La vigne, essentielle au vin et aux raisins secs, subit des pertes dues au mauvais établissement et au dépérissement des vignes nouvellement plantées. Les progrès dans la manipulation des spectres lumineux des pépinières sont prometteurs pour des vignes plus saines, mais les mécanismes exacts ne sont pas clairs.
La recherche indique que la qualité de la lumière, contrôlée via la technologie d’éclairage LED, a un impact significatif sur la croissance des plantes et la photosynthèse, mais les réponses varient selon les espèces et entre les différentes longueurs d’onde de la lumière.
Des recherches approfondies, intégrant des analyses physiologiques, biochimiques et transcriptomiques, sont nécessaires pour comprendre comment la qualité de la lumière affecte la croissance et le métabolisme de la vigne, notamment pour découvrir les bases moléculaires de l’impact de la lumière sur la photosynthèse et la dynamique du carbone.
En août 2023, Recherche horticole a publié un étude intitulé « Les plantules de vigne réagissent à différentes lumières monochromatiques en ajustant la photosynthèse et l’allocation de carbone. »
L’étude a révélé des réponses distinctes des plantules de vigne à différentes qualités de lumière. Sous la lumière verte et rouge, la longueur de la tige a augmenté de la même manière, alors que la lumière bleue n’a montré aucun effet significatif. D’un autre côté, la surface foliaire d’une plante ou d’une plante entière est restée largement inchangée quelle que soit la qualité de lumière.
La variation spatiale de la teneur en chlorophylle des feuilles (valeur SPAD) a montré un schéma typique. La lumière verte a réduit le SPAD des feuilles dans la plupart des gammes et la lumière rouge dans une moindre mesure, tandis que la lumière bleue a augmenté le SPAD pour les feuilles dans les gammes moyennes du couvert forestier.
La qualité de la lumière a également eu un impact sur l’intensité lumineuse du limbe de la feuille, en fonction de la longueur d’onde et de la portée des feuilles. En particulier, la lumière bleue et verte a augmenté l’intensité lumineuse dans la partie inférieure des feuilles. La photosynthèse (Pn) différait selon les feuilles dans différentes positions du couvert forestier, la lumière rouge renforçant le Pn dans les feuilles supérieures.
L’échange gazeux des feuilles sous différentes lumières a été étudié à l’aide de courbes de réponse à la lumière. La lumière bleue augmente considérablement le taux de photosynthèse maximal (Pnmax), en particulier à des intensités lumineuses plus élevées. Parallèlement à l’augmentation du Pn, la lumière bleue a également augmenté la conductance stomatique et le taux de transpiration sans affecter l’efficacité de l’utilisation de l’eau (WUE).
En revanche, la lumière verte réduit le Pnmax, diminue légèrement la conductance stomatique, augmente le taux de transpiration et réduit considérablement le WUE. La lumière rouge a eu des effets marginaux sur ces paramètres.
La répartition de la matière sèche et de la teneur majeure en glucides dans la surface et dans le sous-sol était influencée par différentes qualités de lumière. La lumière bleue a réprimé la croissance excessive et a augmenté de manière significative le poids spécifique des feuilles de 38,29 %. La lumière rouge a augmenté le poids sec de la tige de 53,60 %, la teneur en amidon de la feuille de 53,63 % et la teneur en saccharose de la tige de 230 %.
L’analyse du transcriptome du génome entier a révélé que différentes qualités de lumière déclenchaient des réponses génétiques spécifiques dans les feuilles, les tiges et les racines. Les modèles d’expression des gènes liés à la photosynthèse, à la signalisation lumineuse et au métabolisme du carbone variaient considérablement en fonction de la qualité de la lumière. Notamment, des gènes comme VvCOP1, VvHY5, VvHYH et VvELIP peuvent jouer un rôle important dans cette signalisation de la pousse à la racine.
En outre, l’analyse du réseau de corrélation a identifié des gènes clés associés à des traits physiologiques tels que le taux de photosynthèse et le poids spécifique des feuilles. Par exemple, des gènes comme VvpsbS, VvHYH et VvALDA1 ont montré de fortes corrélations avec ces traits, indiquant leur rôle potentiel dans la réponse à la qualité de la lumière et dans la régulation de la photosynthèse des plantes et du métabolisme du carbone.
En conclusion, cette étude fournit des informations précieuses sur l’optimisation des recettes lumineuses pour la croissance de la vigne, en mettant en évidence les effets distincts des différentes qualités de lumière sur la croissance des plantes, la photosynthèse, l’allocation du carbone et l’expression génétique.
Les résultats soulignent la complexité des réponses des plantes à la lumière et le potentiel des traitements lumineux ciblés pour améliorer la croissance et la qualité de la vigne.
Plus d’information:
Menglong Liu et al, Les plantules de vigne réagissent à différentes lumières monochromatiques en ajustant la photosynthèse et l’allocation de carbone, Recherche horticole (2023). DOI : 10.1093/hr/uhad160
Fourni par Plant Phenomics