Better control yield fluctuations by understanding the initiation and differentiation mechanisms of inflorescence primordia in grapevine latent buds

Le déterminisme de la formation de la grappe reste parmi les phénomènes les moins bien précisés de la physiologie de la Vigne. La question a été abordée de plusieurs façons mais les éléments de réponse obtenus ne permettent pas encore de se faire une idée synthétique des mécanismes fondamentaux qui produisent l’apparition des primordia inflorescentiels (PI) en année N-1 et qui pourraient régir jusqu’à 65 à 70% du rendement final en année N. Notre étude s’est donc focalisée sur (i) la caractérisation du processus de formation des PI dans les bourgeons latents de vigne (Vitis vinifera L. Merlot) et la redéfinition de la constitution du rendement, (ii) la compréhension des mécanismes d’initiation et de différenciation des PI et (iii) l’évaluation des impacts de différents facteurs (ABA exogène, lumière et effeuillage) sur ces mécanismes.Cette étude intégrale combinant des approches multi-échelles et multi-disciplinaires a permis dans un premier temps de mettre en évidence le déterminisme de la phase d’induction inflorescentielle dans la construction du rendement en identifiant trois phases clés du processus de formation des PI et en y intégrant une nouvelle notion qu’est le « degré de ramification des PI » ; puis dans un second temps, de proposer certains modes de régulation des mécanismes d’initiation et de différenciation des PI en identifiant trois types de marqueurs précoces de la fertilité potentielle : des marqueurs moléculaires (VvCLE25-1, VvTFL1a et VvMFT1), biochimiques (équilibre CKs/AIA, D-glucose et amidon), et environnementaux (ensoleillement et température journaliers cumulés). L’ensemble des résultats pourra contribuer au développement d’un outil prédictif précoce de la « fertilité potentielle » (et donc du rendement probable maximum) afin de mieux guider et gérer la taille et les pratiques culturales.The grape cluster formation determinism remains the one of the undefined phenomena in grapevine physiology process. The topic has been tackled in multiple ways. However, based on all the known information, we still are not allowed to get a synthetic idea of the fundamental mechanisms that produce the appearance of inflorescential primordia in year N-1 and which could govern up to 65 to 70 % of final yield in year N. Our study focuses thus on (i) the characterization of IP formation process in grapevine latent buds (Vitis vinifera L. Merlot) and the redefinition of yield constitution, (ii) understanding IP initiation and differentiation mechanisms, and (iii) evaluating the impacts of different factors (exogenous ABA, light and leaf removal) on these mechanisms.This comprehensive study, which combines multi-scale and multi-disciplinary approaches, firstly allowed us to highlight the determinism of inflorescence induction phase in yield construction by identifying three key phases in IP formation process and by incorporating a new notion which is "IP branching degree". Secondly, it proposed certain modes of regulation of IP initiation and differentiation mechanisms by identifying three types of early markers of bud fruitfulness: molecular markers (VvCLE25-1, VvTFL1a and VvMFT1), biochemical markers (CKs/IAA balance, D-glucose and starch), and environmental markers (cumulative daily sunshine and temperature).The all-inclusive results contribute to the development of an early predictive tool of "bud fruitfulness" (and thereby the probable maximum yield) to better guide and manage the grapevine training and other cultural practices