Prototype de simulation du stress thermique validé
Au centre INRAE de Colmar un prototype pour la simulation des vagues de chaleur a été développé et validé le fonctionnement. La prochaine étape sera de construire un dispositif en plus grande échelle afin de mener des expériences qui combineront le stress thermique et les infections par des pathogènes sur les variétés résistantes en 2025.
Fig.: Capacité d’induction de stress thermique du prototype sur des boutures de bois de Cabernet-Sauvignon. À gauche : aspect visuel des plantes témoins et des plantes soumises à un stress thermique après un traitement de 48 heures avec une différence de +10° C entre le témoin et le traitement. À droite : images thermiques de plantes témoins (en haut) et traitées (en bas) prises en début d’après-midi. (Photos: Łukasz Tarkowski, INRAE)
Une période glaciaire pour la peau des baies
Au cours des dernières années, il a déjà été démontré que la texture des baies et les cires présentes à la surface des baies ont une influence considérable sur la sensibilité d'un cépage à la pourriture grise causée par Botrytis cinerea. Dans le cadre du projet WiVitis, ces précieuses connaissances ont été étendues en examinant les cires de la surface de la pellicule des baies de cépages sélectionnés à l'aide d'un cryo-microscope électronique à balayage (cryo-MEB) avec un grossissement jusqu'à 8.000 fois par les partenaires du Nano Imaging Lab. Ce grossissement permet de rendre visibles à l'œil humain les minuscules structures de la surface de la cire à l'échelle nanométrique.
Dans le MEB lui-même, il règne un vide poussé à température ambiante. L'eau contenue dans l'échantillon, dans notre cas la peau des baies, s'évaporerait si rapidement sous l'effet du vide que la peau des baies s'effondrerait immédiatement. C'est pourquoi les échantillons biologiques, comme notre morceau de peau de baie préparé, sont préalablement congelés par choc dans de l'azote liquide. Dans ce bain d‘azote, d'une température glaciale de -210°C, aucun cristal de glace ne se forme, les cellules de l'échantillon restent intactes et conservent leur structure originelle. Une véritable période glaciaire pour la peau des baies. Dans l'unité cryogénique, les échantillons congelés sont chargés de particules d'or. Comme celles-ci sont conductrices d'électricité, l'irradiation qui suit avec des électrons fortement accélérés permet de dériver des signaux de l'échantillon et de les assembler sous forme d'image.
Il en résulte d'impressionnantes images en gros plans à haute résolution de la surface de la peau des baies, qui fournissent aux scientifiques des informations importantes sur la diversité des structures de la cire de différents cépages. Les recherches vont maintenant porter sur l'influence de ces différences de structure sur la résistance au Botrytis du raisin et sur les caractéristiques des cépages étudiés sur différents sites de la région du Rhin supérieur. On peut déjà en dire autant : Certaines structures de cire peuvent être décrites comme des bois d'élan ou rappellent, par la disposition de leurs plaquettes de cire, un mosh pit vu du ciel. Mais voyez vous-même.
Fig. 1 : Des morceaux de 3-5 mm sont délicatement découpés dans la peau des baies à l’aide d’un scalpel et de pincettes (en haut à gauche) et placés sur la plaque d’échantillons (en bas à gauche). Pendant ce temps, la chambre à échantillon du cryo-REM est refroidie (au milieu) et les morceaux de peau de baies congelés sont ensuite placés sur la plaque à échantillon dans l’unité cryogénique (à droite). Avant d’être chargées de particules d’or, celles-ci ressemblent à de petits pains à pizza. (Photos : Katja Herzog, JKI)
Fig. 2 : Clichés cryo-REM de différents cépages : agrandissement 4.000 fois de la couche de cire de la nouvelle variété de vigne GF.2010-011-0048 du JKI (à gauche) ainsi qu’un agrandissement 8.000 fois de la couche de cire des variétés Regent (au milieu) et Calardis Blanc (à droite). (Photos : Evi Bieler, NI-Lab)
Découverte d'un lien entre la stabilité des baies et la sensibilité à la pourriture grise
Dans le cadre du projet, des essais d'infection avec différents agents pathogènes sont actuellement réalisés sur différentes variétés à l'Institut viticole national de Fribourg. L'objectif principal de cette étude est d'évaluer la sensibilité des raisins à l'oïdium (Erysiphe necator) et à la pourriture grise (Botrytis cinerea). Dans ce but, les baies de variétés PIWI et de variétés classiques sont infectées artificiellement par des spores des agents pathogènes à des stades de développement définis. L'évaluation des essais a lieu à différents jours après l'inoculation (angl.: days post inoculation = dpi). Les premiers résultats indiquent qu'il existe un lien entre la stabilité des baies et la sensibilité à la pourriture grise. L'évaluation de la sensibilité des différentes variétés à l'oïdium n'a pas encore été effectuée.
