Influence du stress hydrique sur l’accumulation des flavonoides

Clotilde Verriès

Copenhague, CNISF Section Danoise, 15 mars 2011

Deux stades

Développement de la baie

Véraison

AstringenceAmertume

Stabilité de la couleur

Flavonoides

Proanthocyanidines Flavonols Anthocyanes

Flavonoides du raisin

Proanthocyanidines

Anthocyanes

Tanins

Pigment rouge Couleur du vin

Proanthocyanidines et Anthocyanes

0 60 100

WEI

GH

T

PRO

ANTH

OCY

ANID

INS

( m

g/be

rry)

369

Jours après floraison

VéraisonPellicule

Pulpe

Pépins

+++

+

++++

Proanthocyanidines et Anthocyanes

0 60 100

369

Jours après floraison

.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

ANTH

OCY

ANID

INS

(mg

/ be

rry)

1.2

PRO

ANTH

OCY

ANID

INS

( m

g/be

rry) Véraison Pellicule

Pulpe

Pépins

+++

/

/

Structure des proanthocyanidines (PA)

Catéchine/EpicatéchineOH

OH

HO

OH

O

OHOH

HO

OH

O

OHOH

HO

OHH

OOH

nUnité d’extension

Unité terminale

Polymères

OH

OH

PA dihydroxylés

Forme majoritaire

Galloylation

Structure des proanthocyanidines (PA)

nUnité d’extension

Unité terminale

OHOH

HO

OH

O

OH

HO

OH

O

OHOH

HO

OHH

O

OCO OH

OH

OH

OH

OH

OH

PA dihydroxylés

Polymères

Structure des proanthocyanidines (PA)

nUnité d’extension

Unité terminale

(epi)gallocatéchine

OHOH

HO

OH

O

OHOH

HO

OH

O

OHOH

HO

OHOH

OOH

OH

OH

Polymères

PA trihydroxylés

Structure des proanthocyanidines (PA)

nUnité d’extension

Unité terminale

DPmOHOH

HO

OH

O

OHOH

HO

OH

O

OHOH

HO

OHH

OOH

OH

OH

Polymères

Pellicule

Pulpe

Pépins

30-40

20-30

5-10

Structure des anthocyanes

R2

OHR1

OH

O HO+

O

OH

OOHHO

O-H

3-O-monoglucoside anthocyanines

OHHcyanidineOCH3Hpéonidine

R1 R2

Dihydroxylées

Structure des anthocyanes

R2

OHR1

OH

O HO+

O

OH

OOHHO

O-H

3-O-monoglucoside anthocyanines

OHHcyanidineOCH3Hpéonidine

Forme majoritaire

OHOHdelphinidineOCH3 OHpétunidineOCH3 OCH3malvidine

R1 R2

Dihydroxylées

Trihydroxylées

Structure des anthocyanes

Chaque cépage possède un set spécifique d’anthocyanes

R2

OHR1

OH

O HO+

O

OH

OOHHO

O-H / R

3-O-monoglucoside anthocyanines

Anthocyanes acylées

cafféoyl

acétyl R = CO–CH3

p-coumaroyl R =O

OH

R =O

OHOH

OHHcyanidineOCH3Hpéonidine

Forme majoritaire

OHOHdelphinidineOCH3 OHpétunidineOCH3 OCH3malvidine

R1 R2

Dihydroxylées

Trihydroxylées

Montpellier SupAgro – 28 avril 2008

naringenin

Dihydrokaempferol

naringenin chalconeCHS

Dihydroquercetin Dihydromyricetin

4-coumaroyl-CoA

CHI

HO

HO

OHOH

O

O HO

HO

OH

O

O HO

HO

OHOH

O

OHOF3’-5’HF3’-H

F -3H F -3H F -3HF3’-H F3’-5’H

leucocyanidin leucodelphinidin

cyanidin delphinidin

DFRDFR

LDOXLDOX

UFGTUFGT

Dihydroxylated flavonoids Trihydroxylated flavonoids

Dihydroxylated anthocyanins

(cyanidin-peonidin)

Trihydroxylatedanthocyanins

(delphinidin-malvidin-petunidin)

PA’s(epi)catechin

PA’s(epi)gallocatechin

ANR

LAR

ANR

3 malonyl-CoA

vacuole

PA et Anthocyanin pathway

LAR

Phénylalanine PAL C4H 4CL

Pourquoi un stress hydrique ?

