Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Avec les changements climatiques actuels, incluant une augmentation des températures et des changements de régimes de précipitations, la capacité des forêts boréales à se maintenir de manière durable est compromise. Afin de prédire les réponses de la forêt à ces changements, il est important de comprendre les mécanismes physiologiques de l’acclimatation à la sécheresse et au froid des arbres, deux mécanismes impliquant la dessiccation des tissus. Le déficit hydrique ainsi que la résistance au froid impliquent tous les deux, une augmentation de la concentration en sucres modifiant l’osmolalité des tissus afin de résister au stress. Le présent projet visait à étudier les effets d’une augmentation de température et de stress hydrique, appliqués durant l’été, sur plusieurs processus physiologiques dont la résistance au froid durant l’hiver, l’osmolalité cellulaire et la concentration en glucides non-structuraux chez l’épinette noire (Picea mariana) et le sapin baumier (Abies balsamea). Les données ont été récoltées durant deux hivers consécutifs, entre septembre et mai, selon une fréquence d’échantillonnage d’environ un mois et demi. Les mesures ont inclus des indices de résistance au froid déterminés de deux façons, la température léthale de 50% des cellules (LT50) et le pourcentage de lyse maximale. De plus, des paramètres physiologiques ont été déterminés dont la concentration en glucides non structuraux et en amidon, l’osmolalité et le contenu en eau des aiguilles des espèces étudiées. Chez ces deux conifères, la baisse de la LT50 durant la première partie de l’hiver indique l’augmentation de la résistance au froid, un processus connu sous le nom d’acclimatation au froid. Cette période s’accompagne d’une diminution de la concentration en amidon qui se dégrade en glucose, fructose et raffinose, entraînant une augmentation de leurs concentrations, tandis que le processus inverse est observé durant la désacclimatation. Le contenu en eau a peu diminué au cours de l’hiver tandis que l’osmolalité a présenté des variations intra-annuelles. Les traitements de température et de précipitations ont globalement montré des effets limités sur les paramètres physiologiques mesurés. Cependant, des températures estivales plus chaudes ont été associées à une résistance au froid, à un contenu en eau et à une concentration en saccharose plus faibles ainsi qu’à une concentration en fructose plus élevée que le traitement ambiant. Le stress hydrique estival a été associé à une résistance au froid plus élevée et à une concentration en saccharose plus faible. L’augmentation de la résistance au froid, comme en témoigne la diminution de la lyse maximale des aiguilles des espèces étudiées s’explique par la diminution de la température de l’air et l’augmentation du couvert de neige. Elle est également associée à des variations physiologiques telles que l’augmentation des concentrations en fructose et en raffinose, composés possédant des propriétés cryoprotectrices. L’augmentation de la résistance au froid s’accompagne également à d’une diminution de l’osmolalité ainsi qu’une augmentation du contenu en eau, mais ces résultats demeurent contre-intuitifs et contrastent entre les années étudiées. Cette étude a donc permis de déterminer que les changements climatiques estivaux semblent exercer des effets limités sur la physiologie hivernale des aiguilles de l’épinette noire et du sapin baumier. Il serait ainsi pertinent d’étudier les effets des changements climatiques hivernaux tels que l’augmentation des températures ou la diminution du couvert de neige sur la physiologie durant cette période.