La leucémie myéloïde chronique (LMC) est un modèle d’évolution tumorale dans les cancers humains. Le processus d’évolution de la LMC de la phase chronique (PC) à la phase blastique (PB) est caractérisé par un arrêt de différenciation et l’acquisition de la capacité d’autorenouvellement incontrôlé d’une cellule souche ou d’un progéniteur hématopoïétique. La LMC en PB est associée à la présence d’anomalies génétiques additionnelles à la fusion BCR-ABL1 qui résulte de la translocation chromosomique t(9;22). Contrairement aux patients en PC, les patients en PB de la LMC n’obtiennent pas une réponse moléculaire complète à long terme avec 1’Imatinib mesylate, un inhibiteur de la tyrosine kinase (ITK) BCR-ABL1. De plus, les ITKs de deuxième et troisième générations sont moins efficaces en PB de la LMC lorsque les cellules leucémiques ont acquis une résistance au traitement indépendante des mutations de BCR-ABL1. Les mécanismes moléculaires des voies de signalisation impliquées dans la progression de la LMC en PB ne sont pas entièrement élucidés. Le but de notre travail est de caractériser de nouvelles anomalies génétiques dans la PB de la LMC. Nous avons identifié en cytogénétique, quatre nouvelles translocations chromosomiques : t(1;21)(p36;q22), t(7;17)(p15;q22), t(8;17)(q11;q22) et t(2;12)(q31;p13) dans les cellules leucémiques de patients en PB de la LMC résistants au traitement. En utilisant des techniques d'hybridation in situ en fluorescence, de RT-PCR et de séquençage, nous avons délimité les régions à investiguer au niveau des points de cassure et identifié un réarrangement de plusieurs gènes codant pour des facteurs de transcription importants lors de l’hématopoïèse tels que RUNX1, ETV6, PRDM16 et HOXA. L’altération de ces gènes pourrait expliquer l’arrêt de différenciation et/ou l’acquisition de la capacité d’autorenouvellement caractéristiques de la LMC en PB. Nous avons identifié les fusions RUNX1-PRDM16, MSI2-HOXA, MSI2-SOX17 et ETV6-HOXD11, respectivement associées aux translocations chromosomiques t(1;21), t(7;17), t(8;17) et t(2;12). Ces fusions génèrent différents transcrits alternatifs qui maintiennent et altèrent le cadre ouvert de lecture. L’analyse des séquences des transcrits chimériques identifiés dans ce projet, incluant RUNX1-PRDM16, MSI2-HOXA9, MSI2-HOXA10, MSI2-HOXA11 et ETV6-HOXD11, nous a permis de prédire les domaines fonctionnels potentiellement présents au niveau des protéines chimériques prédites. Les transcrits de fusion qui respectent le cadre ouvert de lecture peuvent générer des domaines fonctionnels des deux partenaires. C’est le cas des deux transcrits identifiés pour la fusion RUNX1-PRDM16 où le domaine de liaison à l’ADN RHD (Runt homology domain) de RUNX1 est fusionné avec la quasi-totalité des domaines de PRDM16. Les transcrits de fusion qui ne respectent pas le cadre ouvert de lecture donnent des formes tronquées des transcrits RUNX1, MSI2 et ETV6. La juxtaposition des régions promotrices de ces derniers en 5’ de leurs partenaires entraîne l’activation de la forme courte oncogénique de PRDM16 dans la t(1;21) ou de différents gènes HOXA/D dans les t(7;17) et t(2;12), ainsi que l’expression aberrante d’un nouveau transcrit alternatif de SOX17 dans la t(8;17). Notre étude nous a permis d’identifier de nouveaux gènes de fusion et/ou une activation de gènes qui pourraient coopérer avec la fusion BCR-ABL1 dans la progression de la LMC et être impliqués dans la résistance au traitement de la LMC en phase avancée. La caractérisation des événements génétiques associés à la transformation