La viticulture dépend des conditions climatiques. Dans le contexte de réchauffement climatique, les changements de la vigne et du raisin sous l’effet des températures élevées vraisemblables pour les prochaines décennies pourraient modifier l’aire de répartition des cépages et même menacer la durabilité de la viticulture des régions chaudes. L’objectif de cette étude était donc d’analyser les effets de l’élévation de température sur la composition du raisin, du transcriptome au métabolome. L’utilisation d’un système « open top » passif au vignoble a permis d’augmenter la température autour des grappes de 0.5-1.6 °C en moyenne, une valeur compatible avec le réchauffement climatique prévisible. Les expérimentations ont été conduites sur Cabernet Sauvignon (CS) et Sauvignon Blanc (SB), de la nouaison à la surmaturité, à Bordeaux (France) et en Barossa Valley (Australie). Les analyses ont ciblé essentiellement les métabolites primaires, les composés phénoliques et aromatiques (l’IBMP, arôme de poivron vert; les précurseurs de 3SH, arôme de pamplemousse et la ß-damascenone, arômes floraux). En complément, des analyses RNA-seq et q-PCR ont été réalisées pour explorer la réponse transcriptomique à cet échauffement modéré en conditions réalistes de vignoble.L’échauffement modéré a peu affecté les concentrations en sucres, acides et total en acides aminés, mais a modifié la distribution des différents acides aminés. La composition en acides aminés s’est principalement différenciée suivant la variété, le stade de développement et le site expérimental.Les concentrations finales en IBMP n’ont pas été affectées par l’échauffement. Cependant, à la fermeture de la grappe, les baies de CS échauffées avaient une moindre concentration en IBMP associée à une sous-expression de VviOMT3. La concentration en IBMP des baies de SB échauffées n’a pas montré de différenciation, bien que les niveaux d’expression de VviOMT3 et VviOMT4 soient diminués. Les effets limités et dépendant du génotype suggèrent qu’une augmentation modérée de la température ne serait pas suffisante pour modifier significativement l’IBMP.Glut-3SH-Al était bien plus concentrée que Glut-3SH et Cys-3SH. le traitement échauffé a fait diminuer la présence de Glut-3SH-Al et Cys-3SH dans les baies de SB, en association avec une sous-expression de VviGST4. Par ailleurs, VIT_08s0007g01420 (GSTU8) a été réprimé par le traitement, et pourrait donc être un gène candidat potentiel impliqué dans la biosynthèse de précurseurs de 3SH.Pour les baies de CS, les concentrations en caroténoïdes totaux et celles des deux caroténoïdes majeurs (la lutéine et le β-carotène) n’ont pas réagi à l’augmentation de température. La zéaxanthine a montré une tendance à la diminution sous l’effet de l’échauffement, jusqu’à une diminution significative. Cette concentration plus faible pourrait limiter la biosynthèse de β-damascenone et expliquer la plus faible teneur en β-damascenone observée dans les baies à sur-maturité en cas de température élevée.Un total de 357 gènes (DEGs) ont été différentiellement exprimés en réponse à l’augmentation de température pour les échantillons de 2015 à Bordeaux. D’après l’analyse d’enrichissement « Gene Ontology », le traitement a principalement régulé quatre catégories en relation avec les microtubules, la paroi cellulaire, l’espace extracellulaire et l’activité des facteurs de transcription. 6 DEGs liés à la biosynthèse des anthocyanes ont été régulés négativement, ce qui pourrait expliquer, au moins en partie, la concentration réduite en anthocyanes totaux observée dans les baies de CS échauffées. En revanche, les tanins n’ont pas été affectés par l’augmentation de la température. / Viticulture depends on climate conditions during the growing season. In the context of global warming, any changes in viticulture caused by the rising temperatures expected for the next decades may alter the geographical distribution of grape varieties and even threaten the sustainability of viticulture in hot areas. The objective of this research was to investigate the effects of moderately elevated temperature on grape composition, both at metabolic and transcriptomic levels. A passive open-top heating system was applied in Cabernet Sauvignon (CS) and Sauvignon Blanc (SB) vines grown with standard practice in Bordeaux, France and the Barossa Valley, Australia (CS only) to increase the bunch zone mean temperature by around 0.5-1.6 °C, which was commensurate with the projected global warming. This moderate heating was applied from fruit-set to two weeks after harvest. Metabolites related to technical, phenolic and aromatic maturities (IBMP, the green pepper aroma, precursors of 3SH, grapefruit aroma, and β-damascenone, floral aroma) were assessed, together with transcriptome analysis via RNA-seq and q-PCR, in order to obtain a comprehensive view of berry responses to this moderately elevated temperature in realistic vineyard conditions.The moderately elevated temperature hardly affected the concentrations of sugars, organic acids and total amino acids, but it altered free amino acid composition depending on varieties, vintages and locations.The final concentrations of IBMP were not affected by warming condition in mature berries. However, the elevated temperature significantly reduced IBMP content and expression level of VviOMT3 (a known key gene of IBMP) in CS berries at bunch closure stage, while it reduced the expression levels of VviOMT3 and VviOMT4 at bunch closure stage without affecting IBMP concentration in SB berries. This limited and genotype-dependent effect of elevated temperature suggests that a moderate temperature elevation may not be sufficient to significantly modify IBMP.Glut-3SH-Al was much more concentrated than Glut-3SH and Cys-3SH. Reduced Glut-3SH-Al and Cys-3SH concentrations were associated with a significantly lower expression level of VviGST4 in heated SB berries. Meanwhile, VIT_08s0007g01420 (GSTU8), was down-regulated by elevated temperature and might be a potential candidate gene involved in the biosynthesis of precursors of 3SH.The concentrations of total carotenoids and two predominant carotenoids (lutein and β-carotene) were not altered by elevated temperature in CS berries, but zeaxanthin was reduced by elevated temperature and was significantly less concentrated at harvest. This lower concentration may limit the biosynthesis of β-damascenone and explain the observed lower β-damascenone concentration in post-ripening berries under elevated temperature.A total of 357 genes were differentially expressed (DEGs) in response to the elevated temperature in Bordeaux samples in 2015. Enrichment analysis of Gene Ontology showed that temperature mainly regulated four GO categories, including microtubule, cell wall, extracellular region, and transcription factor activity. 6 DEGs related to anthocyanins synthesis were down-regulated and it could explain, at least in part, the observed lower total anthocyanins in warmed CS. Conversely, tannins were not affected by elevated temperature.The results provide a better understanding of potential global warming effects on metabolite changes during berry development, along with novel molecular insights into the response of grape berry to moderate heating in vineyard conditions.

