Les objectifs de ce travail visent à appréhender l'histoire évolutive et biogéographique du palmier dattier (Phoenix dactylifera L.), espèce d'une importance capitale pour les populations humaines des régions chaudes et arides d'Afrique du Nord et du Moyen-Orient, au moyen d'analyses génétiques et morphométriques. En effet, les origines de la domestication du dattier demeurent peu connues malgré les données archéologiques qui semblent attester de sa culture à partir de la fin du 4ème millénaire avant notre ère. L'analyse phylogénétique du genre Phoenix réalisée à partir de séquences chloroplastiques a permis d'identifier les parents proches du dattier. Des populations de dattiers sauvages sont reconnues pour la première fois grâce à des analyses de diversité et de structuration génétiques. De manière congruente, l'analyse morphométrique de contours de la graines s'appuyant sur la méthode des transformées elliptiques de Fourier met en évidence une nette différenciation entre les individus sauvages et cultivés. La caractérisation des changements de traits morphologiques de la graine liés à la domestication est exploitée pour définir le statut sauvage ou domestiqué de matériel mis au jour dans différents sites archéologiques du Pakistan et d'Egypte. En outre, l'étude génétique de dattiers d'origine diverses semble démontrer qu'au moins deux évènements de domestication ont eu lieu : l'un en Afrique et l'autre au Moyen-Orient. Finalement, les études génétiques et morphométriques, menées séparément ou conjointement selon le type et l'ancienneté du matériel analysé, permettent pour la première fois de discuter des origines, de l'histoire biogéographique et de la dynamique de l'agrobiodiversité du palmier dattier, dans le temps et dans l'espace. / The objectives of this work are to understand the evolutionary history and biogeography of the date palm (Phoenix dactylifera L.), a species of importance to human populations in hot, arid regions of North Africa and the Middle East using genetic and morphometric analyzes. Indeed, the origins of the domestication of the date palm remain poorly understood despite the archaeological data that seem to attest its culture from the late 4th millennium BCE.Phylogenetic analysis of the genus Phoenix made ​​from chloroplast sequences identified close relatives of the date palm. Populations of wild date palms are recognized for the first time through analyses of genetic diversity and structure. Congruently, morphometric analysis of the seed outline based on the method of elliptic Fourier transform highlights a clear differentiation between wild and cultivated individuals. Characterization of changes in seed morphological traits related to domestication is used to define the status of wild or domesticated material excavated from various archaeological sites in Pakistan and Egypt. In addition, the date palm genetic study of various origins seems to indicate that at least two domestication events took place: one in Africa and one in the Middle East. Finally, genetic and morphometric studies, conducted separately or together depending on the type and age of the material analyzed, allow for the first time to discuss the origins, history and biogeographic dynamics of date palm agrobiodiversity, in time and space.

Le palmier dattier (Phoenix dactylifera L.) a une grande importance écologique et socio-économique dans les zones arides et semi-arides du globe. Cette espèce présente une grande diversité (plus de 2.000 variétés identifiées) qui est menacée par la production à grande échelle de variétés élites. Il est nécessaire de développer des techniques permettant de conserver cette diversité et de gérer la production des variétés élites multipliées in vitro. La cryoconservation (azote liquide, -196°C) est la seule technique disponible à l’heure actuelle permettant la conservation à long terme, à coûts réduits et en sécurité de cette diversité. Dans ce travail, nous avons comparé l’efficacité de deux techniques de cryoconservation, la vitrification en goutte (DV) et la D cryo-plate (DP), pour la cryoconservation de masses proembryogènes (PEM) de deux variétés de palmier dattier, Sokary et Sultany. Avec la DV, la survie des PEM cryoconservées est nulle sans prétraitement au saccharose (3 jours avec 0,5M) et sans traitement avec la solution de vitrification PVS2. Après 15 à 120 min de traitement avec PVS2, la survie est comprise entre 90,9-98,6% et 85,6-88,0%, respectivement pour Sokary et Sultany. Avec un prétraitement au saccharose, 21,1% des PEM de la variété Sokary survivent à la cryoconservation sans traitement avec PVS2. Avec la DP, un effet positif du prétraitement au saccharose est observé sur la survie des PEM cryoconservés. Pour Sokary, la survie la plus importante (de 92,0 à 95,8%) après congélation est obtenue pour des durées de dessiccation comprises entre 60 et 120 min. La survie après cryoconservation est comprise entre 67,0 et 74,6% après des durées de 90 à 120 min de dessiccation pour Sultany. Avec les deux techniques expérimentées, l'intensité de croissance des PEM cryoconservées est supérieure chez Sokary par rapport à Sultany. L’étude histologique réalisée montre qu’en l’absence de prétraitement, c'est le traitement de loading qui induit la plasmolyse des cellules la plus importante, d'environ 26, 40 et 50%, respectivement pour les cellules méristématiques, les cellules embryogènes de la population I (PopI) et de la population II (PopII) par rapport à leur état initial. Le prétraitement au saccharose induit une plasmolyse d'environ 50% uniquement chez les cellules de PopII. Le traitement de loading et de vitrification n'entraîne pas de plasmolyse supplémentaire. Aucune plasmolyse n'est observée chez les cellules méristématiques et les cellules de PopI. En revanche, les mesures de la surface de l'ensemble des cellules montrent chez les cellules méristématiques une diminution significative de surface après le prétraitement au saccharose, mais aucune différence significative après le traitement de loading et de vitrification. Chez les cellules embryogènes de PopI, une diminution supplémentaire de la surface est observée après le traitement de vitrification. L’étude de la circularité des noyaux montre une déformation permanente des noyaux des cellules non prétraitées des trois types cellulaires, alors que seuls les noyaux des cellules de PopII présentent cet aspect chez les PEM prétraitées. Enfin, l'étude du degré de méthylation des PEM par immunolocalisation conclut à l'absence de différences significatives entre les PEM témoins non traitées et les autres conditions