blastique de la LMC est essentielle pour l’investigation des voies moléculaires impliquées dans cette phase de la maladie. Investiguer la résistance au traitement de ces patients pourrait aussi contribuer à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques dans cette leucémie. / Chronic myeloid leukemia (CML) is a model of tumor evolution in human cancer. The evolution process of CML from the chronic phase (CP) to the blastic phase (BP) is characterized by a blockade of differentiation and acquisition of uncontrolled self-renewal capacity by hematopoietic stem or progenitor cells. CML-BP is associated with the presence of other genetic abnormalities in addition to the BCR-ABL1 fusion which results from chromosomal translocation t(9;22). Unlike patients in the CP, patients with CML-BP do not achieve a long-term complete molecular response to Imatinib mesylate, an inhibitor targeting the BCR-ABL1 tyrosine kinase (TK). Moreover, second and third generation TK inhibitors are less effective in CML-BP when leukemic cells have acquired a therapeutic resistance independent of BCR-ABL1 mutations. The molecular mechanisms of the signaling pathways responsible for CML progression from CP to BP are poorly understood. The aim of our project is to characterize novel genetic alterations in the BP of CML. We have identified by cytogenetics, four novel chromosomal translocations: t(1;21)(p36;q22), t(7;17)(p15;q22), t(8;17)(q11;q22) and t(2;12)(q31;p13) in leukemic cells of patients with CML-BP resistant to therapy. Using fluorescence in situ hybridization, RT-PCR and sequencing techniques, we have mapped chromosomal translocation breakpoints and identified rearranged genes encoding transcription factors which are key regulators of hematopoiesis, such as RUNX1, ETV6, PRDM16 and HOXA. The disruption of these genes could explain the differentiation blockade and/or uncontrolled self-renewal associated with the CML-BP. We identified RUNX1-PRDM16, MSI2-HOXA, MSI2-SOX17 and ETV6-HOXD11 fusions created by chromosomal translocations t(1;21), t(7;17), t(8;17) and t(2;12) respectively. These fusions generate different alternative transcripts that both maintain and alter the open reading frame. Sequence analysis of chimeric transcripts identified in this project, including RUNX1-PRDM16, MSI2-HOXA9, MSI2-HOXA10, MSI2-HOXA11 and ETV6-HOXD11, allowed us to predict potential functional domains present in putative chimeric proteins. In-frame fusion transcripts can generate functional domains from both fusion partners. For example, in two RUNX1-PRDM16 transcripts, the RUNX1 DNA binding domain RHD (Runt homology domain) is fused to the majority of PRDM16 domains. Out-of-frame fusion transcripts resulted in truncated forms of RUNX1, MSI2 and ETV6. The juxtaposition of promoter regions of these genes to the 5’ part of their partners resulted in the activation of the oncogenic short form of PRDM16 in the t(1;21) or of different HOXA/D genes in t(7;17) and t(2;12), and in the aberrant expression of a novel alternative SOX17 transcript in the t(8;17). Our study allowed us to identify novel fusion genes and/or activation of genes that potentially cooperate with BCR-ABL1 fusion in the progression of CML and contribute to treatment resistance of this disease. The characterization of genetic events related to the blastic transformation of CML is an important step in the investigation of molecular pathways involved in this stage of the disease. Understanding treatment resistance of these patients might help to identify new therapeutic targets in this leukemia.