Evolution des dégâts de pourriture grise sur Pinot noir et Sauvignac (PIWI) après infection artificielle par Botrytis cinerea (Photo : WBI)
Présentation du projet WiVitis aux 16e Journées Scientifiques du Réseau Francophone de Fluxomique et de Métabolomique
Dans le cadre des 16e Journées Scientifiques du Réseau Francophone de Fluxomique et de Métabolomique (RFMF, 4-6 juin 2024, Saint-Malo, France), Olivia Ledieu (INRAE Colmar) a présenté un poster détaillant ses travaux dans le cadre de Wivitis, sur l’étude des lipides cuticulaires des raisins par spectrométrie de masse haute résolution. Des échanges avec les participants ont permis d’aborder de nouvelles pistes pour l’identification des composés présents dans la cuticule des raisins.
Photo: INRAE
Started : Prototype de simulation du stress thermique de la vigne
Le centre INRAE de Colmar, en Alsace, prend en charge une partie du projet WiVitis centré sur le développement d'un dispositif pour provoquer un stress thermique sur la vigne. L'idée de base est de pouvoir simuler un événement climatique extrême (une vague de chaleur) avec une précision jamais atteinte dans les études agronomiques. En simulant une vague de chaleur, les chercheurs visent à explorer les effets potentiels de la chaleur sur la résistance des variétés PIWI aux pathogènes.
Les chercheurs des unités SVQV (Santé de la Vigne et Qualité du Vin) et UEAV (Unité Expérimentale Agronomique et Viticole), guidés par Łukasz Tarkowski, développent un prototype de dispositif de chauffage basé sur l'utilisation de radiateurs infrarouges. La construction et l'établissement du prototype est une étape clé pour comprendre quels paramètres doivent être utilisés pour le dispositif final afin d'éviter des erreurs de conception.
En ce moment, le prototype est presque terminé et les tests de connectivité sont en cours. Une fois la connectivité validée, les radiateurs infrarouges seront ajoutés au prototype pour effectuer les premières simulations de stress thermique.
Stay tuned !
Sont présentés des sondes de température foliaire utilisés dans le prototype et installés sur des feuilles de vigne. Les sondes sont équipées de deux capteurs de température, perpendiculaires l’un à l’autre, pour permettre la mesure simultanée de la température de l’air et de la température des feuilles. | Foto: INRAE
Source: Łukasz Tarkowski, INRAE. Lors du webinaire ENVIE-MULTISTRESS du 24 mai 2024, il a été question de: Quel effet du changement climatique sur les variétés de vigne résistantes aux maladies ?
Journée d’échanges entre les partenaires du projet INTERREG VI WiVitis le 10 avril 2024
La rencontre annuelle du projet WiVitis a eu lieu cette année au Julius Kühn-Institut (JKI) à Siebeldingen et a bénéficié de la participation de (presque) tous les partenaires du projet venant d'Allemagne, de France et de Suisse. Comme le groupement WiVitis n'est au complet que depuis quelques mois, tous les partenaires impliqués se sont maintenant rencontrés et ont présenté leurs méthodologies ainsi que les premiers résultats. Pour la saison 2024, les stratégies de collecte de données ont été approfondies, les dispositifs expérimentaux ont été discutés et les protocoles ont été harmonisés. Ceci est particulièrement important, car des ensembles de données comparables sont collectés sur les différents sites de recherche de la région du Rhin supérieur et utilisés pour une caractérisation variétale intersites. Parmi les cépages PIWI qui font l'objet d'une étude approfondie dans le cadre du projet, on trouve entre autres le Souvignier Gris, le Calardis Blanc, le Cabernet Blanc et le Floreal.