expérimentales. Cependant, les tissus différenciés présentent un pourcentage de noyaux méthylés plus important par rapport aux cellules embryogènes et aucun marquage n'est noté chez les cellules méristématiques. Nos résultats ont permis de préciser l’effet de la cryoconservation sur l’intégrité structurale et la physiologie des PEM de palmier dattier. Ils contribuent également à la sauvegarde de la biodiversité du palmier dattier. / The date palm (Phoenix dactylifera. L) has a great ecological and socioeconomic importance in arid and semi-arid areas of the globe. This species displays a great diversity, with over 2,000 identified varieties, which is threatened by the large scale production of elite varieties. It is necessary to develop techniques allowing to conserve this biodiversity and to manage the production of in vitro propagated elite varieties. Cryopreservation (liquid nitrogen [LN], -196°C) is currently the only technique available ensuring the safe and cost-effective long-term conservation of this diversity. In this work, we compared the efficiency of two cryopreservation techniques, droplet-vitrification (DV) and D cryo-plate (DP), for the cryopreservation of proembryonic masses (PEMs) of two varieties of date palm, Sokary and Sultany. With DV, recovery of cryopreserved PEMs was nil without sucrose pretreatment (3 days, 0.5 M) and without treatment with PVS2 vitrification solution. After 15 to 120 min of PVS2 treatment, recovery was between 90.9-98.6% and 85.6-88.0% for Sokary and Sultany, respectively. Sucrose pretreatment led to 21.1% recovery of cryopreserved PEMs of variety Sokary without PVS2 treatment. Regrowth intensity of PEMs cryopreserved was generally lower in the Sultany variety compared to the Sokary variety. With DP, a positive effect of sucrose pretreatment on recovery of cryopreserved PEMs was observed. For Sokary, the highest recovery of PEMs (92.0 to 95.8%) after LN exposure was achieved for desiccation periods between 60 and 120 min. Recovery of cryopreserved PEMs of variety Sultany was between 67.0 and 74.6% after desiccation periods between 90-120 min. With DP, the regrowth intensity of cryopreserved PEMs was higher for variety Sokary compared to Sultany. The histological study performed showed that in absence of pretreatment, it was the loading treatment which induced the highest cell plasmolysis, with values of 26, 40 and 50% for meristematic, embryogenic PopI and PopII cells, respectively, compared to their initial state. Sucrose pretreatment induced a 50% plasmolysis only in PopII cells. The loading and vitrification treatments did not cause any additional plasmolysis. No plasmolysis was observed in meristematic or PopI cells. By contrast, the measurement of the surface of all cells revealed a significant decrease in the surface of meristematic cells after pretreatment, but no significant difference after the loading or vitrification treatments. In embryogenic PopI cells, an additional decrease in the cell surface was observed after the PVS2 treatment. The study of nuclei circularity showed a permanent deformation of nuclei of non-pretreated cells of the three cell types. In pretreated PEMs, only the nuclei of PopII cells displayed deformation. Finally, the study of the methylation degree in PEMs by immunolocalization revealed the absence of significant differences between the untreated controls and other experimental conditions. However, the differentiated tissues exhibited a higher percentage of methylated nuclei compared to embryogenic cells, while no stained nuclei were observed in meristematic cells. Our results allowed clarifying the effect of cryopreservation on the structural integrity and on the physiology of date palm PEMs. They also contribute to safeguarding of date palm biodiversity.

Le Sahel est une zone aride aujourd’hui menacée par les changements climatiques qui entrainent une grande vulnérabilité sociale et environnementale. L’agriculture des pays sahéliens doit faire face à cette évolution pour assurer la sécurité alimentaire de leurs populations croissantes. L’utilisation d’espèces végétales de grande plasticité phénologique comme le palmier dattier (Phoenix dactylifera L.,), fait partie des réponses face à des conditions pédoclimatiques difficiles auxquelles peu de plantes sont adaptées. L’objectif de cette thèse est d’améliorer nos connaissances sur les pratiques culturales, les savoirs locaux autour du palmier dattier et la diversité génétique et morphologique de cette espèce afin de promouvoir le développement durable de l’agriculture oasienne au Sahel. Ainsi, nous avons conduit une enquête socio-économique auprès de 30 producteurs de palmier dattier dans 14 villages du Sud-Est du Niger. Parallèlement à cette enquête nous avons collecté 113 échantillons de jeunes folioles, prélevées sur 31 mâles et 82 femelles de palmier dattier dans 19 cuvettes oasiennes. Notre étude a permis d’identifier 19 variétés-populations de palmier dattier distinguées sur la base de la couleur du fruit. Le palmier dattier présente une particularité de double floraison associée à deux saisons de productions de dattes dans le Sahel. La période février-juillet est la plus productive mais l’arrivée précoce des pluies limite la qualité des fruits. L’évaluation des connaissances locales associées à la phœniciculture a permis d’établir que même si les pratiques culturales sont moins développées que dans le Nord du pays ou dans le Maghreb, les profits dégagés par la culture des dattes contribuent considérablement à la survie des ménages. Par ailleurs, l’analyse génétique des palmiers dattiers du Sud-est du Niger a montré qu’ils constituent un groupe original avec une grande diversité génétique. De plus, cette ressource appartient au pool génétique occidental et est l’une des moins introgressée par des contributions génétiques orientales. L'analyse génétique globale révèle un nouveau groupe au Sud-est Niger différent de celui d'Afrique du Nord et soulève la question de son origine. Enfin, nous avons mis en évidence l’existence de traits architecturaux discriminant les palmiers dattiers du Sahel. Nous avons ainsi élaboré un modèle architectural permettant le calcul de l’interception lumineuse et des espacements nécessaires pour une bonne cohabitation des palmiers et des cultures sous-jacentes afin d’optimiser la production agricole. Notre étude a montré que la culture du palmier dattier constitue un élément clé pour l’amélioration des conditions de vie des populations, la lutte contre la malnutrition et l’équilibre agro-écologique dans le Sahel. Elle constitue un préalable indispensable à la