Dans le contexte de réchauffement climatique, le maintien des rendements est un enjeu majeur pour la filière viticole. L'augmentation des températures impacte négativement certaines phases clés du développement reproducteur en induisant notamment des phénomènes de coulure ou de pertes précoces d'inflorescence. L'altération du bilan carboné pourrait être un facteur majeur des diminutions de rendements en réponse aux températures élevées et l'évaluation de cette hypothèse permettrait d'ajuster les pratiques pour limiter les effets du réchauffement climatique. Si l'implication du bilan de carbone chez les plantes annuelles semble être à la base des baisses de rendement observées ces dernières années, les choses sont beaucoup moins claires chez des pérennes comme la vigne du fait des très nombreux co-facteurs possible ainsi que de la difficulté à expérimenter dans des conditions totalement contrôlées. Afin de s'affranchir de ces contraintes, notre étude a été réalisée en conditions contrôlées sur la Microvigne, un mutant naturel insensible à l'acide gibberelique et un nouveau modèle d'étude pour la génétique et la physiologie de la vigne. Ce mutant présente un phénotype nain et une floraison et fructification continues le long de l'axe proleptique. L'approche utilisée dans cette étude a consisté à (i) développer un cadre d'analyse adapté à la Microvigne; (ii) décrire l'impact de l'élévation de la température, sur les développements végétatif et reproducteur de la vigne, et plus particulièrement l'avortement des stades précoces du développement reproducteur; (iii) caractériser les changements du bilan de carbone de la Microvigne induits par la contrainte thermique, et enfin (iv) évaluer l'implication potentielle du bilan de carbone dans les phénomènes d'avortement précoces en réponse au stress thermique. Ce travail a permis de mettre en évidence des phénomènes d'avortement complet d'inflorescences en réponse à l'élévation des températures. Par ailleurs, nous avons pu montrer un rôle du statut carboné dans ce phénomène, soit via les teneurs totales en carbohydrates, soit via l'état global des réserves à l'échelle de la plante. Ce travail montre les potentialités su modèle Microvigne et ouvre de nouvelles perspectives pour l'analyse des effets des contraintes abiotiques sur le développement végétatif et reproducteur de la vigne. / Global warming is likely to be a major issue for grapevine yield sustainability in the next years. A common hypothesis is that long-term elevated temperatures may cause the failure of key phases of reproductive development, through their negative impact on carbon balance. However, testing the specific role of plant carbon status on yield elaboration under elevated temperatures is difficult on perennial crops, such as grapevine, and when environment fluctuates. To overcome these difficulties, the present work was conducted under fully controlled environment using a natural, giberrelic acid insensitive mutant of grapevine called Microvine, as a new model for grapevine genetics and physiological studies. This mutant present a dwarf stature and lack of juvenile characteristics leading to the continuous flowering and fruiting even during the first year after sowing. The present study was aimed at (i) developing a framework of analysis for Microvine; (ii) describing vegetative and reproductive developments responses to temperature elevation at whole plant level, and more precisely on early reproductive development abortions; (iii) characterizing grapevine carbon balance responses to temperature; and finally (iv) evaluating carbon balance implication in temperature-dependent early reproductive development abortions. This work shows that complete inflorescence abortions observed in response to temperature were related to carbon status, either expressed though total carbohydrate, or through the level of reserves at the whole plant level. This study opens the way to use Microvine as model to address the impact of climate warming on grapevine vegetative and reproductive developments.

Tesis por compendio / [ES] Como precursores de las semillas, los óvulos representan un órgano fundamental durante el ciclo de vida de las plantas. Debido a su importancia, el desarrollo del óvulo ha sido estudiado durante décadas desde un punto de vista morfológico y molecular, lo que ha permitido dilucidar la compleja e intrincada red de regulación genética que lo rige. En concreto, la iniciación del óvulo está controlada por las hormonas vegetales auxinas, citoquininas y brasinoesteroides (BRs), siendo todas ellas reguladoras positivas del número de óvulos. Recientemente demostramos que las giberelinas (GAs) modulan negativamente el número de óvulos mediante la desestabilización de las proteínas DELLA. Sin embargo, aún debe aclararse cómo encajan las GAs y las proteínas DELLA en el modelo regulador de la iniciación de los óvulos. El trabajo presentado en esta tesis doctoral tiene como objetivo aclarar el mecanismo molecular por el cual las GAs actúan en la iniciación del óvulo. Después de una introducción general, en el Capítulo 1 mostramos que tanto las GAs como los BRs regulan el número de óvulos en Arabidopsis independientemente de los niveles de actividad de la otra hormona, lo que sugiere que las GAs y los BRs actúan de forma independiente para controlar la iniciación del óvulo. En el Capítulo 2 proporcionamos evidencias genéticas y moleculares que apuntan a que las proteínas DELLA participan en la iniciación de los óvulos mediante su interacción con el factor de transcripción CUC2 en las células placentarias. En conjunto, los hallazgos presentados aquí nos han permitido integrar a las GAs y proteínas DELLA en la red genética que guía el inicio de los primordios de óvulos. Una discusión final destaca las preguntas abiertas que aún deben abordarse para comprender completamente el control hormonal de la iniciación de los óvulos en las plantas. / [CAT] Com a precursors de les llavors, els òvuls representen un òrgan fonamental durant el cicle de vida de les plantes. A causa de la seva importància, el desenvolupament de l'òvul ha estat estudiat durant dècades des d'un punt de vista morfològic i molecular, el que ha permès dilucidar la complexa i intricada xarxa de regulació genètica que el