Réponses morphologiques et physiologiques de différents génotypes du blé au stress de refroidissement : un indice expliquant les pertes de rendement
Citation
Li, P.F., B.L. Ma*, Y.C. Xiong, and W.Y. Zhang. 2017. Morphological and physiological responses of different wheat genotypes to chilling stress: A cue to explain yield loss. J. Sci. Food Agric. (in press).
Résumé en langage clair
Le stress de refroidissement est un des facteurs limitatifs qui inhibent la croissance et le développement des cultures, entraînant ainsi une perte de rendement grainier. Les plants tendent à subir d’innombrables changements lorsqu’ils subissent un stress de refroidissement. Dans la plupart des cas, ce stress peut faire diminuer la surface foliaire viable ainsi que la production et l’accumulation de glucides, ce qui, à terme, nuit au rendement final. Les sources (surface foliaire pour la production des glucides) ou les puits (grosseur du grain/de l’épi pour le dépôt de glucides) sontils restreints par le stress de refroidissement? Quel facteur joue un rôle crucial dans la perte de rendement? Ces deux questions liées à la physiologie de la tolérance au froid restent à élucider. Nous avons émis l’hypothèse suivante : un processus sources-puits non équilibré devrait influer fortement sur le rendement de différents génotypes du blé dans des conditions de stress de refroidissement. Dans la présente étude, six génotypes différents du blé ont été sélectionnés pour tester cette hypothèse dans des conditions de croissance contrôlées. Notre étude a montré que les génotypes diploïdes et tétraploïdes du blé affichaient une surface foliaire plus grande ainsi que des taux de photosynthèse relativement plus élevés, mais que, à terme, ils ne produisaient qu’un rendement faible, voire nul, dans des conditions de stress de refroidissement. En revanche, chez les génotypes hexaploïdes, si la surface foliaire et le taux de photosynthèse demeuraient faibles, les glucides hydrosolubles pouvaient être substantiellement stockés. Il est ainsi plus facile de maintenir une taille de puits raisonnable et d’assurer l’approvisionnement en assimilats photosynthétiques et leur translocation à partir des sources pour répondre à la demande des puits, ce qui permet à ces génotypes de produire un rendement grainier relativement stable dans des conditions de stress de refroidissement. Par conséquent, les résultats de l’étude montrent que la communication des sources vers les puits est un facteur clé garantissant un rendement grainier élevé et stable dans des conditions de stress de refroidissement chez les génotypes du blé modernes.
Résumé
CONTEXTE : Le mécanisme écophysiologique de la perte de rendement du blé découlant d’un stress de refroidissement est un problème scientifique fondamental. Or, la plupart des études antérieures ont ciblé des blés hexaploïdes, et un faible nombre d’entre elles ont porté sur la plasticité morphologique et physiologique des plants de blé. Six différents génotypes du blé ont été évalués dans des conditions de stress de refroidissement aux fins d’étude des paramètres physiomorphologiques ainsi que de la perte de rendement grainier en phytotrons.RÉSULTATS : Le stress de refroidissement a entraîné une perte significative de rendement grainier chez tous les génotypes. Soumis à ce stress, les blés diploïdes ont généré une récolte nulle, tandis que les génotypes tétraploïdes ont subi une perte prononcée de rendement grainier par rapport au groupe témoin. En revanche, les génotypes hexaploïdes ont acquis un taux de maintien relativement élevé du rendement grainier chez trois espèces.CONCLUSIONS : Les génotypes diploïdes et tétraploïdes du blé ont maintenu une surface foliaire relativement grande et des taux de photosynthèse élevés, mais ils étaient sujets à de plus fortes baisses du nombre de faisceaux vasculaires et de talles productives à la suite de l’inhibition de la croissance des puits dans des conditions de stress de refroidissement. Si les génotypes hexaploïdes affichaient une surface foliaire et des taux de photosynthèse relativement faibles, ils ont stocké plus de glucides solubles et montré une meilleure amélioration des puits, assurant ainsi la translocation et la redistribution des assimilats. Nos constats fournissent un nouvel indice théorique de la stabilisation du rendement dans le processus de domestication des génotypes du blé subissant un stress de refroidissement.