conservation, la valorisation et l’amélioration du patrimoine phoenicicole. Enfin, le modèle architectural fonctionnel permettra de mettre à disposition un outil opérationnel pour la gestion durable des cultures du palmier dattier au Sahel. / The Sahel is an arid area threatened by climate change that causes great social and environmental vulnerability. Agriculture in Sahel is facing this change to ensure food security for growing populations. The use of plant species with phenological plasticity such as the date palm (Phoenix dactylifera L.), is one of the responses to hard soil and climate conditions to which few plants are adapted. The objective of this thesis is to improve our knowledge on cultural practices, local knowledge around the date palm and genetic and morphological diversity of this species in order to promote sustainable development of oasis agriculture in the Sahel. Thus, we conducted a socioeconomic survey of 30 date palm farmers in 14 villages in Southeastern Niger. Alongside this survey, we collected 113 samples of young leaflets taken from 31 males and 82 females in 19 date palm oasis basins. Our study identified 19 date palm population varieties distinguished on the basis of the fruit color. Date palm has a special double flowering associated with two fruit production seasons in the Sahel. The February-July period is the most productive but early rains limit fruit quality. The evaluation of local knowledge associated with date palm has shown that even if cultural practices are less developed than in the North of the country or in the Maghreb, the profits from the date cultivation significantly contribute to household survival. Furthermore, genetic analysis of date palms in Southeast of Niger has shown that they are a unique group with high genetic diversity. In addition, this germplasm belongs to the Western gene pool and is one of the least introgressed by oriental genetic contributions. The overall genetic analysis revealed a new group in Southern Niger different from that of North Africa and raises the question of its origin. Finally, we have demonstrated the existence of discriminating architectural features in Sahelian date palms. We have developed an architectural model for the calculation of the light interception and spaces necessary for good cohabitation between date palms and crops to optimize agricultural production. Our study showed that the date palm cultivation plays a key role in improving living conditions of the population, fight against hunger and agro-ecological balance in the Sahel. It is a prerequisite to the preservation, valorization and improvement of date palm genetic resources. Finally, the functional architectural model will enable to provide an operational tool for the sustainable management of date palm cultivation in the Sahel.

Magister Scientiae (Medical Bioscience) - MSc(MBS) / There is increasing concern worldwide by researchers with regards to the assessing of safety and therapeutic consumption of the plants used in traditional medicine. Date palm pollen (DPP) and flax seed have been used traditionally to improve fertility in Libya. DPP extracts have shown several reproductive beneficial effects. In vivo, studies have revealed the ability of DPP to increase sperm concentrations, ameliorate the testicular toxicity induced by cadmium and lead, raise testosterone, as well as LH and FSH hormone levels. Flax seed phytochemical analysis showed lots of valuable components such as lignans and α linolenic acid to which were attributed its positive health effects like antitumor, antioxidant and protective effects against coronary heart diseases. Moreover, flax lignans have both estrogenic and antiestrogenic potential. This study was aimed at testing the effects of Libyan DPP and flax seed on the Sertoli (TM4) cell line and human breast adenocarcinoma (MCF - 7) cell line. Different concentrations (0.01, 0.1, 1, 10, 100 and 1000 μg/ml) of ethanolic extracts of DPP and flax seed, respectively, were used to assess the morphology of TM4 and MCF - 7 cells after 24 and 72 hours exposure. Mitochondrial dehydrogenase activity as a marker of cell viability was measured by MTT assay after 24 and 72 hours exposure. Apoptotic effects were assessed by flow cytometeric APO percentage assay. TM4 cell production of Inhibin - B hormone and GGT enzyme activity under the effects of DPP or flax seed was determined by use of ELISA kits. Transepithelial electrical resistance (TEER) assay were used to detect the effect of DPP or flax seed on TM4 cell monolayer integrity. Finally the plants potential phytoestrogenic activity was determined by use of E - SCREEN assay in MCF – 7 breast cancer cells. Higher concentrations of DPP significantly increased the activity of mitochondrial dehydrogenase enzyme of TM4 cells after 24 hours associated with increasing cell number as detected in a microphotograph. Flax seed concentrations less than 100 μg/ml reduced TM4 cell viability but there were no morphological changes visible after 24 hours. MCF - 7 cells viability was reduced after 24 and 72 hours treatment with DPP and flax seed. DPP concentrations beyond 1 μg/ml significantly raised the TEER of TM4 monolayer over 72 hours while flax seed treatments caused a significant increase only after 72 hours of exposure. TM4 cells GGT activity increased significantly after exposure to higher concentrations of DPP and all flax seed concentrations. Significant stimulatory effects of all the concentrations of DPP or flax seed on TM4 inhibin - B hormone productions have been detected. Apoptotic studies showed no significant changes. E - SCREEN assay resulted in significant reduction in MCF - 7 proliferation rate under the effect of low concentrations of DPP or flax seed. Higher concentrations of the plant extracts, however, stated to increase MCF – 7 cell proliferation, this exerts weak estrogenic activities. In conclusion, the main finding of this study is that DPP and flax seed showed stimulatory effects on TM4 cells proliferation. The resistivity of TM4 cells monolayer which reflect the integrity of blood – testis barrier (BTB) was also significantly increased as well as inhibin - B production and GGT enzyme activity. In addition DPP and flax seed respectively showed inhibitory effects on MCF - 7 cells viability. This study indicated that DPP or flax seed may enhance spermatogenesis through their stimulatory action on Sertoli cells. Moreover, both plants could reduce breast cancer cells viability. However, further investigations are required to elucidate the exact mechanisms behind these obtained findings.

