Indicateurs physiologiques pour le screening de génotypes de tournesol tolérants aux basses températures associées au semis précoce

Abstract

Sunflower is a summer crop often subjected to water stress, which could reduce substantially the yield. Early sowing is one of the crop management strategies to escape the drought stress mainly during flowering. Sowing one or two months earlier may lead to place the seeds and seedlings growth in conditions of low temperature. Low temperature exposure has consequences for most biological processes. It initiates also a number of physiological changes which can lead the plant to be more cold tolerant. Physiological traits commonly used to underlying cold tolerance, as well as traits associated with growth capacity at low temperature, are presented and discussed in the article. The most important ones need to be evaluated in sunflower to explore genetic variability.Key words: early sowing, Helianthus annuus L., low temperature, sunflower, physiological traits, cold tolerance Différentes stratégies agronomiques et génétiques ont été envisagées pour améliorer la productivité du tournesol en présence de contraintes thermiques et hydriques. Un programme a notamment été développé dans le cadre du projet « Tournesol 2010 » afin d'évaluer les possibilités d'une anticipation des dates de semis dans le but d'accroître la productivité et d'esquiver la contrainte hydrique. Le semis précoce du tournesol d'un à deux mois par rapport à la période habituelle (avril dans le sud-ouest de la France) induit une baisse significative de la température au moment du semis et pendant les premiers stades de la croissance végétative. La mise en oeuvre de cette conduite culturale et son évaluation reposent sur l'utilisation de variétés spécifiquement adaptées aux basses tempéra-tures. La caractérisation de génotypes de tournesol adaptés à des conditions de basses températures en début de cycle nécessite d'analyser les effets de ces dernières sur les processus physiologiques associés à la vigueur à la levée et à la tolérance au froid afin de disposer d'indicateurs permettant de caractériser une large gamme de matériels génétiques (population de lignées en ségrégation, variétés…). Après avoir présenté les principaux processus affectés par les basses températures, différents indicateurs physiologiques seront proposés au regard de cette analyse bibliographique pour explorer des différences génotypiques d'adaptation au froid chez le tournesol. Processus physiologiques conditionnant la levée du tournesol à basse températureLa levée au champ dépend de l'interaction entre la graine et son milieu, incluant de nombreux facteurs environnementaux dont la température, l'humidité, la structure et la composition du sol (Hatfield et Egli, 1974). La phase hétérotrophique se décompose en deux phases physiologiques distinctes : les processus de germination et d'élongation de l'hypocotyle. La germination a lieu en trois temps : l'imbibition qui correspond à l'hydratation de la semence en présence d'eau, la germination stricto sensu et la phase de croissance durant laquelle débute l'allongement de la radicule. La germination stricto sensu et la croissan...

Effects of agroclimatic conditions on sunflower seed dormancy at harvest

“…where Tmax is the maximum daily temperature in °C; Tmin, the minimum daily temperature in °C and Tb is the base temperature for sunflower growth. Here, as an approximation, we have chosen 5°C as Tb value, in agreement with Gay et al (1991) and Allinne (2009), because the base temperature for germination for each genotype was not available.…”

New challenges for sunflower ideotyping in changing environments and more ecological cropping systems

“…Consequently, seedlings and young plants could be exposed to cold stress (low temperatures, frost) in the early stages of development (germination, emergence, 2-3 leaf stage). Cold stress, which includes both chilling (T > 0°C) and freezing (T < 0°C), modifies gene expression and plant metabolism with consequences on many biological functions (Alline et al, 2010;Janmohammadi et al, 2015;Hniličková et al, 2017). The conditions of exposure (timing, intensity, duration) are to be considered to explain the final response.…”

“…Chlorophyll content and specific leaf area among others have been genetically associated with cold tolerance, so they could be used as selection criteria in breeding programs (Alline et al, 2009(Alline et al, , 2010Fabio et al, 2016). From QTL analyses, it was illustrated that several putative genomic regions are involved in the variation of physiological traits under cold conditions (Alline et al, 2009;Škorić, 2009;Tetreault et al, 2016;Mangin et al, 2017;Miladinović et al, 2019).…”

Le semis très précoce : une stratégie agronomique pour améliorer les performances du soja en France ?

“…Différents indicateurs physiologiques ont été proposés pour le screening de génotypes pour la tolérance aux basses tempé-ratures (Allinne et al, 2010), dont un indice photochimique déterminé par la mesure de la fluorescence des chlorophylles a (Strauss et al, 2006). Une tolérance photosynthétique aux basses températures est un caractère essentiel pour assurer une croissance foliaire rapide et atteindre rapidement la fermeture du couvert (Allen et Ort, 2001).…”