En Afrique subsaharienne, une large partie de la population pratique l’agriculture pluviale. Cette agriculture est particulièrement sensible à la variabilité climatique. Le mil (Pennisetum glaucum L Br) est une des céréales pluviales qui jouent un rôle majeur dans la sécurité alimentaire en Afrique subsaharienne. L’apparenté sauvage du mil cultivé pousse dans des environnements encore plus extrêmes que la forme cultivée. L’objectif de la thèse est l’étude de l’adaptation du mil à la variation environnementale. En utilisant des approches d’association génotype /phénotype, nous avons démontré que le gène de la myosine 11 est associé à la variation du nombre de fleurs chez le mil sauvage observée le long d’un gradient environnemental. En plus, ce gène a également été identifié dans les candidats pour les gènes sélectionnés durant la domestication. En utilisant des données génomiques, nous avons aussi démontré que le gène du Photochrome C déjà connu pour son rôle dans le contrôle de la variation du temps de floraison chez le mil cultivé, est aussi associé à la variation du temps de floraison chez le mil sauvage. Nous avons aussi démontré l'existence d'un polymorphisme fonctionnel cryptique (caché) qui n’apparaît que dans certaines conditions particulières associées au temps de floraison. Ce polymorphisme cryptique peut être mobilisé dans des conditions climatiques ou environnementales particulières. Chez le mil cultivé, nous avons aussi pu mettre en évidence la sélection in situ sur deux gènes de floraison. Nos résultats suggèrent que de nombreux polymorphismes associés à l’adaptation sont présents dans les populations et peuvent être partagés entre forme sauvage et cultivée. En réponse aux changements environnementaux, ces polymorphismes pourraient être mobilisés pour proposer des variétés mieux adaptées. / In sub-Saharan Africa, a large fraction of the population practice rainfed agriculture. Rainfed agriculture is particularly sensitive to climate variability. Pearl millet (Pennisetum glaucum L R) is one of the main cereals that play an important role in food security in sub-Saharan Africa. Wild pearl millet populations grow also in more extreme climate conditions up to the limit of the desert. The aim of this PhD was to study pearl millet adaptation to climate variation. Using an association genotype / phenotype approach, we demonstrated that the myosin 11 gene is associated with flower number variation in wild millet along an environmental gradient. Interestingly, this gene was also a candidate gene target of selection during domestication. The Myosin XI gene is thus a good candidate for fitness related adaptation in wild populations. We also demonstrated that Photochrome C gene, already known for its role in cultivated pearl millet, is also related to flowering time variation in wild pearl millet. We have demonstrated the existence of cryptic functional polymorphisms associated with flowering time. Such cryptic functional polymorphism might contribute to adaptation in specific new environment. In cultivated pearl millet, we also show in situ selection on two flowering genes. Our results suggest that the functional polymorphisms are observed in these populations, some genes are also associated with both adaptations in wild and cultivated populations. In response to environmental changes, such polymorphism could be used to propose better adapted cultivated varieties.

Dans un contexte de changement climatique les cultures vont être plus fréquemment soumises à des événements climatiques extrêmes. Continuer le progrès sur le rendement du maïs requiert de considérer de nouvelles méthodes génétiques pour caractériser les avantages comparatifs de génotypes en conditions de sécheresse et de températures élevées. L'objectif principal de cette thèse est d'améliorer les connaissances du contrôle génétique du rendement du maïs et de ses composantes sous stress hydrique et thermique dans un réseau d'essai au champ. Pour cela, nous avons utilisé des données issues du projet UE DROPS et du projet français Amaizing avec 29 essais au champ répartis en Europe et au Chili, en 2012 et 2013, avec des traitements irrigué et non irrigué dans chaque site. Une caractérisation précise des conditions environnementale a été réalisée, ainsi qu’une mesure précise de la phénologie et du rendement et de ses composantes sur un panel de 244 hybrides de maïs. L’approche utilisée dans cette thèse a consisté à utiliser la caractérisation environnementale précise en chaque site pour disséquer les interactions entre génotype et environnement. Dans un premier temps nous avons classé les 29 essais en six scenarios environnementaux qui avaient été préalablement définis sur de longues séries climatiques dans toute l'Europe. Les régions génomiques associées au rendement ont eu des effets très variables entre sites, qui dépendaient des scenarios environnementaux. On peut donc associer chaque allèle à une région d'Europe où il a une forte probabilité d'effet positif. Dans un second temps, en combinant les données issues de plateforme et du champ, nous avons estimé les réponses du rendement au rayonnement intercepté pendant la période végétative, et à la température et au déficit hydrique à la floraison. Nous avons identifié les régions génomiques associées à ces réponses, rendant les génotypes analysés tolérants ou sensibles à la variable considérée. Ce travail ouvre des perspectives pour l’amélioration des plantes dans un contexte de changement climatique. / Climate changes are a reality and crops will encounter more frequent climatic accidents. Continuing progress in yield requires considering new genetic method to characterize the comparative advantages of genotypes under drought and high temperatures. The main goal of this thesis is to improve the knowledge of the genetic control of grain yield and its components as affected by drought and heat in a network of field experiments. We used for that data coming from the EU project DROPS and the French project Amaizing with 29 field trials spread over Europe and Chile, in 2012 and 2013, with irrigated and rainfed treatments in each location. A detailed environmental characterisation was carried out and associated with precise measurement of phenology and grain yield and its component on a panel of 244 maize hybrids. The approach consisted in using the precise environmental characterisation to dissect the genotype-by-environment interaction. In the first place, we have classified the 29 experiments into six environmental scenarios that were previously defined using long climatic series over Europe. The genomic regions associated with grain yield displayed differents effects between sites, depending on the environmental scenarios. It is thereby possible to associate each allele to a European region in which it is likely to have positive effect. In a second time, by combining data coming from the field and the platform, we have estimated responses of grain yield to intercepted radiation during the vegetative period, and to temperature and water deficit at flowering. We have identified the genomic regions associated with the responses, making the studied genotypes tolerant or sensitive to the considered variable. This work opens new perspectives for plant breeding under climate change.