Les objectifs de cette étude ont été de : (1) déterminer s’il existe une association entre la présence intra-utérine d'Escherichia coli dans la 1 ère semaine postpartum et le développement de la métrite postpartum, (2) déterminer s’il y a une association entre les gènes de virulence d'E. coli et la métrite postpartum, et (3) d'évaluer si les analyses bactériologiques (bactéries et gènes de virulence d'E. coli) pourraient prédire la métrite postpartum chez la vache laitière. Des écouvillons utérins ont été prélevés dans la première semaine postpartum sur 486 vaches de race Holstein et soumis au laboratoire pour détection de E. coli. Les gènes de virulence d'E. coli ont été identifiés par la technique d'hybridation des sondes radioactives. Un total de 252 vaches (52%) ont été positives à E. coli et 67 vaches positives à la métrite postpartum (13,7%). Les vaches positives à E. coli intra-utérin dès la première semaine postpartum avaient un risque 2,6 fois plus élevé de développer la métrite postpartum que les vaches sans E. coli. La plupart des E. coli possédaient un ou plusieurs gènes des E. coli d'origine extra-intestinale (ExPEC) dont fimH (89%), HlyE (87%) et iss (70%). Parmi les autres gènes ExPEC, on a retrouvé sitA (23%), fepC (20%) hra1 (20%) malX (14%) tsh (11%) et bien d'autres. Les gènes de virulence kpsMTII et hra1 ont été associés à la métrite postpartum avec un rapport de cote de 4,3 chacun. La présence d'E. coli dans l'utérus avait une valeur prédictive positive de 18% tandis que la présence des gènes kpsMTII et hra1 avait une valeur prédictive positive de 36% et 31% respectivement. La détection de certains gènes de virulence d'E. coli dans les prélèvements utérins pourrait renseigner sur le risque de développement de la métrite postpartum chez la vache laitière. Les études ultérieures pourraient tester encore plus de gènes et viser à développer des tests de dépistage simple, facilement et rapidement applicable à la ferme. / The objectives of this study were to (1) determine whether there is an association between the presence of intra-uterine Escherichia coli in the first week postpartum and the occurrence of postpartum metritis in the subsequent weeks, (2) determine whether there is an association between E. coli virulence genes and postpartum metritis, and (3) to assess whether the presence of these E. coli virulence genes could predict the occurrence of postpartum metritis in dairy cows. Uterine swabs were collected in the first week postpartum from 486 Holstein cows and submitted to the laboratory for detection of E. coli. Virulence genes of E. coli were identified using the radioactive probe hybridization method. A total of 252 cows (52%) were positive for intra-uterine E. coli and 67 cows (13.7%) were positive for postpartum metritis. Cows positive for intra-uterine E. coli in the first week postpartum had 2.6 times the odds of developing postpartum metritis compared to negative cows. Most intra-uterine E. coli possessed one or more ExPEC genes, among which FimH (89%), hlyE (87%), and iss (70%). Other ExPEC genes such as sitA (23%), fePC (20%) hra1 (20%) malX (14%) tsh (11%) and others were found with low prevalence. The presence of the virulence genes kpsMTII and hra1 was associated with 4.3 times each the odds of developing postpartum metritis compared to negative cows. The presence of E. coli in the uterus had a positive predictive value of 18%, while the presence of the genes kpsMTII and hra1 had a positive predictive value of 36% and 31% respectively. The detection of certain virulence genes of E. coli in uterine swabs could inform about the risk of developing postpartum metritis in dairy cattle. Further studies could test more virulence genes and aim at developing molecular tests that would be simple, quickly and easily applicable on farm.