Soutenance de thèse: Julie OUSTRIC (12 décembre 2017)

Les agrumes sont soumis à de nombreuses contraintes environnementales, comme le froid, l’excès de lumière, la sécheresse ou encore l’excès ou la déficience en nutriments. Pour répondre à ces contraintes, l’agrumiculture moderne repose sur des associations entre un arbre appelé, porte-greffe et la variété d’intérêt économique appelée, greffon. Récemment, il a été émis comme hypothèse que cette tolérance au stress pourrait être encore davantage améliorée en utilisant des porte-greffes dont le patrimoine génétique est doublé appelés, tétraploïdes. Différents types de tétraploïdie existent, les autotétraploïdes qui proviennent d’un doublement du lot de chromosomes au sein d’une même espèce, et les allotétraploïdes, qui eux, sont formés à partir de la combinaison de deux lots de chromosomes issus de deux espèces génétiquement différentes. Le but principal de cette thèse est de déterminer si l'utilisation de génotypes tétraploïdes fréquemment utilisés comme porte-greffes en agrumiculture, pourrait permettre une meilleure tolérance au stress. Pour répondre à cet objectif, différentes combinaisons de génotypes ont été sélectionnées et soumises à différents stress environnementaux, naturels ou imposés, fréquemment observés en vergers. Dans un premier temps, la réponse à une déficience en nutriments a été étudiée chez quatre couples de génotypes diploïdes (2x) et tétraploïdes (4x) non greffés, le Citrumelo 4475, le Volkameriana, l’hybride Poncirus Pomeroy x mandarinier Cléopâtre, le citrange Carrizo ainsi que chez l’allotétraploïde FlhoraG1. Le comportement du FlhorAG1 a ensuite été étudié en conditions de basses températures naturelles et de stress lumineux contrôlé. Sa réponse a été comparée à celle de ses parents 2x, le mandarinier commun et le Poncirus Pomeroy, et leurs homologues 4x. Enfin, des clémentiniers greffés sur des porte-greffes citrange Carrizo 2x et 4x ont été étudiés en réponse aux fluctuations saisonnières de températures. L’impact du stress sur les génotypes a été évalué par des mesures de différents paramètres indicateurs de l’état physiologique de la plante (échange gazeux), de la performance du système antioxydant (activité enzymatique et concentration en molécules antioxydantes) et du stress oxydant (malondialdéhyde et peroxyde d’hydrogène). Selon le type d’expérimentation réalisée, la fuite d’électrolytes et les concentrations en glutathion, proline et amidon ont aussi été mesurées, tout comme les modifications de taille et/ou de densité de différents éléments structuraux et ultrastructuraux (cellules, chloroplastes, thylacoïdes, mitochondries, plastoglobules et amidons). A partir des résultats obtenus en conditions de stress nutritionnel, le FlhorAG1 a été classé comme tolérant et le Citrumelo 4475 4x, le Volkameriana 2x et 4x comme modérément tolérants. Les génotypes citrange Carrizo 2x et 4x, le Poncirus Pomeroy x mandarinier Cléopâtre 2x et 4x et le Citrumelo 4475 2x ont été évalués comme sensibles. L’analyse de l’ultrastructure des feuilles des couples Citrumelo 4475 et Vokameriana 2x et 4x a confirmé la meilleure tolérance des 4x à la déficience en nutriments. En réponse aux variations saisonnières de températures et au stress lumineux, le FlhorAG1 a montré une meilleure tolérance que ses parents 2x et leurs homologues 4x. Malgré une sensibilité similaire du génotype citrange Carrizo sous forme 2x et 4x en conditions de carence nutritionnelle, l’utilisation du citrange Carrizo 4x en tant que porte-greffe a mis en évidence une amélioration de la tolérance du greffon aux basses températures. L’ensemble des résultats obtenus montrent donc que certains tétraploïdes présentent effectivement une meilleure tolérance au stress que leurs homologues diploïdes alors que pour d’autres ce n’est pas forcément le cas. La tolérance au stress dépendrait donc du type de stress, du génotype, de son niveau de ploïdie et de son utilisation en tant que porte-greffe ou franc-de-pied. A l’inverse, l’allotétraploïdisation chez le FlhorAG1 franc-de-pied augmenterait la tolérance aux différents stress environnementaux testés.

Mots clefs: Citrus, allotétraploïde, diploïde doublé, photosynthèse, porte-greffe, stress oxydant, système antioxydant