Au cours des prochaines années, il est prédit que le changement climatique va influencer la production des cultures et impacter négativement le secteur agricole. Parmi les cultures mondiales majeures, la vigne est cultivée pour ses baies, qui sont la base de produits à forte valeur ajoutée (vin, liqueurs, et métabolites secondaires utilisés dans les industries pharmaceutiques et cosmétologiques) et dont le métabolisme est fortement sensible au climat. Cependant, la réponse au niveau de la composition de la baie ainsi que les mécanismes moléculaires sous-jacents mettant en évidence la capacité de l’interaction porte-greffe/greffon à influencer le métabolisme de la baie dans des conditions de stress hydrique est encore très peu étudiée et compris. Dans ce contexte, cette thèse a eu pour objectifs de répondre à ces questionnements en combinant des approches ecophysiologique, biochimique et transcriptomique. Vitis vinifera cv. Pinot noir greffé soit sur le porte greffe 110R (tolérance à la sécheresse, vigueur conférée moyenne à forte) ou 125AA (sensible à la sécheresse, forte vigueur conférée) ont été étudié au cours de 3 années (2009, 2010 et 2011), au vignoble et dans des conditions témoin (pluviométrie normale) ou de stress hydrique provoqué. Différents paramètres physiologiques (statut hydrique et rendement) ainsi que le profil métabolique de la baie (sucres, acides organiques, acides aminés et anthocyanes) ont été caractérisés à quatre stades de développement (E-L 33, E-L 35, E-L 36, E-L 38). D’autre part, une analyse microarray sur génome complet a également été réalisée pour deux années (2009 et 2010) et deux stades de développement critiques et représentatifs (E-L 35 et E-L 36). Dans son ensemble, cette thèse fournit des nouveaux éléments concernant la réponse métabolique de la baie au porte-greffe et à la contrainte hydrique, et met en évidence des possibles mécanismes moléculaires impliqués dans cette réponse. / Climate change is expected to influence crop production and to impact negatively the agricultural sector in the future. Among the major crops cultivated worldwide, grapevine provides berries that are the basis of high added value products (wines, liquors, and secondary metabolites used in the pharmaceutical and cosmetological industry) and whose metabolism is strongly sensitive to climate (vintage effect). However, the response of berry composition and the molecular mechanisms underlying the ability of rootstock/scion interaction to influence grape berry metabolism under drought stress are still poorly understood. In this context, this work aimed to fill the gaps on the aforementioned questions by combining comprehensive ecophysiological measurements, detailed metabolite analysis, and whole-genome transcriptome analysis. Vitis vinifera cv. Pinot noir grafted on either rootstock 110R (drought tolerant, mid- to high vigor) or 125AA (drought sensitive, high vigor) were studied during three growing seasons (2009, 2010, and 2011) in the field under normal rainfall or water shortage conditions. We characterized different physiological parameters (water status and yield components) and berry metabolomic profiles (sugars, organic acids, free amino acids and anthocyanins) during four developmental stages (E-L 33, E-L 35, E-L 36, E-L 38). Besides we also performed a microarray analysis in two years (2009 and 2010) at two critical and representative developmental stages (E-L 35 and E-L 36). Overall, this work provides novel insights into the response of grape berry metabolites to rootstock and to drought and uncovers some possible molecular mechanisms underlying the berry response to different rootstock/water status combinations.

L’âge de la vigne et sa relation avec la qualité du vin sont des sujets d’intérêt récurrents, tant scientifiques qu’économiques. Les consommateurs et acteurs de la filière vitivinicole semblent s’accorder à propos de la capacité des vieilles vignes à produire des vins de caractère supérieur. Malgré les recherches en cours, la validité de ce point de vue reste débattue et les questions concernant les mécanismes à travers lesquels de vieilles vignes aboutiraient à des vins qualité supérieure restent nombreuses. Pour tenter d’y répondre, l’impact de l’âge des vignes sur la physiologie, la tolérance au stress hydrique, ainsi que la qualité des baies et du vin ont été étudiés dans un vignoble expérimental constitué de plants de Vitis vinifera L. cv. de matériel génétique identique (Riesling de clone Gm 239 greffé sur 5C Teleki) mais aux dates de plantation différentes.En 2014 et 2015, les vignes plantées en 2012 n’avaient pas encore atteint leur plein potentiel et avaient une productivité végétative et un rendement significativement inférieurs à ceux des vignes plantées en 1995 et 1971. Par ailleurs, les vignes plantées en 2012 n’ont pas été soumises au même traitement d’enherbement que les vignes plus âgées pendant cette période afin de prévenir une compétition excessive pendant leur établissement. La capacité inférieure de ces vignes et l’absence d’enherbement ont mené à une plus grande exposition des grappes à la lumière et une plus grande accumulation d’azote, ce qui s’est traduit par une plus grande concentration en acides aminés, monoterpènes, norisoprénoides, et flavonols en 2014 et 2015. Les années suivantes (2016 et 2017), le rendement et le poids des bois de taille de ces vignes, ainsi que la composition des baies, étaient comparables à ceux des vignes plus âgées. Les paramètres de maturité technologique (°Brix, l’acidité totale et le pH de moûts) n’ont pas été significativement affectés par l’âge des vignes. […]Des analyses sensorielles et chimiques ont été réalisées en 2017 sur des vins de