Contribution of nitrogen and carbon metabolism to the response to combined ozone and water deficit stress in two genotypes of common bean (Phaseolus vulgaris L.) during the seed filling stage

Les modèles climatiques prévoient une intensification des épisodes de sécheresse et de pollution atmosphérique, notamment à l’ozone troposphérique, dont la concomitance estivale affecte fortement les cultures. Ces contraintes abiotiques, dont les impacts sont encore peu étudiés lorsqu’elles sont combinées, entraînent des pertes de rendement et menacent à court et moyen terme la sécurité alimentaire mondiale. Le haricot commun (Phaseolus vulgaris L.), légumineuse d’intérêt agroécologique et nutritionnel majeur, figure parmi les espèces les plus sensibles à ces stress, en particulier durant la phase reproductive où la remobilisation du carbone et de l’azote depuis les organes sources conditionne la formation et la qualité des graines. Dans ce travail, les réponses physiologiques et biochimiques de deux génotypes de haricot commun, S156 et R123, soumis à un déficit hydrique terminal, à une exposition à l’ozone ou à leur combinaison, ont été caractérisées lors d’expérimentations en conditions contrôlées (chambres phytotroniques). Des mesures d’échanges gazeux, de fluorescence chlorophyllienne, d’analyses isotopiques (13C et marquage 15N), d’activités enzymatiques, ainsi que d’indicateurs de protéolyse et d’oxydation des protéines ont été réalisées. Les résultats confirment la plus grande tolérance de R123 à l’ozone et la forte sensibilité de S156. Toutefois, lorsque les deux contraintes sont combinées, leurs interactions diffèrent selon le génotype : chez S156, l’ozone semble atténuer les effets du déficit hydrique, alors que chez R123, il les amplifie. Ces réponses contrastées sont associées à des différences dans l’efficacité d’utilisation de l’eau et l’allocation de la biomasse, expliquées par une dérégulation de l’activité photosynthétique. En parallèle, la remobilisation de l’azote, notamment via la protéolyse foliaire assurée par les protéases à cystéine de type papaïne, est un facteur contribuant aux différences entre les génotypes. Par ailleurs, des analyses exploratoires ont mis en évidence une influence des contraintes sur la composition des communautés microbiennes associées aux racines, sans différence majeure entre génotypes. Cette étude met en lumière la complexité des interactions entre stress abiotiques et souligne l’importance de considérer la temporalité et la concomitance des contraintes pour comprendre les mécanismes de tolérance des plantes face aux changements climatiques.