Le palmier dattier (Phoenix dactylifera L.) est une espèce fruitière dioïque tropicale qui revêt une importance capitale sur le plan alimentaire, socio-économique et écologique pour les régions arides du globe. Malgré l'intérêt de disposer d'un outil moléculaire pour discriminer les plante s mâles et femelles pour les programmes d'amélioration génétique, aucun marqueur spécifique du sexe n'a été identifié et validé à ce jour. Afin de pouvoir étudier et comprendre le déterminisme sexuel du palmier dattier, nous avons entrepris la description et la caractérisation des processus cellulaires et moléculaires associés à la différenciation des organes sexuels. L'étude histologique du développement reproducteur a montré que le bourgeon floral est d'apparence bisexuelle jusqu'à l'initiation des primordia de l'androcée et du gynécée. Le premier dimorphisme sexuel observé à ce stade correspondant à un gynécée plus large dans les fleurs femelles résulterait d'une activité mitotique plus importante dans les cellules du gynécée fertile par rapport à son équivalent non fonctionnel. Les organes sexuels stériles, staminodes et pistillodes, cessent ensuite leur développement et présentent une différentiation incomplète. Des études d'hybridation in situ de l'expression du gène codant l'histone H4, marqueur de l'activité mitotique, ont montré que le blocage du développement des staminodes et des pistillodes serait dû à un arrêt des divisions cellulaires. Nos investigations de l'intégrité cellulaire par des observations en microscopie électronique à transmission et par coloration de l'ADN confirmeraient que l'avortement des organes stériles ne résulte pas d'un processus de dégradation cellulaire et nucléaire. De plus, l'étude de la méthylation de l'ADN par immunodétection des cytosines méthylées révèle que, par rapport aux organes fertiles, les pistillodes et les staminodes se distinguent par leur niveau plus élevé de méthylation. Ces résultats sont en cohérence avec la réversibilité du blocage de ces organes observés in planta ou in vitro en réponse à une induction hormonale. L'ensemble de ces données montrent que l'unisexualisation des fleurs de palmier dattier est associée à une hyperméthylation globale de l'ADN suivi d'un arrêt des divisions cellulaires dans les organes sexuels stériles. Cette étude a permis d'améliorer nos connaissances sur les mécanismes qui gouvernent la différenciation des organes sexuels et permettra d'ouvrir des perspectives pour l'identification de marqueurs moléculaires du sexe chez le palmier dattier. / The date palm (Phoenix dactylifera L.) is a dioecious tropical fruit crop plant which has vital dietary, socio-economic and ecological importance in arid regions of the world. Despite the interest of developing molecular tools to discriminate male and female plants for the benefit of biodiversity preservation and genetic improvement programs, no sex-specific markers have been identified and validated to date. To study and understand the sex determination of date palm, we undertook to characterise the cellular and molecular processes underlying sex organ differentiation in this plant.A histological study of date palm reproductive development showed that the immature flower is bisexual in appearance until the initiation of the androecium and gynoecium. The first sign of sexual dimorphism is observed at this stage, namely a wider gynoecium in female flowers resulting from greater mitotic activity in the functional gynoecium of female flowers compared to the pistillode of male ones. The sterile sex organs (pistillode and staminodes) were observed to cease their development by progressive loss of cell proliferation and ultimately displayed incomplete differentiation.Cell division patterns and the nuclear integrity of reproductive organs were investigated respectively by RNA in situ hybridization to a histone H4 gene probe and by DNA coloration combined with scanning electron microscopy. The results obtained revealed an absence of cell cycle activity and nuclear degradation in the residual sex organs. In addition, a study of DNA methylation, by immunodetection of methylated cytosines revealed that compared to the fertile reproductive organs, staminodes and pistillodes displayed relatively high levels of global DNA methylation. These results are consistent with the observed reversibility of sterile organ developmental arrest observed in planta or in vitro in response to hormonal induction. Overall, these data demonstrate that the floral unisexuality of date palm is characterized by cell cycle arrest, higher DNA methylation in sterile sexual organs and an absence of cell degeneration rather than a cell death process. This study has improved our understanding of the mechanisms that govern the differentiation of sex organs and forms a useful starting point for research on the identification of molecular markers of sex determination in date palm.Kewords: Date palm - flower - sex determination - cell cycle - DNA methylation