regeix. En concret, la iniciació del òvul està controlada per les hormones vegetals auxines, citoquinines i brasinoesteroides (BRs), sent totes elles reguladores positives del nombre d'òvuls. Recentment demostrem que les gibberel·lines (GAs) modulen negativament el nombre d'òvuls mitjançant la desestabilització de les proteïnes DELLA. No obstant, encara s'ha d'aclarir com encaixen les GAs i les proteïnes DELLA al model regulador de la iniciació dels òvuls. El treball presentat en aquesta tesi doctoral té com a objectiu aclarir el mecanisme molecular pel qual les GAs actuen a la iniciació de l'òvul. Després d'una introducció general, al Capítol 1 mostrem que tant les GAs com els BRs regulen el nombre d'òvuls a Arabidopsis independentment dels nivells d'activitat de l'altra hormona, cosa que suggereix que les GAs i els BRs actuen de forma independent per controlar la iniciació de l'òvul. Al Capítol 2 proporcionem evidències genètiques i moleculars que apunten que les proteïnes DELLA participen en la iniciació dels òvuls mitjançant la seva interacció amb el factor de transcripció CUC2 a les cèl·lules placentàries. En conjunt, els descobriments presentats ací ens han permès integrar les GAs i proteïnes DELLA a la xarxa genètica que guia l'inici dels primordis d'òvuls. Una discussió final destaca les preguntes obertes que encara cal abordar per comprendre completament el control hormonal de la iniciació dels òvuls a les plantes. / [EN] As precursors of seeds, ovules represent a fundamental organ during the plant life cycle. Due to their importance, ovule development has been studied for decades from a morphological and molecular point of view, allowing the elucidation of a complex and intricate gene regulatory network governing it. Specifically, ovule initiation is controlled by the plant hormones auxins, cytokinins and brassinosteroids (BRs), all of them being positive regulators of ovule number. Recently, we demonstrated that gibberellins (GAs) negatively module ovule number by the destabilization of DELLA proteins. However, how GAs and DELLA proteins fit in the regulatory model for ovule initiation still needs to be clarified. The work presented in this PhD thesis aims to clarify the molecular mechanism by which GAs act in ovule initiation. After a comprehensive introduction, we show in Chapter 1 that both GAs and BRs regulate ovule number in Arabidopsis regardless of the activity levels of the other hormone, suggesting that GAs and BRs act independently to control ovule initiation. In Chapter 2 we provide genetic and molecular evidence pointing to DELLA proteins participating in ovule initiation by the interaction with the CUC2 transcription factor in placental cells. Collectively, the findings presented here allowed us to integrate GAs and DELLA proteins in the gene regulatory network guiding ovule primordia initiation. A final discussion highlights open questions that still need to be addressed to fully understand the hormonal control of ovule initiation in plants. / La realización de esta Tesis Doctoral ha sido posible gracias a un contrato para la Formación de Personal Investigador de la Universidad Politécnica de Valencia (durante un año y medio) y a un contrato para la Formación de Profesorado Universitario (FPU18/00331) del Ministerio de Universidades (durante dos años y medio). Las estancias breves en Chile y Francia fueron posible gracias a la financiación H2020-MSCA-RISE-2014 y a una ayuda EMBO Short-Term (STF 8961), respectivamente. El trabajo experimental ha sido financiado por los proyectos BIO2017-83138-R y PID2020-113920RB-100 del Ministerio de Ciencia e Innovación y AICO/2020/256 de la Generalitat Valenciana. / Barro Trastoy, D. (2022). Gibberellins and ovule number: a molecular mechanism [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/187756 / TESIS / Compendio

Microclimatic gradients may have large influence on individual vital rates and population growth rates of species, and limit their distributions. Therefore, I focused on the influence of microclimate on individual performance and distribution of species. Further, I examined differences in how microclimate affect species with contrasting distributions or different ecophysiological traits, and populations within species. More specifically, I investigated the performance of northern and southern distributed forest bryophytes that were transplanted across microclimatic gradients, and the timing of vegetative and reproductive development among northern, marginal and more southern populations of a forest herb in a common garden. Also, I compared the landscape and continental distributions across forest bryophytes and vascular plants and, thus, their distribution limiting factors at different spatial scales. Lastly, I examined the population dynamics across microclimatic gradients of transplants from northern and southern populations of a forest moss. The effects of microclimatic conditions on performance differed among bryophytes with contrasting distributions. There were no clear differences between northern and southern populations in the timing of development of a forest herb or in the population dynamics of a moss. However, within each region there was a differentiation of the forest herb populations, related to variation in local climatic conditions and in the south also to proportion of deciduous trees. The continental distributions of species were reflected in their landscape distributions and vice versa, in terms of their occurrence optima for climatic variables. The variation in landscape climatic optima was, however, larger than predicted, which limit the precision for predictions of microrefugia. Probably, the distributions of vascular plants were more affected by temperature than the distributions of bryophytes. Bryophytes are sensitive to moisture conditions, which was demonstrated by a correlation between evaporation and the population growth rate of a forest moss. We might be able to predict species’ landscape scale distributions by linking microclimatic conditions to their population growth rates, via their vital rates, and infer larger scale distribution patterns. / <p>At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 2: Manuscript. Paper 3: Manuscript. Paper 4: Manuscript.</p> / EkoKlim