Thermal stresses and spikelet sterility in rice: sensitive phases and role of microclimate

Julia Cécile. 2012. Thermal stresses and spikelet sterility in rice: sensitive phases and role of microclimate. Montpellier : UM2, 141 p. Thèse de doctorat : Biologie intégrative des plantes : Université Montpellier 2

Thèse

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Titre français : Stress thermique et stérilité des épillets chez le riz : les phases sensibles et le rôle du microclimat

Encadrement : Dingkuhn, Michael

Résumé : Le riz (Oryza sativa L.), culture cerealiere la plus importante au monde, est menace par les changements climatiques. Il est essentiel de determiner de quelle maniere et dans quelle mesure sa production sera affectee par ces changements afin de faire face en prenant les decisions strategiques adequates dans le futur. Le stress thermique est un des facteurs de stress abiotique majeur a prendre en compte. Les inflorescences de riz sont sensibles au froid et a la chaleur ce qui se traduit par une sterilite des epillets a floraison. Ce n'est cependant pas directement la temperature de l'air qui est en cause mais la temperature des tissus a des stades de developpement precis. Le froid est source de sterilite via deux principaux processus qui sont (1) la perturbation de la meiose au debut du stade microspore (organes sensibles localises a la base et soumis a la temperature de l'eau), et (2) une exersion paniculaire incomplete (elongation des entrenoeuds ralentie). La chaleur affecte principalement la pollinisation et la fertilite du pollen au moment de l'anthese (organes sensibles localises au sommet de la canopee et soumis a la temperature de l'air). Pour faire face au stress thermique, la plante dispose de plusieurs strategies : la tolerance physiologique d'une variete particuliere; l'echappement temporel au stress par l'ajustement de la phenologie et de l'heure de l'anthese; et l'evitement du stress par le microclimat genere par la culture grace a son architecture et a sa transpiration. Cette these a pour but de caracteriser l'effet des composantes climatiques sur 1) La phenology, 2) l'heure de l'anthese et 3) la difference de temperature entre l'air a 2m et la panicule a floraison (structure de canopee prise en compte). Pour cela, le meme essai a ete mene au champ sur quatre varietes de riz irrigue cultivees dans quatre environnements climatiques contrastes (la saison seche aux Philippines, les saisons seches chaude et froide au Senegal, et l'ete tempere du sud de la France) en 2009-2010. Des donnees meteorologiques classiques (T, RH, vitesse du vent, radiation a 2m du sol) ainsi que des donnees micrometeorologiques (Teau, T dans la canopee, T et RH dans la couche paniculaire) ont ete relevees en parallele de mesures phenologiques, architecturales, et de temperature d'organe a l'aide de mesures Infrarouges prises a floraison. Bien que peu de difference varietale ait ete observee au sein de chaque site, une grande variabilite de l'heure de l'anthese en reponse a l'environnement a ete mise en evidence et expliquee par Tair(min) et VPD (Vapour Pressure Deficit) observes anterieurement a l'anthese. La duree de l'anthese, par contre, est stable et limitee a environ 2 heures par jour.

Mots-clés Agrovoc : Oryza sativa, floraison, infertilité, épillet, facteur climatique, physiologie végétale, changement climatique, stress thermique, chaleur, température, microclimat, variété, génotype