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Depuis quelques années, un des défis de la Recherche est de valoriser les co-produits agro-industriels. Une des voies permettant la valorisation de ces « déchets » est la fermentation en milieu solide.Le but de ce travail est de produire de l'acide itaconique par des souches d'Aspergilli (Aspergillus itaconicus et Aspergillus terreus) à partir de ressources renouvelables. Le substrat choisi dans cette étude est le son de blé, coproduit largement disponible en Champagne-Ardenne.L'acide itaconique a été classé dans le TOP 12 des molécules plateformes par le Department Of Energy Américain. Ces molécules plateformes peuvent être produites à partir de biomasse ligno-cellulosique et peuvent être utilisées à la place de molécules d'origine pétrochimique.Dans notre étude, nous n'avons pas mis en évidence de production d'acide itaconique par la souche Aspergillus terreus NRRL 1960 mais nous avons observé, pour la première fois, la production d'acide fumarique par fermentation en milieu solide. L'acide fumarique est tout aussi intéressant que l'acide itaconique puisqu'il fait également partie du TOP 12 des molécules plateformes. La production maximale obtenue est de 0,44 mg/g de matière sèche par fermentation en milieu solide sur son de blé humidifié à 70% et à pH 3, après 5 jours d'incubation à 30°C.De plus, nous avons montré qu'Aspergillus itaconicus NRRL 161 est capable de produire 6,77 mg d'acide itaconique/g de matière sèche par fermentation en milieu solide sur son de blé humidifié à 60% par une solution de saccharose à 400 g/L et à pH 3, après 4 jours d'incubation à 30°C.Dans une dernière partie, nous avons mis en évidence, chez Aspergillus itaconicus NRRL 161, la présence potentielle du gène codant pour la Cis-Aconitic acid Decarboxylase, enzyme clé dans la production d'acide itaconique. / Since a few years, one of research's challenges is to valorise agro-industrial by-products. One of the ways permitting the valorisation of these “wastes” is solid-state fermentation.The aim of this work is to produce itaconic acid with Aspergilli (Aspergillus itaconicus and Aspergillus terreus) strains from renewable resources. The chosen substrate in this study is wheat bran, by-product widely available in Champagne-Ardenne.Itaconic acid is classified among the TOP 12 of building blocks by the American Department Of Energy. Building blocks can be produced from ligno-cellulosic biomass and can be used instead of petrochemical-based molecules.In our study, we have not highlighted itaconic acid production by Aspergillus terreus NRRL 1960, but we have observed fumaric acid production by solid state fermentation. Fumaric acid is as interesting as itaconic acid since it also belongs to the TOP 12 of building blocks. Maximal production of fumaric acid is 0.44 mg/g dry matter by solid-state fermentation on wheat bran moistened at 70% and at pH 3, after 5 days of incubation at 30°C.Furthermore, we have shown that Aspergillus itaconicus NRRL 161 is able to produce 6.77 mg of itaconic acid/g dry matter by solid state fermentation on wheat bran moistened at 60% with sucrose solution at 400 g/L and at pH 3, after 4 days of incubation at 30°C.In a last part, we have highlighted, in Aspergillus itaconicus NRRL 161, the potential presence of the Cis-Aconitic acid Decarboxylase encoding gene, key enzyme in itaconic acid production.

Ce travail a porté sur l'identification et la caractérisation de nouveaux facteurs de l'hôte nécessaires au cycle infectieux des virus à ARN (genre Potyvirus) chez Arabidopsis thaliana, ces facteurs pouvant constituer des cibles pour la lutte génétique contre les phytovirus. L'exploration de la diversité génétique naturelle d'Arabidopsis a conduit à l'identification d'un gène récessif de résistance au Watermelon mosaic virus (WMV) chez l'accession Cvi-0. Il s'agit du gène rwm1 qui agit à un stade précoce de l'interaction en empêchant l'accumulation du virus au niveau des premières cellules infectées. Les résultats de clonage positionnel de rwm1, de séquençage d'allèles de résistance et de sensibilité et de validation fonctionnelle argumentent en faveur d'un rôle de la phosphoglycérate kinase chloroplastique (cPGK), une enzyme clé de la photosynthèse, dans la résistance conférée par rwm1. En parallèle, une stratégie gène candidat a été mise en œuvre pour étudier le rôle de la protéine kinase Target Of Rapamycin (TOR) dans l'interaction plante-potyvirus. La caractérisation de lignées RNAi pour le gène TOR d'Arabidopsis montre une diminution voire une suppression de l'accumulation du WMV, ainsi qu'une réduction de