EFFECTO3-Flux

Subcellular dynamic of ozone injury and detoxification processes within tree foliage

Responsable scientifique : Yves Jolivet (UMR 1137 Ecologie et Ecophysiologie Forestières – EEF)

Partenaires Labex : Mireille Cabané, Dany Afif, A Gandin, Didier Le Thiec, Marie-Noëlle Vaultier (UMR 1137 Ecologie et Ecophysiologie Forestières – EEF)

Collaborations : Marcus Schaub, Pierre Vollenweider (WSL, Birmensdorf, Switzerland)

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Contexte — Avec des concentrations qui ont atteint des niveaux toxiques pour les plantes à la fin du siècle dernier, l’ozone troposphérique est devenu un agent majeur du changement climatique, contrariant la séquestration de carbone par les écosystèmes forestiers. Récemment, les seuils définissant le niveau toxique de l‘O3 pour la végétation ont été établis en prenant en compte les relations dose (flux d’O3 entrant dans la feuille)-réponse de la plante basée sur les symptômes observés et/ou l’inhibition de croissance. Cependant une lacune importante pour établir cette relation concerne l’évaluation de la dose effective d’O3 conduisant à ces symptômes, sous le contrôle des processus de détoxication foliaire.

Objectifs — Le projet se donne comme ambition de développer une approche mécanistique innovante et intégrative concernant la dynamique des processus cellulaires conduisant à des symptômes foliaires sous contrainte oxydante, notamment générée par l’O3. Il s’intéresse également aux conséquences du développement de ces nécroses sur l’allocation du carbone et aux répercussions sur l’accroissement de biomasse. L’étude des interactions entre diverses contraintes oxydantes (O3 et sécheresse) est également envisagée.

Démarche — Les expérimentations seront menées sur le peuplier (Populus tremula x Populus alba INRA 717-1-B4) exposés à l’ozone (phytotrons, sites UL). Au cours du traitement, des échantillons foliaires seront prélevés dans le but de réaliser une approche intégrant des analyses anatomiques, moléculaires et physiologiques. Il s’agira notamment de développer des méthodologies innovantes en génomique (RNAseq) et en microscopie. Des techniques de dosage de métabolites et de marquage au 13C seront également développées.

Résultats et impacts attendus — En caractérisant l’évolution spatio-temporelle d’apparition des symptômes foliaires, nous devrions pouvoir démêler les étroites imbrications entre les réactions de défense et de type réponse hypersensible permettant une meilleure estimation de la dose effective d’ozone. Ainsi nous espérons progresser dans la compréhension des interactions entre stress oxydant et réactions de défense des plantes.