Développement de baies entières de Pinot Noir sur différents Climats de Bourgogne sous le prisme de leur métabolisme.

Development of whole Pinot Noir berries on several Climats de Bourgogne through the prism of their metabolism.

• Auteur / Autrice : Antoine Laporte
• Direction : Sylvain Prigent
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Bioinformatique
• Date : Soutenance le 18/12/2024
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie du fruit et pathologie
• Jury : Président / Présidente : Eric Gomes
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne Goelzer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marielle Adrian, Charles Romieu
• DOI : 10.70675/44af0a60z5a11z4415z824bz710f1c43de57

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pinot noir (cépages)

Terroir (viticulture)

Vendanges

Bourgogne (France)

Plantes -- Métabolisme

Plantes -- Effets du climat

Mots clés libres

Développement

Métabolisme

Pinot Noir

Terroir

Development

Metabolism

Pinot Noir

Terroir

Résumé

Le raisin de cuve a une importance économique majeure en France et l’étude de son développement est d’un intérêt grandissant face aux aléas climatiques de plus en plus forts et fréquents. La Bourgogne n’échappe pas à cette réalité et l’étude du Pinot Noir, cépage rouge endémique,dans son environnement face aux spécificités régionales que sont notamment les Climats,apparaît donc comme un sujet d’étude incontournable. Nous avons donc étudié le développement du Pinot Noir durant deux années consécutives marquées par des températures supérieures aux normes de saison et une excellente qualité sanitaire de la vendange en Bourgogne. Des prélèvement sont eu lieu à intervalles réguliers sur cinq parcelles de production, depuis la nouaison jusqu’aux vendanges. De nombreux facteurs influençant le développement du raisin ont été relevés,tels que les porte-greffes, les parcelles, les conditions météorologiques ainsi que l’exposition au soleil, la position des baies sur la grappe, leur masse et leur taille.Nous avons mesuré les principaux composants de la biomasse qui ont expliqué jusqu’à 80%de la masse sèche de la baie et les avons analysés sous le prisme de ces différents facteurs. Nous avons pu déterminer un ordre et une intensité de l’impact de ces derniers sur le développement des baies et leurs composés : l’effet du millésime est omniprésent durant tout le développement et sur la quasi totalité des composés et son impact est particulièrement fort quant à la concentration en tartrate, plus de 2,5 fois plus élevée en 2022 qu’en 2023 pour atteindre environ 270 mg.gMS-1.Nous en avons conclu que cette accumulation plus forte était due au stress hydrique subit par la vigne avant et pendant la croissance verte des baies, témoignant de l’importance de la pré-saison sur les caractéristiques technologiques de la vendange. L’effet millésime s’atténue cependant en fin de croissance lorsque les baies sont à maturité. Nous avançons également que la parcelle possède un rôle lié notamment au cycle azoté, particulièrement en début et en fin de développement. Enfin,les porte-greffes, conjointement aux parcelles, vont jouer un rôle majeur dans l’accumulation de sucres dans les baies et c’est la vigueur conférée à la vigne par le matériel végétal qui déterminera l’ordre de véraison des parcelles.Pour plus de précisions concernant certains facteurs d’intérêt pour la vinification nous avons déterminé la concentration de 33 polyphénols. Cela nous a permis d’identifier une plus grande quantité d’acides accompagnée d’une accumulation plus précoce d’anthocyanes en 2022 et une plus grande quantité de monomères de catéchines en 2023. L’acquisition de données de transcriptomiques et leur intégration sont allées de pair avec les observations précédentes.Finalement, selon toutes les métriques utilisées, c’est la séquence développementale qui explique systématiquement la variabilité la plus forte avec une synchronisation perceptible des observations des deux ou trois derniers stades de prélèvement selon la nature des données utilisées.Enfin, grâce à un modèle linéaire généralisé nous avons pu prédire les facteurs parcellaires avec une plus grande précision en 2022 qu’en 2023, indiquant que le stress hydrique forçait probablement l’expression du terroir. Les stades de développement ont en revanche été prédit avec plus de précision sur le jeu de données 2023, témoignant d’un développement presque schématique des baies en conditions peu ou non stressantes et un impact très peu prédictible des parcelles ou du matériel végétal en l’absence de stress perçu. Il serait désormais intéressant d’intégrer ces données dans un modèle du métabolisme à l’échelle du génome reconstruit à cet effet, afin d’étudier plus précisément les variations de flux de carbone pouvant expliquer ces différentes observations.

Grapes for wine making hold significant economic importance in France and studying their development is of growing interest given the increasingly severe and frequent climate changes. Bourgogne is no exception to this reality, and studying Pinot Noir, a red grape variety endemic to the region, in its environment with regard to specific regional factors—such as the Climats—has become a crucial area of study. We therefore examined the development of Pinot Noir over two consecutive years, characterized by higher-than-average seasonal temperatures and anexcellent sanitary condition of the harvest in Burgundy. Samples were taken at regular intervals from five production plots, from fruit set to harvest. Various factors influencing grape development were recorded, including rootstocks, plots, weather conditions as well as sun exposure, the position of the berries on the bunch, their weight and size.We measured the main components of the biomass, which explained up to 80% of the berry’sdry mass, and analyzed them through the lens of these various factors.We were able to determine the hierarchy and intensity of the impact of these factors on berry development and their components.The effect of the vintage was omnipresent throughout development and on almost all components, with a particularly strong impact on tartrate concentration, which was more than2.5 times higher in 2022 than in 2023, reaching about 270 mg.gDM-1. We concluded that this higher accumulation was due to water stress experienced by the vine before and during the green growth phase of the berries, high lighting the importance of the pre-season on the technologicalcharacteristics of the harvest. However, the vintage effect diminishes at the end of growth when the berries are fully ripe. We also suggest that the plot plays a role, particularly in the nitrogencycle, especially at the beginning and end of development. Lastly, rootstocks, together with theplots, play a major role in the accumulation of sugars in the berries, and it is the vigor conferred to the vine by the plant material that determines the order of ripening across the plots.For more precision regarding certain factors of interest for winemaking, we determined the concentration of 33 polyphenols. This allowed us to identify a higher quantity of acids accompanied by earlier anthocyanin accumulation in 2022 and a greater quantity of catechin monomersin 2023. The acquisition of transcriptomic data and its integration aligned with the previous observations.Finally, according to all the metrics used, the developmental sequence consistently explained the greatest variability, with a noticeable synchronization in the observations of the last twoor three sampling stages, depending on the type of data used. Moreover, through a generalized linear model, we were able to predict plot-related factors with greater accuracy in 2022 thanin 2023, indicating that water stress likely enhanced the expression of the terroir. However, developmenta lstages were predicted with greater precision using the 2023 datas et, reflecting analmost schematic development of the berries under low to no stress conditions and a much less predictable impact of the plots or plant material in the absence of perceived stress. It would nowbe interesting to integrate this data into a genome-scale metabolic model reconstructed for this purpose, in order to more precisely study the variations in carbon fluxes that could explain these different observations.