l'accumulation du Turnip mosaic virus. L'étude comparative de la composition des complexes de liaison à la coiffe entre une lignée sauvage et une lignée RNAi TOR en conditions saines et infectées par le WMV suggère un rôle de TOR dans l'interaction avec les potyvirus par le biais d'une régulation de l'activité du facteur d'initiation de la traduction eIF3. / This work describes the use of forward and reverse genetics in Arabidopsis thaliana to identify and characterize new host factors required for the infectious cycle of plant RNA viruses (genus Potyvirus). The exploration of the Arabidopsis natural genetic diversity led to the identification of the recessive rwm1 gene for resistance to Watermelon mosaic virus (WMV). Rwm1-mediated resistance was identified in the Cvi-0 accession where it acts at an early stage of the infection process by impairing virus accumulation in initially infected tissues. Map-based cloning results, allelic sequence analysis and functional validation experiments, strongly suggest the involvement of chloroplast phosphoglycerate kinase (cPGK), a key photosynthetic enzyme, in rwm1-mediated resistance. In parallel, a candidate gene approach was developed to investigate the potential role of the TOR kinase (Target Of Rapamycin) in the control of susceptibility to potyviruses. Arabidopsis RNAi lines displaying partial TOR inactivation showed a significant decrease of susceptibility to the infection by two potyviruses, namely WMV and Turnip mosaic virus. The results from a comparative proteomic analysis of cap-binding complexes between wild type and TOR RNAi infected and healthy lines suggest that TOR could play a role in plant-potyvirus interactions by regulating the activity of the translation initiation factor eIF3. Overall, this work opens a challenging research area to provide novel insights on the molecular principles underlying viral infection processes and opportunities to improve and optimize the way we tackle plant resistance to viruses through a diversification of genetic targets.

Les mutations du gène MEN1 prédisposent au syndrome des Néoplasies Endocriniennes Multiples de type 1 (NEM1), caractérisé par des tumeurs endocrines multiples. Les souris hétérozygotes pour Men1 développent des tumeurs similaires, ainsi que des cancers de la prostate et des glandes mammaires, avec une incidence faible. J’ai pu montrer que l’expression de la protéine menin, codée par ce gène, est totalement inactivée dans les carcinomes prostatiques développés chez ces souris et est associée à une dérégulation de l’expression du récepteur aux androgènes et une inactivation de l’inhibiteur des CDK p27, un gène cible connu de menin. Des souris WapCre-Men1 F/F, où le gène Men1 est invalidé dans les cellules mammaires, développent des néoplasies intraépithéliales mammaires (MIN) avec une forte incidence à partir de 9 mois. Une fuite d’expression du transgène WapCre dans l’hypophyse entraîne en plus le développement de prolactinomes chez ces souris, les conduisant à une mort prématurée. Par diverses analyses, j’ai pu déterminer que l’augmentation de l’incidence de ces lésions ne pouvait pas être seulement expliquée par l’influence des prolactinomes. De manière intéressante, j’ai pu mettre en évidence une nette diminution du marquage membranaire de beta-caténine, un partenaire connu de menin, ainsi que de E-cadhérine dans les lésions MIN, suggérant une altération de la cohésion cellulaire en absence de menin. L’ensemble des données obtenues pendant ma thèse indiquent un rôle potentiel de l’invalidation du gène Men1 dans le développement de carcinomes prostatiques et de néoplasies mammaires chez la souris / Mutations of the MEN1 gene predispose to multiple endocrine neoplasia type 1 (MEN1) syndrome, characterized by the occurrence of multiple endocrine tumours. Heterozygous Men1 mutant mice not only recapitulate MEN1 pathology, but also display prostatic and mammary carcinomas with a low incidence. I showed that the expression of menin, coded by the Men1 gene, was completely inactivated in the prostatic carcinomas developed in these mice. Deregulated expression of androgen receptor and the inactivation of p27 CDK inhibitor, a menin target gene, were also found in these