Régulation du métabolisme des anthocyanes chez la vigne : Effet de la lumière sur des cépages teinturiers

Regulation of anthocyanin metabolism in grape : Effect of light on teinturier cultivars

• Auteur / Autrice : Le Guan
• Direction : Serge Delrot, Shao-hua Li
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie végétale
• Date : Soutenance le 18/12/2014
• Etablissement(s) : Bordeaux en cotutelle avec Institute of botany (Pékin)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écophysiologie et génomique fonctionnelle de la vigne (Villenave d'Ornon, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Rongcheng Lin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Serge Delrot, Shao-hua Li, Rongcheng Lin, Véronique Cheynier, Huiqin Ma, Yuepeng Han
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Véronique Cheynier, Huiqin Ma

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets de la lumière

Couleur

Raisin

biosynthèse

Anthocyanes

Mots clés libres

Teinturier

Spécificité tissulaire

Spécificité de cépage

Lumière

Anthocyanes

Héritabilité

Teinturier

Tissue specific

Cultivar specific

Light

Anthocyanin

Inheritance

Résumé

Les anthocyanes constituent une composante importante de la qualité des fruits rouges, particulièrement pour le raisin noir, et pour la couleur des vins qui en dérivent. La biosynthèse des anthocyanes est déterminée par des facteurs génétiques et affectée par des facteurs environnementaux, notamment la lumière. Pour la plupart des cépages, la pellicule des baies est le tissu principal ou exclusif accumulant les anthocyanes. Notre travail analyse les effets de la lumière et du génotype sur la biosynthèse des anthocyanes. Le matériel végétal que nous avons utilisé était constitué de cépages teinturiers, qui accumulent des anthocyanes dans la pellicule et dans la pulpe, et de populations hybrides. Dix-neuf anthocyanes mono-glycosylées ont été identifiés dans sept tissus colorés du cépage teinturier Yan-73 (V. vinifera). La composition et la concentration en anthocyanes varient selon les organes et le stade de développement. Les anthocyanes de la pellicule incluent principalement les dérivés de la malvidine, alors que les dérivés de la péonidine sont les plus abondants dans la pulpe. Les dérivés de malvidine et de péonidine prédominent dans le rachis, les pédicelles des baies, les limbes foliaires, les nervures et les pétioles, et dans l‘écorce à la base du cep. Les concentrations des anthocyanes dans les pellicules, la pulpe, le rachis et les pédicelles augmentent rapidement à partir de la véraison, ou une semaine après la véraison. Elles sont élevées dans les limbes foliaires jeunes et sénescents, et faibles dans les feuilles en expansion et les feuilles adultes. Elles ne varient pas beaucoup au cours de la saison dans les nervures et les pétioles, ou dans l‘écorce. Les cépages ont pu être distingués selon leur réponse à des traitements d‘exclusion de la lumière imposés de la nouaison à la maturité en entourant les grappes par des boîtes opaques. Le cépage non teinturier ―Gamay‖ à peau rouge accumule très peu d‘anthocyanes dans la pellicule en absence de lumière. Au contraire, les cultivars teinturiers, ‗Yan-73‘ et ‗Gamay Fréaux‘ (mutant teinturier de ‘Gamay’) accumulent des anthocyanes aussi bien dans la pellicule que dans la pulpe et présentent une coloration sombre même en absence de lumière...

Anthocyanins are an important component of red fruit quality, especially for grape berries, and for the color of the wines made from these berries. Anthocyanin biosynthesis is determined by genetic factors and affected by environmental factors, especially sunlight. For most grape cultivars, the berry skin is the main or only tissue accumulating anthocyanins. The present work investigates the effects of light and grape genotype on anthocyanin biosynthesis. We used teinturier grape cultivars (also called dyers, which synthesize anthocyanins in both skin and pulp) and its hybrid population as plant materials. Nineteen monoglucoside anthocyanins were identified in seven colored tissues of the teinturier cultivar Yan-73 (V. vinifera). Anthocyanin composition and concentration varied among grape organs and with developmental stage. Skin anthocyanins were mainly composed of malvidin derivatives, while peonidin derivatives were the most abundant anthocyanins in the pulp. Both malvidin and peonidin derivatives were predominant in rachis, berry pedicels, leaf lamina, vein and petioles, and living bark at the base of the shoot. The concentration of anthocyanins in berry skin, pulp, rachis and pedicels rapidly increased starting from veraison on, or one week after veraison. Anthocyanin concentrations were high in young and senescing leaf lamina and low in expanding and mature lamina. They did not vary much throughout the growing season in the leaf veins and petiole tissues, or in the bark. Grape cultivars could be distinguished by their response to sunlight exclusion treatments imposed from fruit set to maturity by surrounding the clusters with opaque boxes. The red-skinned non-teinturier cultivar Gamay could barely accumulate anthocyanins in berry skin under sunlight exclusion. In contrast, teinturier cultivars, Yan-73 and Gamay Fréaux (teinturier mutant of Gamay) accumulated anthocyanins in both skin and pulp and showed dark color even under sunlight exclusion...