Réponses morphologique et anatomique au stress hydrique chez

Réponses morphologique et anatomique au stress hydrique chez Cedrus
atlantica
Contexte
Etude de la plasticité architecturale (effet des variables de l’environnement sur la diversité
phénotypique). Effet de deux facteurs : génétique (population et trois générations successives)
et milieu sur l’architecture de plants.
Des travaux récents basés sur l’étude de la variabilité architecturale intra- et interspécifique
dans le genre Cedrus (différentes populations françaises, libanaises et turques) ont montré des
variations des modalités de croissance pour des arbres plantés sur un même site
indépendamment des conditions climatiques de l’année de croissance et de la fertilité du site
(Sabatier et al. 2003). L’analyse de la ramification de ces différents groupes a révélé des
modifications dans le gradient de longueur de branches le long de la pousse annuelle en
fonction de l’origine géographique des populations. L’ensemble de ces résultats met en
évidence des relations fortes entre l’expression d’une architecture et des conditions
climatiques plus ou moins sèches. Pour démontrer la valeur adaptative (hérédité des caractères
entre génération) de certains traits architecturaux, il est indispensable d’étudier leurs
variations en conditions de croissance contrôlées pour plusieurs génotypes.
Les travaux écophysiologiques de Ladjal (2001) sur l’adaptation à la sécheresse des cèdres
méditerranéens ont montré leur capacité d’acclimatation à ce facteur. Lorsqu’ils sont soumis à
une période sèche, les Cèdres réduisent leur croissance, leur masse foliaire et la dimension des
éléments conducteurs pour diminuer leur consommation d’eau. La croissance reprend dès la
réhydratation. Les réponses au stress hydriques sont modulées en fonction de la population.
Actuellement, des études réalisées à l’Unité de Recherches Forestières Méditerranéennes de
(URFM, INRA, Avignon) s’attachent à caractériser l’évolution de la variance génétique, des
héritabilités depuis l’introduction dans 3 générations successives et dans une population de
l’aire d’origine pour des caractères dendrométriques et pour la plasticité phénotypique. Dans
ce cadre, un dispositif comparatif existe à la Pépinière à Aix-les-Milles et comprend des blocs
de plants poussant en conditions « sans contrainte » et des blocs de plants poussant sous
contrainte hydrique (voir Figure).
L’objectif est de caractériser l’effet de la sécheresse en milieu contrôlé sur l’architecture de
jeunes arbres et ses variations au niveau intra-spécifique. La plasticité phénotypique sera
abordée au niveau inter-population (une population algérienne, Tala-Guilef et une population
française, Luberon) et au niveau intra-population (descendance ou famille). La population du
Luberon est issue de populations algériennes suite à l’introduction du Cèdre sur le Luberon en
1860.
Matériel végétal
Le matériel végétal inclus dans le dispositif installé à la Pépinière d’Aix-les-Milles par F.
Lefèvre et M. Ducrey (URFM, INRA, Avignon), est le suivant :
-74 familles du Lubéron (74 arbres mères répartis sur 3 zones géographiques du Lubéron pour
G0 et 2 zones pour les autres générations ; les arbres mères sont identifiés spatialement) = 3
1
générations successives : G0 : 1863, mélange de provenances algériennes proches de la
population de Tala Guilef au niveau de la diversité génétique (Lefèvre et al. 2004), conditions
environnementales difficiles lors de l’introduction; G1 : arbres issus de la régénération des
arbres fondateurs (à partir de 1903) ; G2 : arbres issus de la régénération des G0 et G1.
-36 familles algériennes de Tala Guilef (36 arbres mères)
Les zones des arbres mères dans le massif du Lubéron :
Zone 1 (Est) : Bonnieux-Lacoste et Zone 2 (centre) Ménerbes.
Plan d’expérimentation : 2 blocs de 5 plants par famille sans stress hydrique + 2 blocs de 5
plants par famille avec stress hydrique. Sur ces plants, des mesures destructives seront faites.
Parmi les 74 familles du Luberon et les 36 familles de Tala-Guilef, 10 familles pour chaque
population seront sélectionnées en fonction des effectifs de plants disponibles.
Effectifs estimés = 10 plants non stressés*10 familles + 10 plants stressés *10 familles pour
chaque population = 400 plants de 2 ans.
Mesures morphologiques
Pousses annuelles 2004 : longueur pour tous les plants sauf le 14/04/2006
Pousses annuelles 2005 :
Croissance : longueur de la pousse annuelle; diamètre basal ; polycyclisme
Production axillaire, Ramification immédiate: nb de rameaux long RL, rameaux courts
RC, rosettes, bourgeons ;
Nb. flles ;
Lg flles : base, median, sommet
Références
D. Fallour-Rubio, F. Guibal, E.K. Klein, M. Bariteau & F. Lefèvre 2009. Rapid changes in plasticity across
generations within an expanding cedar forest. J. Evol. Biol. 22, 553-563.
Ladjal M., 2001. Variabilité de l’adaptation à la sécheresse des Cèdres méditerranéens (Cedrus atlantica, C.
brevifolia et C. libani), aspects écophysiologiques. Thèse, Université Henri Poincaré, Nancy 1. 210 p.
Ladjal M., Huc R ., Ducrey M., 2005. Drought effects on hydraulic conductivity and xyleme vulnerability to
embolism in diverse species and provenances of Mediterranean cedars. Tree Physiology 25, 1109-1117.
Lefèvre F., Fady B., Fallour-Rubio D., Ghosn D., Bariteau M., 2004. Impact of founder population, drift and
selection on the genetic diversity of a recent translocated tree population. Heredity 93 : 542-550.
Masotti V., Barthélémy D., Mialet I., Sabatier S., Caraglio Y. 1995. Etude de l’effet du milieu sur la croissance,
la ramification et l’architecture du Cèdre de l'Atlas, Cedrus atlantica (Endl.) Manetti ex. Carrière, (Pinaceae). In:
Architecture des arbres fruitiers et forestiers, Montpellier (FRA), 23-25 Novembre 1993, Bouchon J. Ed., Les
Colloques n°74, I.N.R.A. Editions : 175 - 189.
Sabatier, S., Baradat Ph. et Barthélémy, D. 2003. Intra- and interspecific variations of polycyclism in young trees
of Cedrus atlantica (Endl.) Manetti ex. Carrière and Cedrus libani A. Rich (Pinaceae). Annals of Forest Science.
60 : 19-29.
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Figure. Dispositif sous tunnel à la pépinière départementale d’Aix les Milles. Provenance
Tala Guilef : un individu témoin (gauche) et un individu ayant subit un stress hydrique
(droite) au cours de la deuxième année de croissance en 2005. La flèche indique la limite
entre les pousses annuelles 2004 et 2005.
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