Philosophiae Doctor - PhD / In different parts of the world, medicinal plants have demonstrated a lot of health benefits to mankind and remains an important source for the discovery of new bio-active compounds. Libya is a typical example of a country where medicinal plants are widely used. Plant extracts of five Libyan medicinal plants were used in this study to investigate their in vivo effects on spermatogenesis and steroidogenesis in male rats and on ovulation and fertility in female rats. The In vitro effects of these plant extracts were also investigated on TM3 Leydig cells and MCF 7 breast cancer cells. A phyto-chemical analysis of the five Libyan medicinal plants (flaxseed, black seeds, radish seed, date palm pollen and nutmeg) was done. The results showed that date palm pollen had a higher antioxidant activity than all of the above mentioned plants. In addition to this, Nigella sativa was observed to possess high flavonol content as well as high antioxidant activity. Male rats exposed to flaxseed, radish seeds and date palm pollen showed no significant alterations in body weight gain, whereas date palm pollen (240 mg/kg, p < 0.05) promoted an increase in body gain. This study also revealed a significant increase in the relative testicular weight of animals exposed to either flaxseed (300mg/kg) or date palm pollen (120mg/kg). In addition, the relative weights of the seminal vesicles of all treated groups showed significant increased values. The level of serum testosterone showed a significant increase after exposure to radish seed (80mg/kg) and a significant dose- dependent increase for date palm pollen when compared to control (P< 0.05). In contrast, flaxseed caused a dose-dependent significant (p <0.01) decrease in testosterone level at radish seed (300mg/Kg). All plant extracts caused a significant increase in sperm concentration. Sperm vitality significantly (p < 0.05) increased by radish seed (80mg/kg), flaxseed (300mg/kg) and date palm pollen (120, 240mg/kg) respectively. Total progressive motility improved significantly at flaxseed (300 mg/kg) (p < 0.001) as well as date palm pollen (p < 0.01). Histological examination of the cross sections of the testis showed clear presence of all stages of spermatogenesis in all the treated groups. Rat epididymides showed normal morphological appearance and their lumen were filled with spermatozoa. The diameter of seminiferous tubules in male rats exposed to date palm pollen (120 and 240 mg/kg) was significantly higher (p < 0.001). The heights of the germ cell epithelia within the eminiferous tubules were also significantly increased in all treated groups. Liver and renal functions tests showed a significant decrease in Alanine transaminase (ALT) and creatinine in all treated groups (p < 0.05), and this demonstrates the lack of cytotoxic effects of date palm pollen, radish seed and flaxseed on the rats. However, these plant extracts produced a non-significant (p > 0.05) increase in Aspartate transaminase (AST) levels. Besides this, superoxide dismutase activity (SOD) in testis was increased significantly by radish seed (160 mg/kg), flaxseed (200 mg/kg) and date palm pollen (120 mg/kg). There was also improved catalase activity in testis of male rats exposed to radish seed and date palm pollen. Regarding male sexual behavior, the time to reach the female and the mount frequency decreased significantly in male rats exposed to flaxseed (300 mg/kg) and date palm pollen (120 and 240 mg/kg; p > 0.05) thus, these plant extracts exhibit aphrodisiac properties. In addition, exposure of male rats to date palm pollen (120 mg/kg) produced a significant (p < 0.01) increase in the number of embryos in untreated female rats. In the female rats, the body weight gain was not affected (p > 0.05). However, the relative uterus weights exposed to nutmeg (200 mg/kg) and date palm pollen (120 and 240 mg/kg) were significantly decreased (p < 0.05). In addition, the relative weights of ovaries after treatment with nutmeg (400 mg/kg) and black seed (400 mg/kg) showed significantly increased values (p < 0.01). Serum FSH was significantly increased (p > 0.05 or 0.01) when the female rats have been exposed to black seed (200 mg/kg), nutmeg (200 mg/kg) or date palm pollen (120 mg/kg). The LH level significantly (p < 0.01) decreased following exposure to black seed (200 mg/kg), date palm pollen (120 mg/kg). On the other hand, serum LH concentration was significantly increased in female rats exposed nutmeg (400 mg/kg; p > 0.05). The creatinine activity in female rat serum in all treated groups was significantly decreased (p < 0.05). Whereas the higher dose of date palm pollen (240 mg/kg) caused only a non-significant decrease. ALT activity in serum of female rat exposed to either black seed (400 mg/kg) or date palm pollen (120 and 240 mg/kg) was shown to decrease significantly (p < 0.05). Histology of the reproductive organs, kidney and liver in the female rats showed no obvious alterations in any of the treated groups. In addition, the number of embryos in female rats significantly increased (p < 0.01; p < 0.001) following exposure of female rats to black seeds 400 and date palm pollen 240 mg/kg, respectively. Incubation of TM3 Leydig cells with radish seeds for 24, 48 or 72 hours caused a significant (p < 0.01) decrease in mitochondrial dehydrogenase activity. Besides that, date palm pollen and flaxseed increased the mitochondrial dehydrogenases activity of TM3 Leydig cells. In addition, higher concentration of date palm pollen, nutmeg and black seed were cytotoxic to MCF7 breast cells. In testis slices testosterone secretion in vitro was significantly increased by flaxseed (500 μg/ml; p > 0·05) and date palm pollen (500 μg/ml; p > 0·01). MCf-7 cells treated with BS 10-50 μg/ml black seed and nutmeg 10-50μg/ml significantly increased cell proliferation. However, the treatment with date palm pollen produced only a weak estrogenic effect, which resulted in a concentration dependent significant increase as observed between 50-1000 μg/ml date palm pollen. In conclusion, in this study, we observed that date palm pollen, radish seed and flaxseed increased libido as well as steroidogenesis and spermatogenesis, improved hepato and nephron-protective effects. In female rats, the plant extracts NM, BS and date palm pollen potentiated the production of gonadotropic hormones. In addition to this, at lower concentrations these medicinal plants promoted cell growth, whereas at higher concentrations they inhibited cell proliferation of MCF- 7 breast cancer cells. The anti-oxidant effects of these plant extracts have been implicated for the above mention effects.