lesions. In addition, my data demonstrated that mammary-specific disruption of the Men1 gene in mice led to high incidence of mammary intraepithelial neoplasia (MIN) from 9 months of age in the mutant mice. An unexpected leakage activity of the WapCre transgene in pituitary resulted in the development of prolactinomas and premature death in the mutant mice. Several analyses provided evidence showing that the increased incidence of MIN lesions could not be simply explained by the influence of prolactinomas. Interestingly, we observed a strong reduction of beta-catenin, a known menin partner, and E-cadherin membrane expression in these lesions, suggesting an alteration of cellular adhesion in the absence of menin. On the whole, these data indicate a potential implication of Men1 disruption in the development of prostate carcinomas and mammary intraepithelial neoplasia in mice

Notre travail s’est intéressé à l’albinisme oculocutané en étudiant ses aspects clinico- moléculaires. Malgré l’analyse approfondie des gènes connus d’albinisme oculocutané, 15 % des patients restent sans mutation identifiée indiquant que les mutations sont situées dans des régions géniques non analysées par les techniques classiques de diagnostic moléculaire, ou qu’il existe d’autres gènes d’albinisme oculocutané. Nous avons établi une base de données clinico- biologiques décrivant les caractéristiques de plus de 400 patients analysés. Des outils de diagnostic moléculaire ont été développés à la recherche de mutations situées dans les introns et les régions régulatrices et de réarrangements géniques. Différentes stratégies ont également été utilisées pour rechercher des gènes candidats. La puce à façon a permis l’identification de grands réarrangements dans les gènes TYR, OCA2 et SLC45A2 et un réarrangement complexe du gène OCA2 chez 2 patients non apparentés. L'analyse de gènes candidats nous a permis d'identifier, chez 5 patients non apparentés présentant un albinisme oculocutané non syndromique, des mutations dans le gène SLC24A5, très récemment associé à l’AOC6. Le séquençage d’exome de 6 patients a mis en évidence des gènes candidats pour lesquels des analyses complémentaires sont poursuivies afin de confirmer leur implication dans la pathogenèse de l’AOC.Les résultats de ce travail permettent de redéfinir les aspects cliniques et moléculaires de l’AOC, d’identifier de nouveaux mécanismes moléculaires à l’origine de l’AOC ainsi que des gènes candidats dont la fonction dans le développement pigmentaire reste à élucider. L’identification de nouveaux gènes impliqués dans l’AOC pourrait permettre de mieux comprendre et de mieux prendre en charge les patients avec un AOC. / Our work focused on oculocutaneous albinism (OCA) by studying its clinical and molecular aspects. Despite a thorough analysis of the known genes involved in oculocutaneous albinism, 15% of patients remain without diagnostic at the molecular level indicating that mutations are located in unexplored regions and are undetected by standard techniques or that other genes are involved in albinism. We established a clinicomolecular database describing more than 400 patients and developped molecular tools in order to improve molecular diagnostic including a custom high resolution array-CGH dedicated to the four OCA genes (TYR, OCA2, TYRP1 and SLC45A2). We also used different strategies to identify new genes. Array-CGH allows us to detect large deletion in TYR, OCA2 and SLC45A2 and a complexe rearrangement in OCA2 in 2 unrelated patients. We identified, in 5 patients presenting with a non syndromic OCA, mutations in SLC24A5, recently associated with OCA6. Exome sequencing of 6 different patients allows us to identify candidate genes, for which further studies are required to confirm their involvement in OCA pathogenesis. The results of this work allowed us to delineate clinical and genetics aspects of more than 400 OCA patients and to identify new molecular mechanisms leading to OCA and candidates genes for which exact nature of their functions has to be understood. Giving the complexity of pigmentary system development and its regulation, identification of new genes leading to OCA could help to better understand OCA and take care of patients

