Le mil est une céréale cultivée dans la zone soudano-sahélienne en Afrique. A partir d'un jeu de données comprenant 18 marqueurs microsatellites et 8 séquences nucléotidiques pour 45 populations domestiquées et sauvages, j'ai mis à jour une forte différenciation génétique entre deux pools de mils sauvages. Avec une approche de type Approximate Bayesian Computation, j'ai testé différents scénarios de domestication, et montré que le scénario le plus probable est celui d'une domestication unique à partir des mils sauvages de l'est du Sahel.Deux grands groupes de mil domestiqué existent: des variétés précoces et des variétés tardives. Mes résultats montrent une absence de différenciation génétique neutre entre ces deux groupes, suggérant l'existence de flux de gènes récurrents. J'ai également étudié un gène candidat de la famille Hd3a-like, PgHd3a. Aucune trace de sélection n'a été mise en évidence pour ce gène, et il est vraisemblable qu'il ne participe pas à la différence de phénotype entre mils précoces et tardifs. Son rôle lors de la floraison chez le mil est mis en doute par des résultats d'expression. J'ai également isolé un paralogue de PgHd3a, PgHd3a-2.Finalement, j'ai étudié un cline longitudinal de fréquence à l'échelle continentale pour la présence d'un Miniature Inverted-repeat Transposable Element (MITE) situé dans le gène teosinte-branched1, impliqué dans la détermination du nombre de branches basales chez le maïs. L'étude du taux de différenciation pour le MITE et pour 13 microsatellites neutres et du polymorphisme nucléotidique dans la région entourant le MITE montre que le cline est probablement dû à des processus neutres. / Pearl millet is a cereal cultivated in the sudano-sahelian area in Africa. Using a data set consisting of 18 microsatellites and 8 nucleotide sequences for 45 domesticated and wild populations, I showed the existence of a high differentiation between two wild genetic pools. Using the model-based Approximate Bayesian Computation (ABC) approach, I tested different domestication scenarios and showed that a single domestication in eastern Sahel is more likely than other models.There are two main types of domesticated pearl millet: early-flowering and late-flowering varieties. My results show a lack of neutral genetic differentiation between these two types, suggesting the existence of recurrent gene flow. I also studied a candidate gene, PgHd3a, belonging to the Hd3a-like family and which could be implicated in the floral transition. No selection footprint has been detected, and it is likely this gene is not involved in the phenotypic difference between early and late-flowering varieties. Expression results casted some doubt about its role during floral transition in pearl millet. I also isolated a new paralog of PgHd3a, PgHd3a-2.Finally, I studied a longitudinal frequency cline at the continental scale for the presence of a Miniature Inverted-repeat Transposable Element (MITE) located in the teosinte branched1 gene, involved in the regulation of the number of tillers in maize. By comparing differentiation levels between the MITE and 13 neutral microsatellites, and by investigating the nucleotide polymorphism in the genomic region surrounding the MITE, I showed the cline was probably caused by neutral processes.

Mon activité de recherche, appuyée par l'encadrement d'étudiants, s'est développée autour d'une thématique centrale, l'analyse architecturale de l'arbre fruitier. Mes travaux, sur pommier essentiellement, ont tout d'abord montré l'intérêt de l'architecture comme outil de caractérisation de la variabilité génétique existante (cultivars). J'ai mis en évidence que les différences variétales de comportement architectural et fruitier pouvaient être bien expliquées par deux caractères discriminants non analysés jusque-là : la mortalité physiologique des rameaux, appelé phénomène d' « extinction », et l'aptitude au retour à fruit d'une année à la suivante sur le même rameau. Une relation positive a été mise en évidence entre ces deux phénomènes : les cultivars à forte extinction ont en général une forte aptitude au retour à fruit. Par ailleurs il a été montré que la longueur d'un rameau conditionne la probabilité de floraison terminale et, en cas de floraison, la taille de l'inflorescence et son aptitude à la nouaison. La succession temporelle des évènements joignant la formation d'un méristème à son fonctionnement pluri-annuel apparaît donc comme un système hautement intégré et à déterminisme précoce. Nos résultats suggèrent une régulation fonctionnelle et dynamique entre le nombre de bourgeons en croissance dans une architecture et leurs potentiels organogénétiques individuels. Ils nous ont conduit à formuler des hypothèses sur les effets de manipulations expérimentales (ex. taille, arcure) sur l'architecture de l'arbre entier (ex. durée et rythmicité de croissance, probabilité de floraison) et à les tester in horto. Ces travaux constituent la base de collaborations scientifiques pluridisciplinaires sur deux axes principaux. Le premier est l'analyse de l'impact de manipulations sur le climat lumineux intra-arbre et la contribution des différents types de rameaux à l'interception de la lumière. Le second est l'étude des relations entre architecture et ravageurs-maladies. Il permet de hiérarchiser les facteurs, directement ou indirectement liés à l'architecture, explicatifs du développement des bioagresseurs. Ces deux axes de recherche sont le moteur de mon implication dans différents programmes nationaux et internationaux, ainsi que dans des réseaux informels en France et à l'étranger. Mes travaux s'étendent à d'autres espèces, comme le manguier en collaboration avec le CIRAD où le couplage architecture(spatial)/phénologie(temporel) est approfondi. Mon programme scientifique actuel se recentre sur ce qui est à la base de l'édification architecturale de l'arbre, la croissance du rameau et la distribution et la nature de sa ramification axillaire. Il s'appuie sur des collaborations pluridisciplinaires. Dans une première phase la recherche porte sur des rameaux arqués. L'objectif est de mieux appréhender les mécanismes déterminant certains aspects de la ramification à l'interface entre biomécanique (ex. : contraintes liées à l'arcure) et hydraulique (ex. : lien entre conductance hydraulique des tissus xylémiens reliés au bourgeon et organogenèse). Des résultats récents permettent de formuler des hypothèses sur les rôles respectifs des effets mécaniques et environnementaux sur le patron de ramification observé.