millésimes précédents. Les vins des plus jeunes vignes ont été associés à des arômes de fruits mûrs et de l’arôme de pétrole typique du Riesling. Ces vins ont aussi été identifiés par de plus hautes concentrations de monoterpènes et norisoprénoides potentiels et de composés soufrés volatils, en 2014 et 2015 uniquement. Les profils sensoriels et chimiques de vins issus des vignes plantées en 1995 et 1971 étaient dépendants du millésime mais pas de l’âge des vignes. Les profils des vins produits en 2016 étaient en superposables pour les trois groupes d’âge.Les travaux décrits dans ce manuscrit de thèse sont uniques, du fait notamment que le vignoble dans lequel ils ont été conduits a été conçu spécifiquement pour étudier l’effet de l’âge de la vigne dans des conditions environnementales comparables. Une fois que les vignes les plus jeunes ont atteint leur potentiel fructifère et ont été conduites de la même manière que les vignes plus âgées, leur productivité, la composition de leurs baies et la qualité des vins qu’elles produisent ont convergé avec celles des deux autres groupes. Plus intéressant encore, des vignes âgées de 19 et 43 ans se sont comportées de la même façon tout au long de l’étude et ont abouti à des vins comparables en termes d’analyses sensorielles, ce qui va à l’encontre de l’idée reçue qui veut que les vignes les plus âgées produisent des vins de qualité différente.Des travaux précédents ont démontré que la productivité des vignes, quel que soit leur âge, pouvait être expliquée par les réserves de bois et par la taille du tronc. Pour avoir une meilleure idée des différences liées aux réserves, la technique dite « structure-from-motion with multi-view stereo-photogrammetry » (SfM-MVS) a été testée pour mesurer l’épaisseur des troncs et leur volume. Cette technique qui permet la création de modèles tridimensionnels géo-référencés et à l’échelle a pu générer des modèles précis de tronc de vignes plantées en champ. / Vine age and its relation to the quality of the wine are topics of recurring interest, both scientific and economic. Consumers and actors in the wine sector seem to agree on the ability of old vines to produce wines of superior character. Despite ongoing research, the validity of this point of view remains debated and questions about the mechanisms through which old vines would end up with superior quality wines remain numerous. To try to answer them, the impact vine age on physiology, tolerance to water stress, and berry and wine quality were studied in an experimental vineyard planted with Vitis vinifera L. cv. of identical genetic material (Riesling Gm 239 grafted on 5C Teleki) but planted in different years.In 2014 and 2015, the vines planted in 2012 had not yet reached their full potential and had a significantly lower vegetative productivity and yield than the vines planted in 1995 and 1971. Moreover, the vines planted in 2012 were not subjected to the same grass treatment as older vines during this period to prevent excessive competition during establishment. The lower capacity of these vines and the absence of cover crop led to greater exposure of clusters to light and greater nitrogen accumulation, which resulted in a higher concentration of amino acids, monoterpenes, norisoprenoids, and flavonols in 2014 and 2015. In the following years (2016 and 2017), the yield and pruning weight of these vines, as well as their berry composition, were comparable to those of the older vines. The parameters of technological maturity (° Brix, total acidity and must pH) were not significantly affected by vine age.Vines planted in 1995 and 1971 showed similar physiological characteristics throughout the study with the exception of a higher incidence of esca syndrome in the older group. This disease was responsible for the decline in the total yield of vines planted in 1971, but individual yield per vine was equivalent for both groups.Sensory and chemical analyzes were conducted in 2017 on wines from previous vintages. The wines of the youngest vines were associated with aromas of ripe fruit and the kerosene aroma that is typical of Riesling. These wines were also identified by higher concentrations of potential monoterpenes and norisoprenoids and volatile sulfur compounds in 2014 and 2015 only. The sensory and chemical profiles of wines from vineyards planted in 1995 and 1971 were dependent on the vintage but not on the age of the vines. The wine profiles produced in 2016 were overlapping for the three age groups.The works described in this thesis manuscript are unique, particularly because the vineyard in which they were conducted was designed specifically to study the effect of the age of the vine under comparable environmental conditions. Once the youngest vines reached their fruiting potential and were conducted in the same way as the older vines, their productivity, the composition of their berries and the quality of the wines they produce converged with those of the two other groups. More interestingly, vines aged 19 and 43 years behaved similarly throughout the study and resulted in wines comparable in terms of sensory analysis, which goes against the an idea that the older vines produce wines of a different profile.Previous studies have shown that the productivity of the vines, whatever their age, could be explained by the wood reserves and the size of the trunk. To have a better idea of differences linked to reserves, the structure-from-motion with multi-view stereo-photogrammetry (SfM-MVS) method was tested to measure trunk thickness and volume. The technique, which allows the creation of scaled, georeferenced 3D models based on photographs, was able to produce accurate models of field-grown grapevine trunks.