Ces dernières années, l’insécurité alimentaire et la pauvreté de la population djiboutienne en particulier rurale ne cessent d’accroitre à cause de la croissance démographique et l’élévation des prix des denrées alimentaires mondiales. De ce fait, le gouvernement djiboutien s’est orienté vers le développement de l’agriculture durable par le biais de la phoeniciculture. Cette dernière s’adapte bien aux conditions pédoclimatiques difficiles de la République de Djibouti. Des introductions massives de palmier dattier ont eu lieu pour restaurer les anciennes palmeraies traditionnelles (polycultures et en étage) et la création ou l’extension des nouvelles palmeraies, orientées vers la monoculture. Cependant, le pays connait des contraintes importantes dans le domaine phytosanitaire : l’absence d’infrastructure, l’insuffisance de savoir-faire et l’inexistence d’études sur les ravageurs de cette culture. Dans un but ultime de protéger et d’augmenter les rendements phoenicicoles djiboutiens, ce présent travail évalue la susceptibilité des palmeraies aux insectes ravageurs et aux ennemis naturels. Pour atteindre cet objectif, une comparaison de l’entomofaune des deux modèles de palmeraies, traditionnelle et nouvelle, a été réalisée à l’aide de pièges composés placés sous la couronne du palmier dattier. L’expérience a été menée du 20 juin au 2 septembre 2018, dans six vergers repartis sur trois sites. Les prélèvements dans ces palmeraies ont montré l’existence d’une diversité d’insectes d’une part, et d’autre, ils ont révélé la présence et l’abondance de ravageurs spécialistes dans les palmeraies monoculturales. Il est ajouté que les ennemis naturels ont été observés en abondance dans les palmeraies traditionnelles mais leur diversité spécifique n’a pas démontré de patron. Enfin, cette étude contribue à la connaissance de la diversité des insectes et l’existence des ravageurs dans les palmeraies djiboutiennes. Ces ravageurs peuvent avoir des impacts sur le rendement suivant le modèle d’habitat de palmeraie, d’où l’intérêt d’élaborer de moyens de lutte adéquats. / In recent years, food insecurity and poverty, especially among the rural populations of Djibouti, have been increasing due to population growth and rising world food prices. As a result, the government of Djibouti seeks to develop sustainable agriculture through date farming. The cultivation of date palms adapts well to the difficult pedoclimatic conditions of the Republic of Djibouti. Massive introductions of date palm have taken place in recent years to restore the older traditional palm groves (polycultures) and to create and/or extend new palm groves oriented towards monoculture. However, the country faces major phytosanitary challenges: poor infrastructure, insufficient knowledge, a lack of research on the pests of this crop. With the ultimate aim of protecting and increasing Djibouti's date yields, this present work seeks to assess the susceptibility of palm groves to insect pests. To achieve this objective, a comparison of the insect fauna of the two types of palm groves was carried out using composite traps placed within the crown of the date palm. The experiment was carried out from 20 June to 2 September 2018, in six orchards on three sites. The samples documented the existence and diversity of insects in these palm groves, as well as the presence and abundance of specialist date palm pests in monocultural palm groves. Natural enemies were also particularly abundant in the traditional palm groves, but species-level diversity did not show any correlations with the type of palm grove. This study contributes to the knowledge of insect diversity and potential pest species in the palm groves of Djibouti. These pests can have an important impact on date yields depending on the type of palm grove and this study thus underlines the need to develop adequate means of pest control.

Le palmier-dattier constitue une des rares cultures à vocation alimentaire adaptées aux conditions climatiques extrêmes (sécheresse, salinité), telles que rencontrées à Djibouti. Dans un contexte de ressources en eau fortement limitées, la connaissance des modalités de l’alimentation hydrique du palmier dattier est essentielle. L’objectif de ce travail de recherche est d’acquérir cette connaissance, dans le contexte pédoclimatique de Djibouti, par la réalisation d’un suivi in situ du fonctionnement hydrique du système sol-palmier, à l’échelle d’un individu, et la quantification du puits racinaire du palmier-dattier. Un palmier-dattier, pleinement développé, a été instrumenté à l’échelle de la cuvette d’irrigation, à l’aide de plusieurs tubes d’accès de sonde à neutrons, pour le suivi de la teneur en eau volumique du sol, et de plusieurs tensiomètres, répartis de 10 à 160 cm de profondeur. Trois expériences d’infiltration/redistribution a été réalisées successivement, la première sans altérer le fonctionnement du système sol-palmier, la seconde après avoir coupé le palmier, tout en permettant l’évaporation de la surface du sol, la dernière après avoir couvert la surface du sol afin d’empêcher l’évaporation. Les résultats mettent en évidence une forte hétérogénéité des propriétés hydriques du sol, avec une stratification liée au contexte sédimentaire littoral. L’impact du puits racinaire sur la dynamique hydrique du sol est observé jusqu’à 80 cm de profondeur. Pour la période fraîche, les besoins en eau du palmier dattier sont estimés à 130 L par jour, avec une fréquence d’irrigation d’une fois toutes les 2 semaines. Pour la première fois, le coefficient cultural du palmier dattier (kc = 1,39) a été établi dans les conditions climatiques de Djibouti. Les résultats obtenus contribueront à une meilleure gestion de l’irrigation et à une meilleure maîtrise du risque de salinisation du sol dans le contexte pédoclimatique de la République de Djibouti. / Date palm is one of the few food crops adapted to the extreme weather conditions (drought, salinity), such as encountered in Djibouti. In the context of highly limited water resources, knowledge of the date palm water requirements is essential. The objective of this research was to determine the date palm water requirements, in the Djibouti pedoclimatic context, using in situ monitoring of water transport in the soil-plantatmosphere system, at the scale of a single date palm tree, and to quantify the date palm root water uptake. A fully developed date palm tree was instrumented at the irrigation basin scale, using several access tubes for neutron probe for monitoring the soil volumetric water content, and several tensiometers, installed from 10 to 160 cm depth. Three infiltration/redistribution experiments have been performed successively, the first without alteration of the soil-plant system, the second after cutting off a date palm tree while allowing the surface evaporation, the last with covering the soil surface to avoid evaporation. The results show large heterogeneity in soil hydraulic properties, with stratification linked to the coastline sedimentary context. The root water uptake is observed up to 80 cm depth. The date palm water requirements in the fresh period are estimated at 130 liters per day with a frequency of irrigation of one time every two weeks. For the first time, the date palm cultural coefficient has been established in the Djibouti climatic conditions (kc = 1.39). The obtained results will contribute to better management of irrigation and to improve the control of soil salinization in the pedoclimatic context of the Republic of Djibouti.

La compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans la détermination du sexe chez les plantes à fleurs est primordiale d’un point de vue fondamental et appliqué. Des processus liés à la biosynthèse des hormones, tel que l’éthylène, ou la régulation de l’expression génique via des petits ARN et des facteurs de transcription ont été associés à l’unisexualisation des fleurs chez des espèces dioïques. Cependant, les déterminants contrôlant le sexe chez les plantes sont encore largement méconnus. Le palmier dattier, Phoenix dactylifera L, est une espèce dioïque dont le dimorphisme sexuel est observé très tôt au cours du développement des fleurs. Des gènes différentiellement exprimés (DEGs) ont été identifiés pendant les stades précoces du développement floral mâle et femelle. Pour cela, un transcriptome de référence rassemblant des données d’expression relatives aux deux sexes a été généré. L’analyse d'enrichissement GO des DEGs, a révélé des processus biologiques communs aux mâles et aux femelles, associés au développement reproducteur et à la réponse aux stimuli. Ce résultat indique que des mêmes processus peuvent solliciter des gènes différents au cours du développement floral précoce en fonction du sexe. Cette analyse a également mis en évidence que le développement des fleurs mâles requiert des processus biologiques spécifiques impliqués dans la régulation cellulaire et l'expression des gènes. En outre, deux DEGs femelles, une S-adenosylmethionine synthase et une Flap endonuclease et un DEG mâle, un élément transposable, ont été identifiés dans les régions non-recombinantes du génome du palmier dattier.Cette étude est la première analyse globale des processus biologiques associés à l’acquisition du dimorphisme sexuel. Elle contribue également à la compréhension de la détermination du sexe chez le palmier dattier, et plus largement à la connaissance de ces processus chez les espèces dioïques. / Unraveling molecular mechanisms involved in sex determination in flowering plants is of outstanding basic and applied interest. Several studies on dioecious species have highlighted the molecular basis of sex determination, such as cell death and ethylene biosynthesis pathway. Sex determination mechanisms in plants are, however, still largely unknown. The date palm, Phoenix dactylifera L, is a dioecious species where sexual dimorphism is observed very early in development of flowers. Differentially expressed genes (DEGs) were identified during the early stages of the male and female flower development. A reference transcriptome including male and female data was constructed to gain insight into this process in the dioecious palm Phoenix dactylifera L. Differentially expressed genes (DEG) were subsequently identified between males and females in the early flower development stages in which the first morphological gender difference occurs in date palms.Gene ontology enrichment analysis of DEG revealed biological processes shared between males and females involved in reproductive development and response to stimulus, indicating that same processes could require different genes during early flower development in date palm. This analysis also suggested that date palm triggers biological processes specifically involved in cellular regulation and gene expression to develop male flowers. Furthermore, two female DEGs related to DNA methylation S-adenosylmethionine synthase and DNA metabolism Flap endonuclease, and one male DEGs, a transposable element were found in non-recombinant date palm regions. This study provided the first insight into biological processes involved in sex determination in date palms and more widely to knowledge of this process in dioecious species.

Le traitement de boues de station d'épuration (Boues activées de Marrakech) en mélange avec déchets verts (Palmier dattier) selon deux mélanges dont les proportions : A (1/3 Boues + 2/3 Déchets de palmier) et B (1/2 Boues + 1/2 Déchets de palmier), a été effectué par la filière du compostage, pendant six mois. Au cours du co-compostage, l’intense activité microbienne s’est traduite par une augmentation de température (autour 65 C°) au cours des premières semaines (phase thermophile) et un taux de décomposition final de l’ordre de 40%. Après six mois de co-compostage, le compost final est caractérisé par un rapport C/N voisin de 10, un rapport de NH4+/NO3- < 1, un pH autour de la neutralité signe de maturité des composts. L’analyse FTIR a montré une diminution de l'absorbance des bandes aliphatiques et l'augmentation de la structure de bandes d'absorbance aromatiques reflètent l'état d'avancement du processus d'humification. Le taux d’abattement des lipides totaux est de l’ordre de 43%. Les esters méthyliques d’acide gras (FAMEs) des Gram-positif (i,C15 :0) ont augmenté durant la phase thermophile. Les FAMEs d’origine non spécifique (C6 :0, C14 :0) ont connu une intense diminution, les FAMEs de bactéries non spécifiques représentent une grande teneur durant la phase thermophile. L’indice CPI a augmenté à la fin du co-compostage indiquant l’enrichissement du compost en FAMEs d’origine végétale. Les principaux composés ligneux identifiés, au cours du co-compostage, par Py-GC-MS, sont classés en deux groupes. Le premier est constitué de 7 composés dont la teneur diminue au cours du co-compostage, parmi lesquels : Toluène, 2,4-diméthylbenzène, éthylbenzène, Styrène, 1-éthyl-2-méthylbenzène, 4-méthylphénol et 2-méthylnaphthalène. Le deuxième groupe est constitué de 4 composés qui augmentent au cours du co-compostage : phénol, benzofuran, éthylméthoxyphénol et diméthoxyphénol. Les principaux stéroïdes identifiés sont les C27-C29 sterènes, stanols, 5β-cholesta-3-one, cholesta-3,5-diène et 2 thiostéranes. A l’exception des thiosteranes et quelques composés de C27-C29 cholestenes la concentration relative des stéroides diminue au cours du processus suit à leur attaque microbien. L’abattement total de la teneur des stéroïdes est corrélé positivement avec les indicateurs de maturité du compost (C/N et NH4+/NO3-) ce qui ouvre la voie à une éventuelle utilisation des stéroïdes comme indicateur de dépollution et de maturité de compost. 