LAUVERGEAT Virginie

Domaines de recherche 

 Interaction porte-greffe de Vigne et microbiote du sol, effet sur la croissance et l’adaptation à l’environnement 

mots clés : Porte-greffes, Vigne, microbiome, rhizodéposition, exsudats, adaptation, agroécologie

ORCID

https://orcid.org/0000-0002-5950-2051

Bio

J’ai obtenu un Doctorat en Biologie Cellulaire et Moléculaire Végétale de l’Université Paul Sabatier (31) en 1997, à l’issue de recherches sur la régulation de la voie de biosynthèse des lignines chez l’Eucalyptus. J’ai utilisé des approches de biologie moléculaire, de transgénèse (tabac, peulier), mais aussi de biochimie et enzymologie (production de protéine enzymatique recombinante chez E. coli et mutagénèse dirigée). J’ai par la suite élargi mon champ de compétences en termes de thématiques, d’espèces et de méthodologies. J’ai étudié des gènes impliqués dans la réponse aux pathogènes ou dans le transport de l’eau grâce à des approches de génomique fonctionnelle chez Arabidopsis. J’ai mis au point des marqueurs moléculaires de type SSR (microsatellites) chez les graminées fourragères et implémenté ces marqueurs dans des cartes génétiques de la fétuque élevée, plante tétraploïde. 
Après mon recrutement en 2002 en tant que Maitre de Conférences de l’Université de Bordeaux mes recherches se sont concentrées sur la vigne. Je me suis d’abord intéressée au produit récolté, la baie, puis je suis progressivement descendue vers les racines, et leur capacité de réponse à la qualité du sol, facteur essentiel du rendement et de la qualité du fruit. J’ai tout d’abord étudié la régulation de la synthèse des anthocyanes dans la baie, puis l’induction des voies de défense cellulaires suite à l’infection par des agents pathogènes. Mes travaux se sont ensuite orientés vers l’étude du rôle du porte-greffe dans l’accès aux ressources minérales et dans le contrôle de la croissance du greffon, encore appelée « vigueur conférée ». Au sein du thème de recherche ROOTi (physiologie des porte-greffes et interactions) de l’UMR EGFV, je développe depuis 2018 des projets de recherche visant à comprendre les interactions entre les porte-greffes et la communauté microbienne, ou microbiote, de la rhizosphère (zone de sol collée aux racines) et des racines, et leur impact sur la croissance, l’adaptation à l’environnement et la résistance des plants.

Recherches depuis 2018

La vigne et le microbiote du sol
Comme l’humain, les plantes vivent en interaction avec une communauté de micro-organismes dont la composition varie en fonction des organes (racines, tiges, feuilles, fruits …) et de leur environnement. Il existe par exemple un microbiote racinaire au même titre que nous avons un microbiote intestinal. Ces microbiotes contiennent des bactéries, champignons, virus … dont certains sont négatifs (pathogènes) et d’autres positifs (bactéries promotrices de croissance, champignons mycorhiziens …) pour le développement et la défense de la plante. La majeure partie des micro-organismes de la plante proviennent du sol. Les microbes du sol sont attirés à la surface des racines par des molécules (exopolysaccharides, acides organiques, hormones, composés organiques volatiles …) produites par la plante. La diffusion de molécules par les racines est appelée rhizodéposition. La plante a la capacité de modifier les processus de rhizodéposition pour « communiquer » avec les microbes, attirer les microbes positifs et/ou combattre les pathogènes. Le subtil équilibre de la communauté microbienne associée aux racines va donc contribuer à la croissance et la santé de la plante. Chez la vigne, ce microbiote joue un rôle important (Darriaut et al., 2022 ; Fournier et al., 2022).