L'azote est une ressource importante pour la croissance des plantes, et pour les pathogènes des cultures. L'objectif de cette thèse est de proposer une modélisation mécaniste des dynamiques d'azote dans une plante de blé en post-floraison. Pour cela, une approche structure-fonction a été mise en oeuvre. Des expérimentations ont permis de caractériser les dynamiques spatio-temporelles d'azote dans la tige feuillée. La masse d'azote surfacique des limbes et des gaines diminuait avec la distance depuis le sommet du couvert, mais elle était homogène le long d'un limbe ou d'une gaine. Les dynamiques temporelles étaient identiques pour les gaines et les limbes suggérant que ces deux entités répondent de la même manière à la lumière interceptée et à l'état azoté de la plante. De plus, les dynamiques étaient synchrones pour tous les phytomères et identiques à un facteur d'échelle près. En période d'absence d'absorption d'azote racinaire, ces dynamiques suivaient une cinétique d'ordre un. Ces résultats ont permis de développer un modèle structure-fonction des dynamiques d'azote au sein de la structure botanique d'une tige feuillée. Les principales hypothèses de ce modèle sont: (i) la teneur en azote d'un limbe est déterminée par le turnover des protéines de l'appareil photosynthétique; (ii) les différentes entités de la tige feuillée partagent un pool commun d'azote mobile. Ce modèle a été validé sur une gamme contrastée de conditions environnementales avec un jeu unique de six paramètres. Les relations azote-éclairement sont une propriété émergente des processus décrits à l'échelle locale. Ce travail ouvre des perspectives pour simuler la régulation des dynamiques d'azote dans des modèles individus-centrés de peuplements végétaux.

La forme, et donc l’architecture d’une plante ornementale en potcomme le rosier buisson détermine sa qualité visuelle et peut êtrecontrôlée via la création variétale et/ou l’utilisation de techniquesculturales comme l’application de facteurs environnementaux.Cependant, ces méthodes sont appliquées empiriquement etprennent rarement en compte l’interaction Génotype x Environnement(GxE). Dans un premier temps, cette étude a montré que, parmiles trois techniques culturales testées sur cinq à huit cultivarsde rosier buisson de formes contrastées, la restriction hydrique modifiait fortement l’architecture avec un effet compactant. Une forteinteraction GxE a également été montrée avec trois réponses architecturales,de faible à forte, pouvant s’expliquer en partie par desconcentrations différentes en cytokinines et acide salicylique entregénotypes.Dans un deuxième temps, l’analyse génétique par cartographiede l’architecture du rosier à partir de deux populationsconnectées en ségrégation et remontantes a montré que la plupartdes caractères architecturaux étudiés étaient contrôlés par un ouplusieurs QTLs à effets faibles dont certains étaient infl uencés parl’environnement et/ou par le fond génétique. L’introgression detels caractères dans d’autres fonds génétiques par exemple seradonc vraisemblablement diffi cile. Cette étude a souligné l’importancede prendre en compte les interactions GxE et QTLxE pourmieux raisonner les programmes de création/sélection, mais aussipour l’utilisation des techniques culturales dans le but de contrôler l / The shape and therefore the architecture of a potted ornamentalplant such as bush rose determines its visual quality. It can becontrolled by plant breeding and/or cultivation techniques suchas the environmental factor application. However, these methodsare used empirically and rarely take into account the Genotypex Environment interaction (GxE). Firstly, among three cultivationtechniques evaluated on fi ve to eight rose bush cultivars withcontrasted shapes, water restriction highly modifi ed the architectureleading to more compact plants. A high GxE interaction was revealedwith three architectural responses ranging from low to high. Theywere partly explained by different cytokinins and salicylic acidconcentrations between genotypes.Secondly, the genetic analysisby mapping of the bush rose architecture based on two connectedrepeat-blooming populations in segregation showed that most ofthe architectural traits were controlled by one or several QTLs withlow effects. Some of them were infl uenced by the environmentand/or by the genetic background. The introgression of such traitsin different genetic backgrounds for example will likely be diffi cult.This study underlined the importance of taking into considerationthe GxE and QTLxE interactions to better orientate breedingprograms but also to better use cultivation techniques in order to control plant architecture.