La composition minérale du sol influence la physiologie de la vigne, le potentiel qualitatif des baies et la qualité du vin. Parmi les éléments que la vigne prélève du sol, l'azote impacte son développement, la composition des baies ainsi que la synthèse de certains métabolites secondaires. Son effet peut être direct sur la voie métabolique, ou indirecte par exemple à travers une modification de la vigueur de la vigne. Le présent travail s’intéresse à un possible effet direct de l’azote sur la synthèse des thiols volatils, en particulier le 3SH (3-sulfanylhexan-1-ol) à l’odeur de pamplemousse et ses précurseurs (Glut-3SH et Cys-3SH), ainsi que l'IBMP (3-isobutyl-2-méthoxypyrazine) à l’odeur de poivron vert, en absence d’une contrainte hydrique et d’une modification de la vigueur des ceps. La vigne a été étudiée en faisant varier le statut azoté, en conditions contrôlées et en plein champ. Cependant l’état hydrique et la vigueur ont été similaires entre les modalités. Une augmentation de la teneur en Glut-3SH dans les baies et les moûts ainsi que du contenu en 3SH dans le vin a été observée en réponse à une augmentation de l’alimentation en azote. En revanche, aucun effet n’a été perçu sur la teneur en Cys-3SH, ni sur l'expression de VviGST3, VviGST4 et VviGGT de sa voie de synthèse. Cette observation semble montrer qu’en réponse à l’azote, le 3SH est synthétisé à partir du Glut-3SH, indépendamment du Cys-3SH et des trois gènes mentionnés. De nouveaux gènes candidats de la voie de biosynthèse des précurseurs du 3SH ont été identifiés par séquençage d’ARN. Le statut azoté de la vigne n’a pas influencé la teneur en IBMP, ni l'expression de VviOMT3 et VviOMT4, gènes clés de sa voie de biosynthèse. L’effet de N sur l’IBMP décrit précédemment est probablement indirect et dû à une modification du microclimat dans la zone de la grappe, induite par une vigueur plus forte des vignes ayant un statut azoté élevé. / Soil is a major component of the viticultural terroir. Its mineral composition influences vine physiology, berry quality potential and wine quality. Among the elements that vines pick up from the soil, nitrogen (N) has the strongest impact on vine physiology, berry composition and the synthesis of compounds that have an important sensory impact. This study has investigated a possible direct effect of N on the synthesis of volatile thiols i.e. 3SH (3-sulfanylhexan-1-ol) responsible for grapefruit aroma and its S-conjugates precursors (Glut-3SH and Cys-3SH), as well as IBMP (3-isobutyl-2-methoxypyrazine) responsible for green pepper aroma, without interference with water status and vigor variations. Vines were grown under variable N status in controlled conditions and in field trials. Water status was controlled during the season and vine vigor was similar among treatments. N supply increased Glut-3SH level in berries and in must and 3SH content in wines. In contrast, no effect of N was perceived on Cys-3SH concentration and on the expression of VviGST3, VviGST4 and VviGGT genes, which play a major role in its biosynthetic pathway. This observation indicates that, in response to N supply, 3SH could be synthetized from Glut-3SH, independently from Cys-3SH and the three mentioned genes. New candidate genes from the 3SH precursors pathway were also identified by whole transcriptome shotgun sequencing. There was no significant effect of vine N status on IBMP levels in berries, musts and wines, neither on the expression of VviOMT3 and VviOMT4, which are key genes in the biosynthetic pathway of IBMP. This result indicates that when an effect of N on IBMP was found in previous studies, it was likely mediated through the modification of bunch-zone microclimate, induced by the increased vigor of high N-status vines.