Le déficit en eau influence le développement de la baie

Diminution du poids des baies

Augmentation des anthocyanes

Induction de deux stress hydriques

Days after anthesis

0 20 40 60 80 100 120

Berr

y w

eigh

t (g)

0,4

0,8

1,2

1,6

2,0

CT WSBV WSAV Véraison

WSBV duration WSAV duration

WSBV… : Water stress before véraison1,5L/jour de 18 DAA à la véraison

WSAV_ _: Water stress after véraison1,5L/jour de la véraison à 109 DAA

CT : control 4,5L/jour éléments minéraux

Berry weight (g)

Accumulation des proanthocyanidines

Days after antesis

0 20 40 60 80 100 120

Tota

l pro

anth

ocya

nidi

ns (m

g/be

rry)

1

2

3

4

5

6

7CT WSBV WSAV Véraison

WSBV duration WSAV duration

bb

a

b

ba

acb

Aucune influence

du stress avant V………

Accumulation des anthocyanes

WSAV duration

Days After Anthesis

52 62 72 82 92 102 112

Tota

l ant

hocy

anin

s (m

g/be

rry)

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5CT WSBV WSAV

WSAV duration

a

c a

c

b a

c

b

a

c

ba

c

a

ac

………

Accumulation des anthocyanes dihydroxylées

Tota

l cya

nidi

n de

rivat

ives

(mg/

berry

)

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

CT WSBV WSAV

Days after anthesis

52 62 72 82 92 102 112

Tota

l peo

nidi

n de

rivat

ives

(mg/

berry

)

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

CT WSBV WSAV

WSAV duration

WSAV duration

A

B

c

b

a

a

b

a

c

b

a

a

b

c

a

b

a

a

b

c

a

b

c

a

b

b

ba

c

aac

aac

Pour stress avant Vaugmentation de

cyanidinepéonidine

Pour stress après Vaugmentation de

péonidine

_ _ _ _

Accumulation des anthocyanes trihydroxylées Figure 6.Figure 6.

b

a

c

a

c

ba

a

c

ba

caba

caba

c

baa

caba

b

c

a

b

a

c

b

b

a

c

a

b

b

a

c

c

baa

b

a

b

b

a

c

Tota

l del

phin

idin

der

ivat

ives

(mg/

berry

)

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

CT WSBV WSAV To

tal p

etun

idin

der

ivat

ives

(mg/

berry

)

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.16

CT WSBV WSAV

Days after anthesis

52 62 72 82 92 102 112

Tota

l mal

vidi

n de

rivat

ives

(mg/

berry

)

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

CT WSBV WSAV

WSAV duration

WSAV duration

WSAV durationA

B

C

c

a

b

b

a

c

b

a

c

b

a

a

b

a

b

c

a

a

b

a

c

b

a

b

c

a

a

b

a

b

b

a

c

a

c

a

b

ca

c

a

b

c

aa

aa

c

aa

c

a ca

Pour stress avant Vaugmentation de

delphinidinepétunidine

………

Pour stress après Vaugmentation de

pétunidinemalvidine

_ _ _ _

Accumulation des anthocyanes non acylées et acylées

Tota

l ace

tylg

luco

side

ant

hocy

anin

deriv

ativ

es (m

g/be

rry)

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

CT WSBV WSAV

B

Days after anthesis

52 62 72 82 92 102 112

Tota

l cou

mar

oylg

luco

side

ant

hocy

anin

deriv

ativ

es (m

g/be

rry)

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0CT WSBV WSAV

C

Tota

l mon

oglu

cosi

de a

ntho

cyan

inde

rivat

ives

(mg/

berry

)

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

CT WSBV WSAV

AWSAV duration

WSAV duration

WSAV duration

c

b

a

c

a

a

b

a

bb

a

b

c

aa

c

a

b

b

a

bb

a

b

c

aa

c

b

ac

ab

c

ac

c

ac

caac

caa

aba

aba

Pour stress avant Vaugmentation des

non acylées

………

Pour stress après Vaugmentation des

non acyléesacétyléescoumaroylées

_ _ _ _

Conclusions sur influence du stress hydrique

Véraison

Stress avant véraison

Aucune sur l’accumulationdes proanthocyanidines

Augmentation de l’accumulationdes anthocyanes, sauf celle

des malvidines etdes dérivés coumaroylés

………

Augmentation des anthocyanes

Véraison

Stress avant véraison………

cyanidinepeonidine

delphinidinepétunidine

65%30%

malvidine /

20%35%

non acylées 12%

A maturité

Augmentation de l’accumulationdes anthocyanes, avec surtout celle

des malvidines etdes dérivés coumaroylés

Conclusions sur influence du stress hydrique

Véraison

Stress après véraison_ _ _ _

Augmentation des anthocyanes

Véraison

Stress après véraison_ _ _ _

pétunidine 26%malvidine 41%

non acylées 2%

acétylées 29%

coumaroylées 59%

A maturité

Effect of pre- and post-veraison water deficit on proanthocyanidin and anthocyanin accumulation

during Shiraz berry development

D. OLLÉ, J.L. GUIRAUD, J.M. SOUQUET, N. TERRIER, A. AGEORGES, V. CHEYNIER and C. VERRIES

Australian Journal of Grape and Wine ResearchVolume 17, Issue 1, pages 90–100, February 2011

Crédit photographique : Françoise Dordor et Clotilde Verriès © INRA

Françoise Dordor, Clotilde Verriès et Jean-Louis Porreye © INRA/Montpellier SupAgro