Metabolic responses of early developing sugar beet plant to heat stress
Réponses métaboliques de jeunes plants de betteraves sucrières au stress hyperthermique
Résumé
La betterave sucrière est la deuxième plante en termes de production de sucre avec 19,6% du sucre produit dans le monde entre 2015 et 2016, derrière la canne à sucre. Cultivée dans les zones tempérées comme le nord de la France et la Belgique, elle est sensible au stress thermique modéré. En effet, une augmentation de 1°C de la température moyenne entraîne une perte de rendement de 29%. Dans le cadre du réchauffement climatique et afin de fournir aux agriculteurs des variétés ayant une meilleure résistance à la chaleur, la compréhension des réponses de la betterave sucrière au stress hyperthermique est nécessaire. Pour cela, une étude des réponses physiologiques et métaboliques a été effectuée avec trois hybrides : un hybride de type sucré avec 18% de sucre dans sa racine, un hybride de type lourd avec un meilleur rendement que la moyenne mais avec seulement 17% de sucre dans sa racine, et un hybride dit « résistant » au stress hyperthermique, ayant le meilleur rendement aux champs avec des températures plus élevées. Alors que la photosynthèse nette n’était pas modifiée en condition de stress, une croissance plus rapide de la rosette a été observée aux stades jeunes pour les trois hybrides. Une approche de modélisation suggère qu’une croissance de la rosette plus rapide contrecarre les effets du stress hyperthermique sur la production racinaire. Cette hypothèse est confirmée par le fait que l’hybride le plus performant a la croissance foliaire la plus rapide. Le stress hyperthermique provoque une forte diminution du stockage transitoire du carbone dans les feuilles matures. Dans les feuilles en cours de développement, le stockage transitoire du carbone, dont la moitié sous forme d’amidon, était seulement maintenu chez l’hybride le plus performant. Un calcul intégrant les besoins en carbone de la croissance foliaire suggère que ce maintien contribue significativement au maintien du rendement chez cet hybride. Par ailleurs, un marqueur putatif de la sensibilité au stress hyperthermique a été identifié lors de cette étude. Au final ce travail a permis de mieux comprendre comment la betterave sucrière répond à l’élévation de la température et ainsi proposer de nouvelles stratégies pour l’amélioration de cette espèce