Hevea brasiliensis est cultivé pour le caoutchouc naturel contenu dans le latex. Une exploitation intensive combinée aux stress environnementaux affectent la production de latex. L'encoche sèche ou Tapping Panel Dryness (TPD) est déclenché par un désordre physiologique complexe au sein des laticifères. Il est responsable d'une perte annuelle de production de 10 à 40% en fonction de l'âge de la plantation et des clones d'hévéa utilisés Le stress oxydatif, point de départ de la maladie, affecte l'écoulement, par la coagulation in situ des particules du caoutchouc. Chez les plantes, la réponse adaptative aux stress abiotiques dépend de la finesse de la régulation de l'expression des gènes. Ce contrôle se fait au niveau transcriptionnel mais également au niveau post-transcriptionnel. Les micro-ARNs jouent un rôle crucial en menant les ARN messagers cibles à la dégradation ou au blocage de leur traduction L'objectif de cette thèse est de comprendre et d'identifier la régulation du stress oxydatif en étudiant l'implication des micro-ARNs en réponse aux stress abiotiques et suite à l'apparition du TPD chez l'hévéa. L'isolement et le séquençage à haut débit de petits-ARNs ont permis l'identification de micro-ARNs d'hévéa. Dans un premier temps, une banque de petits ARNs a été effectuée à partir de vitroplants soumis ou non à des stress abiotiques, à laquelle s'est ajoutée dans un second temps deux banques fabriquées à partir de latex d'arbres en exploitation atteints ou non par le TPD. L'analyse de la population de petits ARNs montre une diminution de la taille des séquences en réponse à la maladie, la majorité des séquences de petits ARNs de latex étant de 21 nucléotides chez les arbres malades et 24 nucléotides chez les arbres sains. En combinant le pipeline LeARN et les données transcriptomiques, soixante huit familles de micro-ARNs conservés entre les espèces et quinze nouvelles familles de micro-ARNs ont été identifiées chez l'hévéa. Les gènes codant pour la voie de biogenèse des micro-ARNs sont présents dans le latex, suggérant leur production dans ce compartiment cellulaire particulier. L'identification des séquences de trente précurseurs de micro-ARNs ont permis d'étudier l'expression des gènes MIR en réponse aux stress abiotiques et en réponse au TPD. Les gènes MIR étudiés sont différentiellement exprimés chez des hévéas immatures en réponse au stress abiotiques et aux traitements par l'éthylène et le méthyl-jasmonate. L'abondance relative de transcrits des gènes MIR est fortement réduite par le TPD dès 5% de longueur d'encoche sèche à l'exception d'un gène.Les cibles potentielles des 83 familles de micro-ARNs ont été prédites. Ces micro-ARNs sont impliqués dans les voies de détoxication des espèces activées de l'oxygène, dans les voies de biosynthèse du caoutchouc naturel, dans les voies de biosynthèse et de signalisation de l'éthylène et du jasmonate. Trois cibles ont été validées expérimentalement dont la CuZnSOD chloroplastique, enzyme importante du système antioxydant. / Hevea brasiliensis is cultivated for natural rubber produced in latex cells. Intensive harvesting systems combined with environmental cues affect latex production. The Tapping Panel Dryness (TPD), a complex physiological disorder, causes a loss of production of 10-40%. Oxidative stress, starting point of the disease, affect latex flow because of in situ coagulation of rubber particles. In plants, the adaptation to abiotic stress relies on the fine tuning of the gene expression at the transcriptional and post-transcriptional levels. MicroRNAs play a crucial roles leading to mRNAs degradation or repression of their translation.The aim of this thesis is to understand and identify the regulation of the oxidative stress by studying the involvement of microRNAs in the regulation of abiotic stress and TPD occurrence in Hevea. Isolation and high-throughput sequencing of small RNAs allowed identifying Hevea microRNAs. Firstly, a small RNA library was constructed from in vitro plantlets subjected or not to abiotic stress, and secondly, two others small RNA libraries were constructed with latex from healthy and TPD-affected trees. Analyses of the small RNA population showed a decrease in the size of