Le dépérissement
Lors du projet VITIRHIZOBIOME (2018-2022, https://www.plan-deperissement-vigne.fr/recherches/programmes-de-recherche/vitirhizobiome), nous avons étudié la composition microbiologique du sol et des racines dans des parcelles viticoles de la région Bordelaise présentant des dépérissements. Le travail a été mené en très grande partie par R. DARRIAUT, lors de sa thèse. 
Dans les quatre parcelles étudiées (deux dans le Médoc et deux dans les Graves), les zones dépérissantes (mortalité élevée, faible vigueur de la vigne) présentent une diversité des micro-organismes et des activités biologiques du sol beaucoup plus faibles que dans les zones poussant bien (Darriaut et al., 2021 ; 2023). Les plants de vigne dans les zones dépérissantes présentent plus de pathogènes mais aussi plus de bactéries et de champignons bénéfiques que ceux dans les zones en bonne santé (Darriaut et al., 2022 ; 2024).
Des bactéries ont été isolées, leurs activités bénéfiques pour les plantes ont été analysées et des premiers essais ont été menés pour voir leur effet sur des plants greffés en serre dans des sols dépérissants (Darriaut et al, soumis). Une collection de bactéries du sol potentiellement bénéfiques a été générée.
Ce travail a été publié dans différentes revues accessibles aux professionnels et aux scientifiques (liste publications récentes ci-dessous), et a été exposé dans des fiches techniques du PNDV (https://www.plan-deperissement-vigne.fr/recherches/programmes-de-recherche/vitirhizobiome).

Les porte-greffes et le microbiote du sol
La composition de la communauté microbienne du sol qui s’associe aux racines est fortement dépendante de la réponse des plantes à leur environnement et ces réponses sont variables en fonction des génotypes ou variétés cultivées. Or jusqu’à récemment les études montrant l’effet du porte-greffe ou du cépage avaient été réalisées dans des environnements différents en fonction des variétés ou n’avaient pas exploré l’ensemble du microbiote bactérien et fongique.
Lors du travail de thèse de V. LAILHEUGUE, nous avons caractérisé la composition microbienne du système racinaire d’un panel de porte-greffes cultivés sur la parcelle GreffAdapt (menée par E. MARGUERIT), mais aussi la composition biochimique de la rhizosphère et des racines (en cours d’analyse) (Lailheugue et al, 2024a et 2024b). Nous avons ainsi montré que le génotype du porte-greffe influence la composition génétique et fonctionnelle des microbiotes racinaires. Ce travail fait partie du Grand Projet Pour la Recherche Bordeaux Plant Sciences de l’Université de Bordeaux (GPR-BPS).

La rhizodéposition de la vigne
L’étude des exsudats racinaires de porte-greffes de vigne cultivés en hydroponie a permis de mettre en évidence la production de composés de type strigolactones en réponse à la carence azotée (Cochetel et al., 2018). Les strigolactones, majoritairement synthétisées dans les racines, sont des composés jouant un rôle clé dans l’interaction avec des micro-organismes bénéfiques du sol que sont les champignons mycorhiziens à arbuscules. Des composés de type strigolactones ont été identifiés par LC-MS-MS (en collaboration avec la Composante Chimie/Métabolisme de l’Observatoire du Végétal de l’IJPB de Versailles) dans les exsudats des deux porte-greffes soumis à une carence azotée (Lailheugue et al., 2023). L’analyse de la composition biochimique par métabolomique ciblée et non ciblée d’exsudats du même panel de porte-greffes que précédemment, permettra d’identifier les molécules sécrétées par les racines dans des conditions de stress et jouant un rôle dans les interactions plante/microbiote. Nous travaillons actuellement à la caractérisation des molécules produites en situation artificielle (hydroponie) mais également in situ, à la parcelle.

Agroforesterie et microbiote de la vigne
Différentes pratiques culturales agroécologiques, visant à diminuer les intrants phytosanitaires et limiter le travail du sol, se développent actuellement dans les vignobles. Parmi elles, l’agroforesterie viticole a pour objectif de faire pousser des arbres autour (haies) ou dans les rangs de vigne. Les avantages sont nombreux, comme l’augmentation de la biodiversité des auxiliaires, l’ombrage … mais les contraintes le sont tout autant. Dans le cadre du projet TETRAE AC2TION, A. JANOUEIX (doctorante 2023-2026) étudie l’effet de l’espèce et de l’âge de l’arbre sur la composition et l’activité biologique du microbiote du sol et des vignes en relation avec le développement de celles-ci, le rendement et la qualité.

