La sécheresse ne laissera pas votre verre de vin vide !

Des chercheurs de l'Inra et de Bordeaux Sciences Agro (1), en collaboration avec le Synchrotron SOLEIL, démontrent qu'il n'y a pas de différence entre huit variétés de vignes (cépages et porte-greffes) vis à vis de leur résistance à l'embolie (2) vasculaire lors de sécheresses sévères. Plus encore, grâce à des observations sur le long terme dans deux des plus grandes régions viticoles (Saint-Emilion en France et la vallée de Napa aux Etats-Unis), ils révèlent pour la première fois que les vignes n'ont jamais atteint leurs seuils létaux de dysfonctionnement hydraulique mais que la marge de sécurité face à la sécheresse reste faible. Ces travaux sont publiés dans la revue Science Advances le 31 janvier 2018.

Dans le contexte de changement climatique, la vigne (Vitis vinifera) va devoir faire face à des stress hydriques croissants. Comment va-t-elle réagir à des épisodes de sécheresse plus intenses et plus fréquents ? Les cépages seront-ils égaux face au manque d'eau ? Malgré le fait que la vigne est adaptée à des environnements subissant des sécheresses saisonnières, les études divergent quant à sa réponse à la sécheresse. Une équipe de l'Inra et de Bordeaux Science Agro, en collaboration avec le Synchrotron SOLEIL, a scruté les mécanismes physiologiques et hydrauliques qui régissent la résistance et la résilience du système vasculaire de la vigne confrontée au stress hydrique.

En étudiant la régulation de la transpiration (via les stomates dont la fermeture est la première réponse au stress hydrique) de deux cépages (dont Syrah et Grenache) et deux porte-greffes, les chercheurs ont démontré que ces vignes adoptent le même comportement face au stress hydrique. Par ailleurs, les scientifiques ont analysé la vulnérabilité à l'embolie (3) de cinq cépages et trois porte-greffes (dont deux espèces Vitis vinifera et Vitis riparia), et pour certaines, leur capacité à récupérer après un épisode de sécheresse. Leurs travaux ont permis de mettre en évidence un changement de vulnérabilité à la sécheresse au cours de la saison. Cet effet ontogénique (4) très marqué permet aux vignes étudiées d'être plus résistantes après l'aoûtement lorsque les sécheresses sont plus fréquentes et intenses.

Les chercheurs ont donc défini les seuils de stress hydriques pour cinq cépages et trois porte-greffes et ont comparé leurs données aux épisodes de sécheresse recensés depuis plus de 15 ans dans deux des plus grandes régions viticoles du monde: Saint Émilion et la vallée de Napa en Californie. Pour la première fois, ils ont mis en évidence que la marge de sécurité vis-à-vis de la sécheresse est restée positive quoique faible au mois de juillet. Les vignes n'ont donc jamais atteint leur seuil de rupture pendant les épisodes de sécheresse du début du siècle. Deux stratégies expliquent ce comportement: une bonne résistance des vaisseaux de la tige à l'embolie vasculaire et une plus grande vulnérabilité des feuilles au dessèchement qui jouent le rôle de fusible. Ces résultats pourront être utilisés par les viticulteurs pour piloter les vignobles de demain et notamment y adapter la gestion de l'eau.

Note:
(1). Ces travaux ont notamment impliqué l'Institut des Sciences de la Vigne et du Vin et ont été financés par le LabEx COTE Bordeaux (http://cote.labex.u-bordeaux.fr) et Agreenium.
(2). L'embolie est une conséquence de la cavitation, phénomène par lequel de l'air pénètre dans la colonne d'eau des arbres, entraînant la rupture du circuit d'eau. C'est l'une des principales causes de la mortalité des arbres lors de sécheresses sévères.
(3). Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé deux technologies: des observations directes du contenu des vaisseaux en micro-tomographie à rayon X au synchrotron SOLEIL et un dispositif expérimental prototype capable de mesurer la vulnérabilité des espèces à la cavitation dont les vaisseaux sont très longs comme c'est le cas pour la vigne. Ce dispositif utilise la force centrifuge pour générer des tensions dans le tissu conducteur de sève et simuler ainsi les effets d'une sécheresse. En augmentant la vitesse de rotation de la centrifugeuse, on expose en quelques minutes le rameau à des conditions qu'il ne subirait qu'au bout de plusieurs semaines de sécheresse en conditions naturelles. http://www.bordeaux-aquitaine.inra.fr/Toutes-les-actualites/70-ans-Megacavitron
(4). Cet effet est lié à l'âge du sarment, notamment par rapport à l'aoûtement qui marque la fin de croissance et la lignification des sarments: ils passent de la couleur verte à marron et deviennent plus durs et, donc aussi, résistants à l'embolie.

Référence publication:
Drought will not leave your glass empty: Low risk of hydraulic failure revealed by longterm drought observations in world's top wine regions. G. Charrier, S. Delzon, J. C. Domec, L. Zhang, C. E. L. Delmas, I. Merlin, D. Corso, A. King, H. Ojeda, N. Ollat, J. A. Prieto, T. Scholach, P. Skinner, C. van Leeuwen, G. A. Gambetta. Science Advances, 31 janvier 2018. 10.1126/sciadv.aao6969

Contacts scientifiques:
- Guillaume Charrier, Physique et physiologie Intégratives de l'Arbre en environnement Fluctuant
- Sylvain Delzon, Biodiversité, gènes et communautés (Inra, Université de Bordeaux)
- Gregory Gambetta, Bordeaux Sciences Agro, Institut des Sciences de la Vigne et du Vin Unité Ecophysiologie et génomique fonctionnelle de la vigne (Inra, Université de Bordeaux, Bordeaux Sciences Agro)