LAUVERGEAT Virginie

Domaines de recherche 

• Interaction porte-greffe de Vigne et microbiote du sol, effet sur la croissance et l’adaptation à l’environnement du plant de Vigne greffé
• Etude des interactions porte-greffe / greffon
• Rôle du porte-greffe dans la signalisation azotée

Bio

Virginie Lauvergeat a obtenu un Doctorat en Biologie Cellulaire et Moléculaire Végétale de l’Université Paul Sabatier (31) en 1997, à l’issue de recherches sur la régulation de la voie de biosynthèse des lignines chez l’Eucalyptus. Elle a ensuite élargi son champ de compétences en termes de thématiques, d’espèces et de méthodologies. Elle a étudié des gènes impliqués dans la réponse aux pathogènes ou dans le transport de l’eau grâce à des approches de génomique fonctionnelle chez Arabidopsis, puis la résistance à la sécheresse chez les graminées fourragères via la mise au point de marqueurs moléculaires. Après son recrutement en 2002 en tant que Maitre de Conférences de l’Université de Bordeaux ses recherches se sont concentrées sur la vigne. Elle s’est d’abord intéressée au produit récolté, la baie, puis elle est progressivement descendue vers les racines, et leur capacité de réponse à la qualité du sol, facteur essentiel du rendement et de la qualité du fruit. Elle a ainsi tout d’abord étudié la régulation de la synthèse des anthocyanes dans la baie, puis l’induction des voies de défense cellulaires suite à l’infection par des agents pathogènes. Ses travaux se sont ensuite orientés vers l’étude du rôle du porte-greffe dans l’accès aux ressources minérales et dans le contrôle de la croissance du greffon, encore appelée « vigueur conférée ». Au sein du thème de recherche ROOTi (physiologie des porte-greffes et interactions) de l’UMR EGFV, elle développe aujourd’hui des projets de recherche visant à comprendre les interactions entre les porte-greffes et la communauté microbienne, ou microbiote, de la rhizosphère (zone de sol collée aux racines) et des racines, et leur impact sur la croissance, l’adaptation à l’environnement et la résistance des plants.

Recherches depuis 2013

De 2013 à 2018, mon projet de recherche visait à étudier les mécanismes moléculaires et physiologiques impliqués dans la réponse de génotypes de porte-greffes face à différents niveaux de disponibilité en azote. Deux porte-greffes (Vitis riparia ‘Gloire de Montpellier’ (RGM) et l’hybride V. berlandieri x V. rupestris ‘1103 Paulsen’ (1103P)) ont été sélectionnés pour leur capacité contrastée à contrôler la croissance végétative du greffon au vignoble. RGM est en effet connu pour transmettre une faible vigueur de croissance au greffon alors que 1103P fournit une vigueur modérée à forte. Le greffon est le cépage V. vinifera cv. Cabernet Sauvignon. Les réponses précoces (moléculaires et hormonales), locales et systémiques, au changement de disponibilité en azote ont été évaluées dans une expérimentation de type split-root. Les résultats montrent que la réponse transcriptomique à un apport hétérogène de nitrate de RGM diffère de 1103P en termes de nombre de gènes et de profil d’expression de gènes impliqués dans les voies métaboliques hormonales et du métabolisme secondaire. Des réseaux de gènes et des gènes potentiellement régulateurs ont été identifiés et leur expression a été étudiée et corrélée aux réponses de croissance et d’architecture racinaire des deux porte-greffes. Certains d’entre eux représentent des marqueurs potentiels intéressant pour la sélection de génotypes de porte-greffes.
Nous avons montré que des gènes impliqués dans la biosynthèse des strigolactones étaient plus fortement régulés chez RGM. Les strigolactones, majoritairement synthétisées dans les racines, sont des régulateurs négatifs de la croissance aérienne en inhibant la ramification, ce sont donc des candidats potentiels impliqués dans la signalisation longue-distance porte-greffe/greffon régulant la croissance en réponse à la disponibilité en nutriments. Des composés de type strigolactones ont été identifiés par LC-MS-MS (en collaboration avec la Composante Chimie/Métabolisme de l’Observatoire du Végétal de l’IJPB de Versailles) dans les exsudats des deux porte-greffes soumis à une carence azotée.
Les strigolactones sont également impliquées dans la mise en place de l’interaction symbiotique mycorhizienne en réponse à une faible disponibilité en nutriments. Le microbiome à l’interface avec le système racinaire (rhizobiome) interagit avec les paramètres physicochimiques du sol et influence fortement le développement du plant de vigne, notamment du point de vue de sa nutrition minérale et hydrique et de l’adaptation aux contraintes abiotiques.
Les projets que je développe actuellement ont pour objectif de caractériser le rôle du porte-greffe dans l’adaptation du plant greffé à la qualité physico-chimique et microbiologique du sol et les mécanismes moléculaires impliqués dans ces réponses.

