Une étude montre que les baies de raisin reconfigurent leurs défenses antioxydantes pendant la maturation

Une étude publiée lundi dans OENO One indique que les baies de raisin gèrent leur maturation grâce à un système antioxydant évolutif qui aide à contrôler les espèces réactives de l’oxygène, ou ROS, à mesure que le fruit mûrit. Ce travail offre un éclairage détaillé sur la manière dont le métabolisme rédox évolue au fil du développement de la baie et pourrait aider les chercheurs et les viticulteurs à mieux comprendre comment les raisins maintiennent la fonction des tissus et la qualité du fruit pendant une période d’intense activité métabolique.

L’étude a été menée par Luan C. Corrêa, Eduardo Monteiro, Roberta P. da Paschoa, Rodrigo R. R. F. Lucas, Vanildo Silveira et Ricardo Bressan-Smith. Elle portait sur Niagara Rosada, un cépage de raisin de table décrit dans l’article comme un hybride de Vitis labrusca et Vitis vinifera, largement cultivé au Brésil. Les auteurs ont combiné une protéomique quantitative avec des tests d’activité enzymatique pour examiner le mésocarpe, la partie interne charnue de la baie, à des stades clés de la maturation.

On sait que la maturation des fruits charnus s’accompagne de changements majeurs dans l’accumulation des sucres, la diminution de l’acidité, la signalisation hormonale et le remodelage de la paroi cellulaire. Ces գործընթացs augmentent l’activité respiratoire et d’autres réactions rédox, qui génèrent à leur tour des ROS comme sous-produits du métabolisme aérobie normal. En excès, les ROS peuvent endommager les protéines, les lipides et les acides nucléiques. Mais à des niveaux contrôlés, ils agissent aussi comme des signaux qui aident à réguler le développement.

La nouvelle étude visait à vérifier si les baies de raisin limitent les dommages oxydatifs pendant la maturation en ajustant à la fois les enzymes de piégeage des ROS et les voies qui génèrent du NADPH, une molécule nécessaire à plusieurs systèmes de détoxification. Selon l’article, les résultats étayent cette hypothèse.

L’équipe a identifié 1 434 protéines dans des échantillons de mésocarpe de baies, et 956 d’entre elles, soit 67 %, ont montré une accumulation différentielle au fil des stades de développement. L’analyse d’enrichissement fonctionnel a révélé que les processus antioxydants étaient particulièrement représentés, même si l’ensemble de données comprenait aussi des protéines liées au métabolisme énergétique, au métabolisme hormonal, au renouvellement des protéines, au métabolisme secondaire et aux réponses au stress.

Le profil a évolué avec le temps. Les premiers stades se caractérisaient par une accumulation plus forte de protéines liées à la photosynthèse et à l’énergie. Les stades ultérieurs ont montré une accumulation plus importante de protéines antioxydantes et liées au stress. Les auteurs estiment que cela traduit une reprogrammation du protéome de la baie dépendante du stade, à mesure que la maturation progresse.

Les dosages enzymatiques concordaient avec ce tableau plus large. La catalase a présenté ce que les chercheurs décrivent comme un profil biphasique au cours du développement. La superoxyde dismutase a atteint son activité maximale tard dans la maturation. L’activité peroxydase a diminué progressivement. La glutathion réductase et la glutathion peroxydase ont elles aussi varié selon le stade, renforçant le rôle des voies de détoxification dépendantes du NADPH dans le maintien de l’équilibre oxydatif.

Malgré des signes d’une activité accrue liée aux ROS, l’étude n’a pas mis en évidence de dégradation tissulaire sévère dans le mésocarpe. Les mesures de fuite de phosphate inorganique et de peroxydation lipidique suggéraient des changements oxydatifs modérés associés aux membranes plutôt qu’une détérioration cellulaire étendue. En pratique, ces résultats indiquent que les baies peuvent soutenir un métabolisme actif pendant la maturation sans perte généralisée de l’intégrité cellulaire.

Les expériences ont été menées sur des raisins cultivés à São Fidélis, dans l’État de Rio de Janeiro, au Brésil, dans un vignoble établi en 2006. Les vignes étaient greffées sur porte-greffe IAC-572 et conduites en pergola. Les échantillons protéomiques provenaient d’un cycle de culture d’octobre à décembre 2022, tandis que les dosages d’activité enzymatique ont été réalisés sur des fruits d’un autre cycle, de février à juin 2023.

L’échantillonnage suivait le système modifié E-L utilisé en viticulture pour classer le développement de la vigne. Les chercheurs ont examiné des baies aux stades pré-véraison, véraison et surmaturité pour l’analyse protéomique, avec un stade post-récolte supplémentaire utilisé uniquement pour les dosages enzymatiques. Pour chaque réplicat protéomique, le tissu du mésocarpe de cinq baies prélevées dans différents groupes de grappes a été regroupé après retrait des pellicules et des pépins.

L’article inscrit ces résultats dans une question plus large de biologie végétale : comment les fruits préservent-ils l’équilibre rédox tout en subissant des changements biochimiques rapides ? Les raisins sont considérés comme un modèle utile parce qu’il s’agit de fruits non climactériques, ce qui signifie que leur maturation dépend moins d’un pic d’éthylène que de modifications coordonnées des sucres, des hormones et des voies de signalisation. Des études antérieures avaient associé des enzymes antioxydantes telles que la catalase et la superoxyde dismutase au développement des baies ou à l’exposition au stress, mais beaucoup se concentraient sur la peau, sur une seule enzyme ou sur l’expression génique plutôt que sur l’accumulation des protéines et la fonction enzymatique conjointement.

En intégrant des données protéomiques à des analyses biochimiques, les auteurs estiment que leur travail fournit un cadre plus complet pour comprendre la régulation rédox dans le mésocarpe des baies de raisin. Ils décrivent cette régulation comme une caractéristique centrale du développement de la baie, qui soutient la fonctionnalité du mésocarpe et la qualité du fruit.

L’enjeu dépasse la physiologie végétale. Comme la composition du raisin à maturité façonne la qualité et la stabilité du vin, une vision plus précise de la manière dont les baies contrôlent le stress oxydatif pourrait, à terme, aider à orienter la conduite du vignoble dans des conditions de chaleur ou d’autres stress qui affectent la chimie du fruit. L’étude ne teste pas directement les effets sur la vinification, mais elle offre une base moléculaire pour de futurs travaux sur la manière dont l’équilibre rédox pendant la maturation peut influencer la matière première utilisée pour les boissons.

L’article a été reçu par la revue le 31 octobre 2025, accepté le 12 juin et publié le 29 juin dans le volume 60, numéro 2 de OENO One.