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Nationalité : USA

Sujet de thèse

Caractérisation de la réponse au stress de la sécheresse des variétés de Vitis vinifera.

• Ecole doctorale: Sciences de la Vie et de la Santé - Université de Bordeaux
• Encadrement : Kees VAN LEEUWEN
• Financement : INRAE
• Projet : VITADAPT
• Période: 01/04/2019 - 20/07/2022

Résumé

Cette thèse couvre deux sujets différents, mais liés, concernant la façon dont différentes variétés de vigne répondent au stress de la sécheresse. Premièrement, les mesures des rapports isotopiques du carbone dans le jus des baies à maturité fournissent une évaluation intégrée du stress de la sécheresse pendant la maturation des baies, et lorsqu'elles sont collectées sur plusieurs saisons, elles fournissent une indication de sa réponse à ce stress. Caractériser le stress dû à la sécheresse pendant cette période est utile car il affecte la qualité des raisins et du vin qui en résulte. Des mesures des rapports isotopiques du carbone dans le jus de baies ont été effectuées sur 48 variétés plantées dans un vignoble expérimental à Bordeaux pendant sept ans et ont révélé des différences entre les variétés. Une analyse hiérarchique par grappes a ensuite permis de créer une classification des variétés en fonction de leur tolérance relative à la sécheresse. En outre, à l'aide de mesures du potentiel hydrique foliaire recueillies sur quatre saisons, une approche hydroscape a été utilisée pour élaborer une liste de paramètres indiquant la sensibilité de la régulation stomatique au stress hydrique, qui étaient bien corrélés avec les rapports isotopiques du carbone. Cette étude a également examiné comment les rapports isotopiques du carbone dans l'eau-de-vie de vin produite par double distillation étaient potentiellement affectés par rapport au vin source et au moût de raisin parent. Une forte relation a été trouvée entre les rapports isotopiques de carbone du moût de raisin, du vin et de l'eau de vie, suggérant que cette dernière pourrait être utilisée pour estimer l'état hydrique de la vigne pendant la période de maturation des baies correspondante. Cela pourrait être utile pour étudier comment les attributs sensoriels de l'eau de vie sont liés à l'état hydrique de la vigne.Deuxièmement, dans les régions viticoles du monde entier, le changement climatique peut affecter la transpiration des vignes et l'utilisation de l'eau dans les vignobles. Afin de caractériser cette réponse, une méthode simplifiée a été présentée pour déterminer la conductance de la vigne à l'aide de mesures du flux de sève de la vigne, de la température et de l'humidité dans la canopée de la vigne, et d'estimations du rayonnement net absorbé par la canopée de la vigne. Sur la base de cette méthode et des mesures effectuées sur plusieurs vignes de 5 variétés dans un vignoble non irrigué de Bordeaux France, la conductance stomatique globale a été estimée sur des intervalles de 15 minutes de juillet à mi-septembre 2020 produisant des valeurs similaires à celles présentées pour les vignobles dans la littérature. Une analyse de sensibilité utilisant une régression non paramétrique a révélé que le flux de transpiration et le déficit de pression de vapeur étaient les variables d'entrée les plus importantes dans le calcul de la conductance, le rayonnement net absorbé et la conductance globale de la couche limite étant beaucoup moins importants. L'analyse de régression linéaire multiple a montré que la variabilité du déficit de pression de vapeur au cours de la journée et du potentiel hydrique avant l'aube au cours de la saison expliquait en grande partie la variabilité de la conductance stomatique globale. Pour l'analyse de régression, il était important de prendre en compte la non-linéarité et la colinéarité des variables explicatives et de développer un modèle facilement interprétable. Les simulations de transpiration basées sur les équations de régression ont révélé des différences similaires entre les variétés en termes de transpiration quotidienne et saisonnière. Ces simulations se sont également bien comparées à celles d'un modèle reconnu de bilan hydrique du vignoble, bien qu'il y ait eu des différences entre les deux approches dans la vitesse à laquelle la conductance a diminué en réponse au stress de la sécheresse.

Publications

• Gowdy M, Pieri P, Suter B, Marguerit E, Destrac-Irvine A, Gambetta GA, van Leeuwen C, 2022. Estimating bulk stomatal conductance in grapevine canopies. Frontiers in Plant Science 13, 839378.
• Gowdy M, Suter B, Pieri P, Marguerit E, Destrac-Irvine A, Gambetta GA, van Leeuwen C, 2022. Variety-specific response of bulk stomatal conductance of grapevine canopies to changes in net radiation, atmospheric demand, and drought stress. Oeno One 56, 205-222.
• Plantevin M, Gowdy M, Destrac-Irvine A, Marguerit E, Gambetta GA, van Leeuwen C, 2022. Using delta C-13 and hydroscapes for discriminating cultivar specific drought responses. Oeno One 56, 239-250.
• van Leeuwen C, Barbe JC, Darriet P, Destrac-Irvine A, Gowdy M, Lytra G, Marchal A, Plantevin M, Poitou X, Pons A, Thibon C, 2022. Aromatic maturity is a cornerstone of terroir expression in red wine. Oeno One 56, 335-351.
• Suter B, Destrac-Irvine A, Gowdy M, Dai Z and Van Leeuwen C, 2021. Adapting wine grape ripening to global change requires a multi-trait approach. Frontiers Plant Science 12, 624867.
• van Leeuwen C, Destrac A, Dubernet M, Duchêne E, Gowdy M, Marguerit E, Pieri P, Parker A, de Resseguier L, Ollat N, 2019. An update on the impact on climate change in viticulture and potential adaptations. Agronomy 9, 514.
• van Leeuwen C, Pieri P, Gowdy M, Ollat N, Roby JP, 2019. Reduced density is an environmental friendly and cost effective solution to increase resilence to drought in vineyards in a contexte of climate change. OENO One 53, 129-146.
• Gowdy M, Destrac A, Haines M, Gambetta GA, Pieri P, Marguerit E, van Leeuwen C, 2018. Varietial responses to vine water deficit : first results from a common garden vineyard near Bordeaux. E3S Web of Conferences 50, 01043.
• Gowdy M, Destrac A, Marguerit E, Gambetta GA, van Leeuwen C, 2019. Carbon isotope discrimination berry juice sugars: changes in response to soil water deficits across a range of Vitis vinifera cultivars. 21^st GiESCO International Meeting ‘A Multidisciplinary Vision towards Sustainable Viticulture’, 23-28 Juin, Thessaloniki, Grèce. (affichée)
• Suter B, Destrac A, Gowdy M, Dai Z, van Leeuwen C, 2019. Modeling sugar accumulation dynamics of a wide range of grape cultivars (Vitis vinifera). 21^st GiESCO International Meeting ‘A Multidisciplinary Vision towards Sustainable Viticulture’, 23-28 Juin, Thessaloniki, Grèce. (affichée)
• van Leeuwen C, Pieri P, Gowdy M, Ollat N, Roby JP, 2019. Soils, training systems and plant material to increase resilience to drought in vineyards as a sustainable response to climate change. 21^st GiESCO International Meeting ‘A Multidisciplinary Vision towards Sustainable Viticulture’, 23-28 Juin, Thessaloniki, Grèce. (orale invitée)