Etude de la variabilité génétique des réponses écophysiologique et moléculaire associées au transport d'eau dans la feuille de peuplier noir en carence hydrique

En climat tempere, le changement climatique aura pour consequence une augmentation de la frequence et de l’intensite des secheresses. Parmi les facteurs influencant la survie des especes a cet environnement fluctuant, la plasticite d’ajustement des traits de reponse semble constituer un atout majeur. Ce travail de these a etudie de facon integree la reponse physiologique et transcriptionnelle du peuplier noir a une carence hydrique progressive jusqu’a un niveau severe. Dans le cadre d’une analyse globale, la plasticite des traits de reponse physiologiques de la plante et, pour la premiere fois, celle de l’expression des genes foliaires a ete estimee. Differentes echelles d’etude ont ete prise en compte : les genotypes issus de populations differentes, les clones d’un meme genotype et les structures de la feuille (nervure principale versus limbe). Un continuum de reponses phenotypiques au deficit hydrique severe a ete identifie permettant de classer la majorite des genotypes etudies comme evitants avec un seul genotype tolerant, maintenant son developpement foliaire, conservant ses feuilles matures et limitant la tension hydrique. Le transcriptome du limbe etait profondement remodele en reponse au deficit hydrique maximal (41% des transcrits differentiellement exprimes) et presentait des fonctions en lien avec la modification de la composition membranaire, le maintien de l’homeostasie cellulaire et la detoxication. L’expression des genes lies au transport intra- et extra-cellulaire et aux flux d’eau (par les aquaporines) etait egalement fortement regulee. Ces genes etaient associes aux fonctions de maintien de l’integrite et de l’hydratation cellulaire du limbe. La modulation du transcriptome etait partiellement specifique de la nervure principale par rapport au limbe. Les 958 transcrits specifiquement regules de la nervure principale indiquaient une sur-expression des genes lies aux metabolismes du glyoxylate et des carbohydrates, et une sous-expression des genes lies au transport intra- et extra-cellulaire. Ceci pourrait favoriser une accumulation de sucres dans la nervure principale, ce qui permettrait de maintenir les flux de seve et de limiter l’embolie. Les plasticites phenotypiques et transcriptionnelles moyennes calculees etaient differentes entre genotypes. Le nombre de feuilles et le potentiel hydrique foliaire etaient les deux traits permettant de discriminer statistiquement les genotypes par leur plasticite. Le niveau de plasticite de certains transcrits etait egalement specifique des genotypes : la plasticite transcriptionnelle etait forte pour les genes impliques dans la fixation du carbone et le transport des messagers secondaires pour le genotype, qui en moyenne, etait le moins plastique. L’ensemble de ces resultats permettent de conclure que le genotype le plus tolerant a la secheresse possedait les plus faibles degres de plasticites phenotypiques et transcriptionnelles. A l’inverse, les genotypes les plus sensibles detenaient des plasticites phenotypiques et transcriptionnelles plus fortes. Enfin, la regulation du degre de plasticite dependrait a la fois de mecanismes conserves et d’autres acquis par les genotypes.