Résumé
Cette étude explore les effets de la contrainte hydrique sur le développement du raisin. Nous avons étudié les conséquences de la privation d'eau sur la croissance des baies et les métabolites primaires (glucose, fructose, acides tartrique et malique) sur seize génotypes génétiquement éloignés de V. vinifera et des hybrides tolérants aux maladies fongiques, soumis à dix régimes d'arrosage, du confort hydrique à la sécheresse sévère, sous serre. La disponibilité en eau a significativement influencé la phénologie du fruit, certains cultivars nécessitant des déficits hydriques intermédiaires pour initier la maturation avec l'accumulation de sucre et la respiration du malate. Par ailleurs, un stress hydrique sévère entrave la croissance et perturbe le déroulement de la maturation, conduisant au flétrissement des fruits à de faibles teneurs en sucre. L'asynchronie dans l'accumulation de sucre est réduite par la contrainte hydrique entre fruits individuels de la grappe, mais leurs concentrations diffèrent . Le stress hydrique augmente la respiration du malate en la découplant de l'accumulation de sucre. Pour étudier les conséquences de l'introduction de parties du génome de V. rotundifolia ou d'autres fonds génétique non vinifera sur l'impact de la contrainte hydrique sur l'expression génique, une étude transcriptomique a porté sur 102 baies individuelles de V. vinifera et d'hybrides M. rotundifolia × V. vinifera. L'analyse de co-expression pondérée de gènes (WGCNA) a permis de classer les gènes 15 modules, parmi lesquels deux modules préférentiellement associés aux mécanismes de résistance. Les transcrits surexprimés sont largement localisés sur la région distale de 4-5 Mb du chromosome 12 de V. rotundifolia intégrant le locus MrRUN1/MrRPV1, tandis que ceux négativement corrélés sont plutôt localisés sur la région orthologue de V. vinifera, montrant que toute cette extrémité du LG12 est restée récalcitrante à la recombinaison interne lors des rétro-croisements avec V. vinifera. Quelques autres gènes de V. rotundifolia ont été également observés en dehors de cette région. Les gènes sur-exprimés dans les baies, hérités de V. rotundifolia ou sous contrôle de ceux-ci dans le génome vinifera, englobent divers groupes fonctionnels, dont : la transduction du signal calcique, la signalisation hormonale, les facteurs de transcription, la régulation des interactions plante-pathogène, les protéines de résistance aux maladies, les mécanisme ROS et la biosynthèse des phénylpropanoïdes. Nous avons ensuite comparé les gènes exprimés lors d'une contrainte hydrique dans deux génotypes, le G5 issus de rétrocroisements successifs d'un hybride M. rotundifolia × V. vinifera avec V. vinifera, par rapport à une variété de V. vinifera, la syrah. Le séquençage de l'ARN a révélé 16 modules d'expression génique liés au génotype, au traitement hydrique et aux différences de stade de développement. Le module "dark orange", le mieux corrélé avec les conditions hydriques, comprend 377 gènes différentiellement exprimés, dont 190 sont activés et 96 réprimés par sécheresse chez les deux génotypes. Les réponses spécifiques au stress hydrique impliquaient des gènes liés au transport de l'eau, au remodelage des parois cellulaires, à la signalétique calcique et aux voies de signalisation. De plus, des gènes liés à la phase claire de la photosynthèse ont été réprimés, tandis que ceux impliqués dans la chaîne de transfert d'électrons mitochondriale ont été activés. Les génotypes résistants à la maladie présentaient moins de variations d'expression globales mais montraient une activation accrue des gènes liés aux voies de résistance à la maladie. Ces résultats nous permettent non seulement d'approfondir notre compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans la réponse à la contrainte hydrique dans différents contextes génétiques, mais aussi d'identifier des gènes candidats potentiels pour l'amélioration de la tolérance aux contraintes biotiques et abiotiques.