12 isolats d’actinomycètes ayant une activité antimicrobienne vis-à-vis d’un large spectre des germes pathogènes ont été isolés sur le milieu sélectif CTEA. Le degré d’hygiénisation est confirmé par la diminution de la concentration des coliformes fécaux et totaux, et l’abattement des œufs d’helminthes identifiés (Ascaris sp., Capillaria sp., et Trichuris sp.) vers la fin du co-compostage. La phytotoxicité, déterminée par l’effet des extraits hydrosolubles à différents stades de co-compostage sur la germination et la croissance des radicules (Navet, Cresson, Laitue, Luzerne), a diminué et l’indice de germination dépasse 100%, après six mois de co-compostage. La génotoxicité du chrome hexavalent (Cr(VI)) du substrat de co-compostage est corrélée positivement avec la fréquence des micronoyaux (MN). Après six mois de co-compostage le taux des MN diminue avec un taux d’abattement de 70,4% et 77,2% avec l’abattement de la concentration du Cr(VI) avec 58 et 58,6% respectivement pour le mélange A et B. Ceci ouvrira la voie d’utilisation de cet indice comme un indice de maturité des composts. La diminution de la phytotoxicité et la génotoxicté au cours du co-compostage confirme l’état de stabilisation et de la maturité des co-composts, ce qui pemettra l’épandage de ces composts en tant qu’amendement organique des sols sans risque de contamination du système sol-plante. / The co-composting of activated sludge and lignocellulose waste (palm tree waste) was monitored to study the behaviour of two mixtures, referred to as A (1/3 sludge + 2/3 palm waste) and B (1/2 sludge + 1/2 waste palm) for 6 months. The biotransformation was evaluated by physicochemical and spectroscopic analyses. The thermophilic phase is characterized by a rise in temperature, which peaked at 65°C. This is the result of intense microbial activities. The final composts exhibited a higher degree of decomposition than the controls as shown by a decomposition rate of about 40%, decrease of C/N ratio to around 10 and NH4 +/NO3 - ratio below 1. The decrease of aliphatic absorbance bands and the increase of aromatic absorbance bands follow the progress of the humification process. Total extractable lipid was decreased by 43%. The fatty acid methyl esters (FAMEs) from Gram-positive bacteria (i, C15: 0) increased during the thermophilic phase. FAMEs from non-spécific origin (C6 :0, C14 :0) exhibited a decrease toward the end of co-compostin, linear FAMEs from non-specific bacteria underwent a decrease during co-composting. The CPI index thus increased at the end of the composting process, indicating that the final product was proportionally richer in fatty acids of plant origin. Two lignin groups were distinguished by Py-GC-MS. Group 1 contained toluene, 2,4-dimethylbenzene, ethylbenzene, styrene, 1-ethyl-2-methylbenzene, 4-methylphenol and 2-methylnaphthalene; their relative proportions decreased during co-composting. A second group of 4 components showed concentrations that increased with co-composting time: phenol, benzofuran, ethylmethoxyphenol and dimethoxyphenol. The main steroids identified were C27-C29 sterenes and stanols, 5β-cholesta-3-one, cholesta-3,5-diene and 2 thiosteranes. Except for thiosteranes and some of the C27-C29 cholestenes, the relative concentrations decreased during co-composting due to microbial degradation. The changes in steroids during co-composting, was positively correlated with the physico-chemical parameters of mature compost, especially C/N and NH4 +/NO3 - ratios, opening the way for the use of steroids as indicators of pollution and compost maturity. On the selective CTEA medium, 12 active strains of isolated actinobacteria presented a suppressive action against various pathogens. This may justify that a biotic factor is also an important factor contributing to making co-composting substrates hygienic. The degree hygiene reached is confirmed by the reduction in the faecal and total coliforms, and by the abatement of identified helminth eggs (Ascaris sp., Capillaria sp., and Trichuris sp.) towards the end of the process. The phytotoxicity determined by the effect of aqueous extract, at various stages of the co-composting, performed by monitoring the number of germinated seeds and the rootlets growth of turnip, watercress, alfalfa, and lettuce was decreased, and the growth of radicals that have a germination index that exceeds 100% after six months of co-composting. Hexavalent chromium (Cr(VI)) genotoxicity showed a positive correlation with micronucleus (MN) frequency. After six months of co-composting, the MN rate decreased significantly by 70.4 and 77.2% with decreasing Cr(VI) concentration with 58 and 58.6%, for mixtures A and B respectively. That indicates their suitability for use as a maturity index. During co-composting the abatement rate of phytotoxicity and genotoxicity confirme the maturation and stabilization degree of co-composting end products which encourages their recycling in agriculture as a fertilizer for the soil without any contamination of the soil-plant system.