Publications récentes

• Darriaut R, Lailheugue V, Wastin J, Martins G, Ballestra P, Masneuf-Pomarède I, Ollat N, Lauvergeat V (2024) Rhizobacteria from vineyard and commercial mycorrhizal fungi induce synergistic microbiome shifts within grapevine root systems. Environmental Microbiome, In review.
• Lailheugue V, Darriaut R, Tran J, Morel M, Marguerit E, Lauvergeat V (2024) The rootstock modifies the arbuscular mycorrhizal community of the root system, while the influence of the scion is limited in grapevines. Environmental Microbiology Reports, 16.4 (2024): e13318. https://doi.org/10.1111/1758-2229.13318  
• Lailheugue V, Darriaut R, Tran J, Morel M, Marguerit E, Lauvergeat V (2024) Both the scion and rootstock of grafted grapevines influence the rhizosphere and root endophyte microbiomes, but rootstocks have a greater impact. Environmental Microbiome 19, 24. https://doi.org/10.1186/s40793-024-00566-5
• Darriaut R, Marzari T, Lailheugue V, Tran J, Martins G, Marguerit E, Masneuf-Pomarède I, Lauvergeat V, 2024 – Stressed vines associated with soil and root microbiome dysbiosis display potentially active metabolic pathways. Frontiers in Plant Science. 15: 1358213 https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1358213  
• Lailheugue V, Merlin I, Boutet S, Perreau F, Pouvreau J-B, Delgrange S, Ducrot P-H, Cottyn-Boitte B, Mouille G, Lauvergeat V (2023) Vitislactone, a non-canonical strigolactone exudated by grapevine rootstocks in response to nitrogen starvation. Phytochemistry, 215:113837. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2023.113837  
• Darriaut R, Tran J, Martins G, Ollat N, Masneuf-Pomarède I, Lauvergeat V (2023) In grapevine decline, microbiomes are affected differently in symptomatic and asymptomatic soils. Applied Soil Ecology, 183: 104767. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2022.104767.
• Marguerit E, Delmas C, Dewasme C, Lauvergeat V, Ollat N (2023) En quoi la diversité génétique des porte-greffes peut-elle permettre de lutter contre les dépérissements ? Union Girondine des Vins de Bordeaux, Dec 2023, 35-38.
• Darriaut R, Antonielli L, Martins G, Ballestra P, Vivin P, Marguerit E, Mitter B, Masneuf-Pomarède I, Compant S, Ollat N, Lauvergeat V (2022) Soil composition and rootstock genotype drive the root associated microbial communities in young grapevines. Frontiers in Microbiology, 13:1031064. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1031064
• Darriaut R, Lailheugue V, Masneuf-Pomarède I, Marguerit E, Martins G, Compant S, Ballestra P, Upton S, Ollat N, Lauvergeat V (2022) Grapevine rootstock and soil microbiome interactions: Keys for a resilient viticulture. Horticulture Research, 9: uhac019. https://doi.org/10.1093/hr/uhac019
• Ollat N, Vivin P, de Miguel-Vega M, Tandonnet J-P, Lauvergeat V, Marguerit E (2022) – Le porte-greffe: un allié pour l’agroécologie ? Union Girondine des Vins de Bordeaux, Numéro Spécial 2022-2023, L’Agroécologie au vignoble.
• Fournier P, Pellan L, Barroso-Bergadà D, Bohan D.A., Candresse T, Delmotte F, Dufour M-C, Lauvergeat V, Le Marrec C, Marais A, Martins G, Masneuf-Pomarède I, Rey P, Sherman D, This P, Frioux C, Labarthe S, Vacher C (2022) The functional microbiome of grapevine throughout plant evolutionary history and lifetime. Advances in Ecological Research, 67, 27-99. https://doi.org/10.1016/bs.aecr.2022.09.001
• Berger MJ, Lailheugue V, Zhelyazova G, Stammitti L, Lauvergeat V, Barrieu F, Gallusci P (2022) One prep to catch them all: “2 in 1”, an efficient method for the simultaneous extraction of DNA and RNA from Grapevine tissues. OENO One, 56(1), 305. https://doi.org/10.20870/oeno-one.2022.56.2.5000
• Darriaut R, Martins G, Dewasme C, Mary S, Darrieutort G, Ballestra P, Marguerit E, Vivin P, Ollat N, Masneuf-Pomarède I, Lauvergeat V (2021) Grapevine decline is associated with difference in soil microbial composition and activity. OENO One, 55(3). https://doi.org/10.20870/oeno-one.2021.55.3.4626