Modélisation dynamique du métabolisme carboné au cours de l’hiver et prédiction de la résistance au gel.

Résumé : La période non feuillée est souvent considérée comme inactive, bien que les arbres doivent moduler activement leur métabolisme à travers les processus d'acclimatation/désacclimation au froid, afin de résister au gel et de restaurer leur capacité de croissance au printemps. Le métabolisme carboné est un élément clé de ces processus par le contrôle osmotique de la formation de glace extracellulaire et le contrôle trophique de la croissance des bourgeons. L'influence de la température sur l'interconversion entre amidon et sucres solubles est connue depuis des années, mais aucun outil opérationnel ne permet de prédire les teneurs en amidon et sucres solubles au cours de cette période. Pour cela, nous avons exposé des branches de noyer Juglans regia âgées d'un an à une température constante pendant une à trois semaines et nous avons mesuré les changements dans la composition glucidique à trois périodes (automne, hiver et printemps). La température influence directement la composition en glucides. Néanmoins, la teneur en eau et la période d'échantillonnage sont également des facteurs déterminants pour la dynamique d’interconversion. Une hydrolyse plus élevée de l'amidon est observée à basse température (<5°C) pour toutes les périodes d'échantillonnage. L'hydrolyse de l'amidon est également observée à température chaude, mais seulement en automne. Ces données ont permis de comparer trois approches de modélisation simulant les variations de composition des glucides par analogie enzymatique. Les approches les plus empiriques et les plus mécanistes n'ont pas réussi à simuler les observations externes de manière robuste (Root Mean Standard Error of Prediction (RMSEP) > 30 mg.g MS-1, Efficacité (Eff) < 0), alors que le modèle intermédiaire était plus efficace (RMSEP = 15,19 mg.g MS-1, Eff = 0,205 et 16,61 mg.g MS-1, Eff = 0,366, pour les sucres solubles (glucose + fructose + sucrose) et l’amidon respectivement). La précision du modèle a encore été améliorée lorsque l'on a utilisé des données de terrain pour la calibration (RMSEP = 5,86 mg.g DM-1, Eff = 0,962 ; RMSEP = 10,56 mg.g DM-1, Eff = 0,752, pour GFS et amidon, respectivement). Nous avons donc développé un outil opérationnel permettant de simuler la dynamique des glucides au cours de la période non feuillée afin de prédire la résistance au gel avec une précision d'environ 3,4°C à partir de la température, de la teneur en eau, des mesures initiales d'amidon et de glucides solubles. Cet outil devrait pouvoir être développé afin de prédire la résistance au gel dans une plus large gamme climatique et d’autres espèces ligneuses.
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Poster communications
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Contributor : Archive Ouverte Prodinra <>
Submitted on : Tuesday, October 29, 2019 - 8:10:58 PM
Last modification on : Wednesday, October 30, 2019 - 1:25:16 AM

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  • HAL Id : hal-02338181, version 1
  • PRODINRA : 487109

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Guillaume Charrier, André Lacointe, Thierry Ameglio. Modélisation dynamique du métabolisme carboné au cours de l’hiver et prédiction de la résistance au gel.. Séminaire GEA "Les réserves carbonées chez les ligneux", Oct 2019, Angers, France. GEA, 30 p., 2019. ⟨hal-02338181⟩

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