Katja Herzog, coordinatrice du projet, a commencé la réunion par un bref rapport administratif et a illustré les méthodes établies à l'Institut de sélection de la vigne du Geilweilerhof (JKI) pour l’acquisition à haut débit de jeux de données sur les caractéristiques des raisins et des grappes. Les scientifiques de l'institut JKI utiliseront ces méthodes dans le cadre de WiVitis pour caractériser les variétés en fonction de l'architecture des grappes et des caractéristiques de la peau des baies. Ces données descriptives des caractéristiques (= données de phénotypage) constituent la base de l'évaluation de la résistance au botrytis des cépages ainsi que du développement de marqueurs moléculaires qui sont utilisés pour une identification précoce de plantules résistantes dans les programmes de sélection de vignes. L'Institut national de la viticulture de Fribourg (WBI) a fait une démonstration impressionnante des prévisions d'infestation des cépages PIWI par le mildiou de la vigne, développées dans le cadre du projet VITIFIT, qui seront bientôt mises à la disposition de l'ensemble des viticulteurs dans l'outil de prévision en ligne VitiMeteo. Dans WiVitis, ces prévisions d'attaque pour les cépages PIWI doivent maintenant être développées également pour l'oïdium et des essais correspondants doivent être réalisés. Des analyses microscopiques accompagnent ces essais et permettent ainsi d’évaluer l'évolution de l'infection, dans le but de formuler des recommandations d'action. Des tests d'infection sur l'oïdium et le botrytis et leurs effets sur certains cépages PIWI et traditionnels sont également réalisés dans le cadre de WiVitis par le Centre de services de l'espace rural (DLR) du Palatinat rhénan. La question de l'impact des souches de botrytis, caractérisées comme étant plus ou moins agressives, sur l'évolution de l'infection des PIWI résistants au botrytis reste à élucider.
Photo de groupe de l'avant gauche à l’arrière droite : René Fuchs (WBI), Annika Ziehl (JKI), Katja Herzog (JKI), Alessandra Maia-Grondard (INRAE), Reinhard Töpfer (JKI), Elke Herrmann (DLR), Noemi Flubacher (WBI), Olivia Ledieu (INRAE), Ruth Walter (DLR), Evi Bieler (NILab), Lukasz Tarkowski (INRAE), Raymonde Baltenweck (INRAE), Marcus Wyss (NILab), Bea Steinemann (FiBL), Philippe Hugueney (INRAE). Absent : Hans-Jakob Schärer (FiBL) | Photo: Julia Fuchs, JKI
L'INRAE Grand Est Colmar a fait le point sur les études analytiques de la composition lipidique à la surface de la pellicule des baies (= couche cireuse) de quatre PIWI et de deux variétés traditionnelles. La méthode utilisée à cet effet a été adaptée et nouvellement établie dans WiVitis pour les baies. Les premiers résultats ont montré des différences spécifiques aux variétés dans les compositions lipidiques détectées, mais ces résultats doivent être consolidés en 2024 par des échantillons de différents sites. De même, les partenaires de Colmar mettent en place une installation expérimentale pour soumettre des vignes en pot à un stress thermique et étudier les effets de l'augmentation massive des températures, comme c'est le cas lors des vagues de chaleur, sur les attaques de mildiou et d'oïdium.
Les partenaires suisses de l'Institut de recherche de l'agriculture biologique (FiBL) visent à collecter des données dans les vignobles gérés de manière écologique et ont rendu compte des prélèvements d'échantillons pour les analyses de la composition lipidique à la surface des pellicules des baies et des bilans de développement et d'infestation des cépages sélectionnés dans le projet. La partie scientifique de la rencontre a été complétée par le rapport du Nano Imaging Lab de Bâle (NI-Lab). L'utilisation de la microscopie électronique à balayage (Cryo-MEB) est ici la méthode optimale pour caractériser l'état de surface des baies et les différences de structure des cires appliquées. Des échantillons des cépages sélectionnés seront ainsi collectés et analysés dans différents vignobles de la région du programme Rhin supérieur.