Le projet VITIRHIZOBIOME (2018-2022, https://www.plan-deperissement-vigne.fr/recherches/programmes-de-recherche/vitirhizobiome), teste l’hypothèse selon laquelle ce microbiome joue un rôle sur le développement du plant dans des sols viticoles caractérisés par des stades de dépérissement du vignoble contrastés. Le projet associe des physiologistes de la vigne spécialistes des porte-greffes (UMR EGFV), des microbiologistes de la microflore de la vigne et du vin (UR OEnologie), des géo-physiciens mettant en oeuvre des approches originales d’analyse des sols (EA «Géoressources et Environnement») et la cellule de transfert Vitinnov ayant une expertise reconnue sur le dépérissement de la vigne. Il vise à apporter des connaissances à la fois scientifiques et appliquées sur les interactions sol-microbiome-vigne et sur leur mobilisation potentielle pour lutter contre les dépérissements. Ce travail est réalisé en grande partie par R. DARRIAUT, doctorant (soutenance prévue en Mars 2022).

Depuis Novembre 2020, j’encadre également un deuxième doctorant, V. LAILHEUGUE (bourse de thèse MRT). L’objectif de son travail est de caractériser les mécanismes moléculaires et hormonaux impliqués dans l’interaction entre les porte-greffes et le microbiote rhizosphérique des plants de vigne. Des expérimentations sont réalisées sur la parcelle GreffAdapt (menée par E. MARGUERIT), et en situation controlée en phytotron, sur un panel de porte-greffes.

Publications récentes

• Darriaut R, Martins G, Dewasme C, Mary S, Darrieutort G, Ballestra P, Marguerit E, Vivin P, Ollat N, Masneuf-Pomarède I, Lauvergeat V (2021) Grapevine decline is associated with difference in soil microbial composition and activity. OENO One, 55(3). https://doi.org/10.20870/oeno-one.2021.55.3.4626
• Godoy F, Kühn N, Munoz M, Marchandon G, Gouthu S, Deluc L, Delrot S, Lauvergeat V, Arce-Johnson P (2021) The role of auxin during early berry development in grapevine as revealed by transcript profiling from pollination to fruit set. Horticulture Research, 18:140. https://doi.org/10.1038/s41438-021-00568-1
• Gautier AT, Merlin I, Doumas P, Cochetel N, Mollier A, Vivin P, Lauvergeat V, Péret B, Cookson SJ (2021) Identifying roles of the scion and the rootstock in regulating plant development and functioning under different phosphorus supplies in grapevine. Environmental and Experimental Botany, 185, 104405.
• Trouvelot S, Wipf D, Lauvergeat V, Bonneau L, Dal F, van Tuinen D, Courty P-E (2021) Services écosystémiques rendus par la symbiose mycorhizienne à arbuscule au vignoble. La Revue des Œnologues, 178.
• Dewasme-Laveau C, Derycke M, Janoueix A, Mary S, Darriaut R, Darrieutort G, Martins G, Ballestra P, Schmutz M, Marguerit E, Vivin P, Ollat N, Masneuf-Pomarède I, Lauvergeat V (2020)    Quels rôles pour le microbiote du sol dans la lutte contre le dépérissement du vignoble et l’aide à la complantation de jeunes vignes greffées ? La Revue des Œnologues, 177.
• Gautier AT, Cochetel N, Merlin I, Hevin C, Lauvergeat V, Vivin P, Mollier A, Ollat N, Cookson SJ (2020) Scion genotypes exert long distance control over rootstock transcriptome responses to low phosphate in grafted grapevine. BMC plant biology, 20(1), 1-15.
• Cochetel N, Hévin C, Vivin P, Ollat N, Lauvergeat V (2019) Grapevine rootstocks differently regulate root growth and architecture in response to nitrogen availability. Acta Horticulturae, 1248, 521-530.
• Cochetel N, Météier E, Merlin-Bussy I, Hévin C, Pouvreau J-B, Coutos-Thévenot P, Hernould M, Vivin P, Cookson SJ, Ollat N, Lauvergeat V (2018) Potential contribution of strigolactones in regulating scion growth and branching in grafted grapevine in response to nitrogen availability. Journal of Experimental Botany, doi: 10.1093/jxb/ery206. 
• Cochetel N, Escude F, Cookson SJ, Dai Z, Vivin P, Bert PF, Munoz MS, Delrot S, Klopp C, Ollat N, Lauvergeat V (2017) Root transcriptomic responses of grafted grapevines to heterogeneous nitrogen availability depend on rootstock genotype. Journal of Experimental Botany 68, 4339-4355.