Comparative analysis of the cold acclimation and freezing tolerance capacities of seven diploid Brachypodium distachyon accessions.

Colton-Gagnon, K., Ali-Benali, M.A., Mayer, B.F., Dionne, R., Bertrand, A., Do Carmo, S., et Charron, J.-B. (2014). « Comparative analysis of the cold acclimation and freezing tolerance capacities of seven diploid Brachypodium distachyon accessions. », Annals of Botany (AOB), 113(4), p. 681-693. doi : 10.1093/aob/mct283  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Contexte et objectifs : Le froid est une contrainte importante pour la culture des céréales en climat tempéré. Les espèces rustiques détectent les changements saisonniers et peuvent acquérir la capacité de résister aux températures inférieures au point de congélation. Ce processus d’acclimatation au froid est associé à des modifications physiologiques, biochimiques et moléculaires chez les céréales. Le Brachypodium distachyon est considéré comme un excellent modèle pour l’étude des effets des conditions environnementales défavorables sur les céréales cultivées en climat tempéré. On sait encore peu de choses sur la capacité d’acclimatation au froid et de tolérance au gel du {B. distachyon. Le principal objectif de notre étude était d’évaluer la résistance au froid de sept obtentions diploïdes de B. distachyon. Méthodes : Nous avons utilisé une méthode intégrée reposant sur la surveillance d’indicateurs phénologiques et sur une détermination du profil d’expression d’un orthologue du principal gène régulateur de la vernalisation, le gène VRN1. Parallèlement, nous avons déterminé les teneurs en sucres solubles et en proline ainsi que les profils d’expression de deux gènes COR chez des plantes exposées à des températures basses. Enfin, nous avons effectué des essais de congélation de plantes entières afin d’évaluer la capacité de tolérance au gel du B. distachyon. Principales constatations : Le traitement au froid a accéléré le passage du stade végétatif au stade reproductif chez toutes les obtentions diploïdes de B. distachyon analysées. De plus, l’exposition aux températures basses a déclenché l’accumulation graduelle de transcrits du gène BradiVRN1 chez toutes les obtentions analysées. Ces obtentions ont clairement manifesté une acclimatation au froid par l’accumulation progressive de proline, de sucres et de transcrits de gènes COR. Cependant, les essais de congélation de plantes entières ont révélé que les sept obtentions diploïdes avaient une capacité limitée d’acquisition d’une tolérance au gel comparativement aux variétés de céréales d’hiver poussant en climat tempéré, comme le blé et l’orge. En outre, nous avons observé peu de différences en termes de survie entre les obtentions étudiées, en dépit de leur classification préalable comme génotypes de printemps ou d’hiver. Conclusions : Il s’agit de la première étude visant à caractériser la capacité de tolérance au gel du B. distachyon. Elle fournit de solides indications montrant que certaines obtentions diploïdes, comme le Bd21, peuvent être facultativement de printemps ou d’hiver.

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