Stress thermique lié au changement climatique : impacts sur les mécanismes de défense physiques des raisins // Impact of heat stress on cuticular and tannin barriers of grape berries and their role in pathogen tolerance

La pellicule des raisins constitue une barrière essentielle contre les stress biotiques et abiotiques grâce à des mécanismes de défense physiques et préformés, notamment la cuticule et les tanins. Dans un contexte de changement climatique, l'augmentation de la fréquence et de l'intensité des stress thermiques est susceptible d'altérer ces barrières protectrices et de modifier la susceptibilité des baies aux pathogènes fongiques, en particulier Botrytis cinerea. Ce projet de thèse s'inscrit dans le cadre du projet PROMISE et vise à mieux comprendre l'impact du stress thermique sur les mécanismes de défense des raisins.
L'objectif général de la thèse est de caractériser les effets du stress thermique sur les barrières cuticulaires et tanniques des baies, en combinant des approches moléculaires, biochimiques et structurales. Deux axes de recherche complémentaires seront développés.
Le premier axe portera, d'une part, sur la caractérisation fonctionnelle de gènes candidats impliqués dans la biosynthèse de la cuticule et dont l'expression est modifiée par la chaleur, et, d'autre part, sur l'exploitation de plantes transgéniques altérées dans leur réponse au stress thermique. Le modèle microvigne sera utilisé en raison de ses caractéristiques morphologiques et développementales (port nain, floraison et fructification rapides et continues), permettant l'obtention de fruits transgéniques en moins d'un an après agrotransformation. Trois gènes candidats, impliqués dans la biosynthèse de la cuticule ou des cires cuticulaires et dérégulés par le stress thermique, ont été sélectionnés. Des lignées de microvigne transgéniques affectées dans l'activité d'un facteur de transcription, déjà disponibles, seront également exploitées. Pour les trois gènes candidats, des constructions de type « GoldenBraid » permettant la surexpression ou la sous-régulation par édition du génome via CRISPR-Cas9 seront générées. Les lignées obtenues seront phénotypées afin d'évaluer la composition de la peau et de la cuticule des fruits, leur sensibilité au stress thermique et leur susceptibilité à des pathogènes majeurs de la vigne (B. cinerea, Erysiphe necator et Plasmopara viticola).
Le second axe de recherche visera à caractériser finement l'impact du stress thermique sur les barrières de défense de la pellicule des baies. Des travaux préliminaires ont montré que la composition de la cuticule est modifiée par la chaleur (Chavonet et al., 2025). Ces analyses seront complétées par une étude structurale de la cuticule (intégrité, organisation et épaisseur) chez des génotypes sauvages et transgéniques, avant et après exposition au stress thermique. L'intégrité de la cuticule hydrophobe sera évaluée par coloration au bleu de toluidine, et sa structure analysée par microscopie électronique à balayage et en transmission (MEB et MET), en collaboration avec la plateforme Bordeaux Imaging Center et les partenaires du projet PROMISE. En parallèle, les tanins, jusqu'à présent quantifiés globalement, feront l'objet d'une caractérisation détaillée de leur composition en collaboration avec l'équipe de P.-L. Teissedre (ISVV, Bordeaux).
Ce projet contribuera à une meilleure compréhension des mécanismes d'adaptation de la vigne au stress thermique et apportera des connaissances clés pour le développement de stratégies visant à améliorer la résilience de la vigne face au changement climatique.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

The grapevine's skin provides an essential barrier against biotic and abiotic stress due to its physical and preformed defence mechanisms, particularly the cuticle and tannins. In the context of climate change, the increased frequency and intensity of thermal stress is likely to alter these protective barriers and modify berry susceptibility to fungal pathogens, particularly Botrytis cinerea. This PhD project is part of the PROMISE project and aims to improve our understanding of how heat stress impacts grape defence mechanisms.
The overall goal of the project is to characterise how heat stress affects the cuticle and tannin barriers in berries, using a combination of molecular, biochemical and structural approaches. Two complementary lines of research will be developed.
The first will focus on the functional characterisation of candidate genes involved in cuticle biosynthesis whose expression is modified by heat, and on the use of transgenic plants with altered responses to heat stress. The microvine model will be used due to its morphological and developmental characteristics (dwarf growth, rapid and continuous flowering and fruiting), which allow transgenic fruits to be obtained less than a year after agrotransformation. Three candidate genes involved in the biosynthesis of the cuticle or cuticular waxes and deregulated by heat stress have been selected. Transgenic microvine lines affected in the activity of a transcription factor, already available, will also be exploited. For the three candidate genes, ‘GoldenBraid' type constructs allowing overexpression or downregulation by genome editing via CRISPR-Cas9 will be generated. The lines obtained will be phenotyped to evaluate the composition of the skin and cuticle of the fruit, their sensitivity to heat stress and their susceptibility to major grapevine pathogens (B. cinerea, Erysiphe necator and Plasmopara viticola).
The second area of research will aim to finely characterise the impact of heat stress on the defence barriers of the berry skin. Preliminary work showed that the composition of the cuticle is altered by heat (Chavonet et al., 2025). These analyses will be complemented by a structural study of the cuticle (integrity, organisation and thickness) in wild and transgenic genotypes, before and after exposure to heat stress. The integrity of the hydrophobic cuticle will be assessed by toluidine blue staining, and its structure analysed by scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM), in collaboration with the Bordeaux Imaging Centre platform and partners in the PROMISE project. At the same time, tannins, which have so far been quantified globally, will be subject to detailed characterisation of their composition in collaboration with P.-L. Teissedre's team (ISVV, Bordeaux).
This project will contribute to a greater understanding of the mechanisms by which vines adapt to heat stress and will provide key knowledge for the development of strategies to improve the resilience of vines to climate change.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/2026
WEB : https://sciences-environnement.u-bordeaux.fr/plateformes-programmes/GPR-BPS

Autre type de financement - GPR Bordeaux Plant Sciences

Université de Bordeaux

154 Sciences de la Vie et de la Santé

- Connaissances en physiologie végétale, biologie moléculaire et biotechnologies végétales. - Intérêt pour l'analyse des données, la lecture et la rédaction d'articles scientifiques. - Compétences en matière d'initiative, d'organisation et de communication. - Maîtrise de l'anglais parlé et écrit. - Gestion rigoureuse des priorités et respect des échéances. - Tenue soignée des cahiers de laboratoire, rapports et documents de travail. - Capacité à travailler efficacement en équipe et à communiquer de manière claire. - Réceptivité aux consignes, aux retours et aux conseils.
- Expertise in plant physiology, molecular biology and plant biotechnology is required. - Strong interest in data analysis, reading and writing scientific articles. - Initiative, organizational and good communication skills. - Proficient in spoken and written English. - Rigorous management of priorities and adherence to deadlines. - Careful maintenance of laboratory notebooks, reports and working documents. - Ability to work efficiently in a team and communicate clearly. - Receptiveness to instructions, feedback and advice.