. Les usines sectorielles ont des diamètres de bois de source et de conduit plus grands, une densité de conduit plus faible, une isolation accrue des conduits et un écoulement latéral réduit. Cela peut avoir un impact sur l'allocation des ressources au sein de l'usine et contribuer à la non-uniformité de la qualité et de la production des fruits dans les systèmes de culture.

Dans leur nouvelle étude publiée dans AoBP, McElrone et al. étudier l'effet de l'anatomie du xylème et de la sectorisation hydraulique sur la production de fruits de la vigne. Les auteurs ont combiné des mesures de flux de sève et l'infusion de colorants spécifiques au xylème pour documenter la zone conductrice fonctionnelle et les voies d'écoulement des racines aux pousses de variétés de vigne Thompson Seedless de 20 ans et Chardonnay de 8 ans en Californie. Ils ont également utilisé la tomodensitométrie (microCT) pour mieux comprendre la structure 3D du xylème.

Vigne présentant une sectorialité hydraulique, où le transport de colorant injecté dans le xylème (mis en évidence sur l'image de la coupe transversale du tronc) est limité à une petite partie de la canopée totale (indiquée en pointillés rouges) et aux fruits attachés à ces pousses. La preuve du colorant dans les grappes de fruits peut être vue dans l'image en coupe transversale du rachis de la grappe dans l'encart supérieur. Crédit image : McElrone et al.

Dans leur travail, le xylème de la vigne présentait une sectorisation hydraulique, où le transport était limité à des paquets discrets de tissu vasculaire conducteur d'eau. Des observations anatomiques détaillées ont montré que le tissu du xylème était capable de fournir de l'eau à n'importe quelle partie du couvert de la vigne mais fonctionnait de manière sectorielle en raison de la perméabilité axiale élevée entre les organes d'un côté de la vigne.

Le colorant injecté dans l'eau du xylème de la vigne a révélé que ces voies d'écoulement préférentieles reliaient, dans certains cas, les racines individuelles aux feuilles et aux grappes de fruits sur quelques tiges seulement. La sectorisation contribue probablement à la variabilité intra-cépage. Les résultats de l'étude fournissent des informations sur la gestion commerciale des vignobles qui vise à maximiser l'uniformité des fruits à la récolte. Plus précisément, il a été conclu que la taille annuelle peut induire une sectorisation dans ce qui est par ailleurs une usine intégrée.