the reads in response to TPD, the majority of the small RNAs from latex being 21 nucleotides in TPD-affected trees and 24 nucleotides in healthy trees. Combining the LeARN pipeline and transcriptomic data, sixty eight microRNAs families conserved between plant species and fifteen new families were identified in Hevea. Genes involved in microRNA biogenesis are present in latex suggesting their production in this particular cellular compartment. Identification of thirty precursors of microRNAs allowed the expression analyses of the corresponding MIR genes in response to abiotic stress and upon TPD occurrence. MIR genes are differentially expressed in young plants in response to abiotic stress and in response to ethylene and methyl jasmonate treatments. Moreover, relative transcript abundance of MIR genes is strongly repressed upon TPD occurrence a soon as 5% of dry cut length except for one MIR gene.Putative targets were predicted for the 83 families. MicroRNAs are involved in ROS detoxification, natural rubber biosynthesis, ethylene and jasmonate biosynthesis and signalling pathways. Three targets were experimentally validated including the chloroplastic isoform of CuZnSOD, which is an important enzyme of the ROS-scavenging system.

Datura innoxia Mill., une plante de la famille des Solanacées synthétisant des métabolites secondaires, dont les alcaloïdes tropaniques, a été utilisée comme modèle pour cette étude portant sur les cultures en hydroponie. Nous avons déterminé et hiérarchisé les paramètres environnementaux (biotiques et abiotiques) permettant d’améliorer croissance et production de métabolites. La réponse de la plante dépend de l’approvisionnement en oxygène de la solution nutritive, de la température perçue tant niveau des parties aériennes qu’au niveau racinaire. Une augmentation de l’intensité d’éclairage n’améliore pas la teneur en alcaloïdes de la plante mais l’utilisation de lumière orange engendre un changement des paramètres de croissance et des teneurs en molécules recherchées. Nous avons également montré que la présence de microflore dans le milieu de culture provoque une dégradation des molécules d’intérêt et altère leur accumulation dans la plante. Par contre, A. rhizogenes a un effet favorable sur la croissance de la biomasse et la biosynthèse d’alcaloïdes tropaniques dans la plante. L’état transgénique des racines, issues de co-culture hydroponique de Datura innoxia avec A. rhizogenes TR7, a été estimé par une vérification précoce et confirmé par des analyses moléculaires. Nous avons pu mettre en évidence les modifications du phénotype racinaire et les mécanismes d'interaction plante-microorganisme. L’inoculation des agrobactéries peut donner lieu à des transferts naturels de gènes induisant ainsi l’obtention d’un pool racinaire chimérique regroupant des racines normales et des racines transformées. Ces travaux ont ouvert de nouvelles perspectives en vue de déterminer la capacité de production de métabolites secondaires par des plantes en culture hors sol, de manière à obtenir une biomasse riche en molécules recherchées / Datura innoxia Mill. a plant species belonging to Solanaceous family, produces hyoscyamine and scopolamine as two main tropane alkaloids. It has been studied in the present work for the development of hydroponic based secondary metabolites bioproduction. More specifically, biotic and abiotic environmental factors have been analysed in order to improve growth and alkaloid accumulation in plant tissues. Oxygen concentration in the nutrient solution is proved to be important for both biomass and compound production in temporary immersion culture conditions occur as one optimum. Temperature has also a major effect, directly and most probably through oxygen solubility and root needs. We showed that artificial light may positively complete natural one but the kind of spectrum must be chosen carefully. From this point of view, orange light from High Pressure Natrium Vapour light showed better results than classical white light. Nitrogen (NO3-15mM) and pH (5 to 6) management may lead to culture optimization. We also show that well chosen wild Agrobacterium rhizogenes strains may be added to the hydroponic nutrient solution in order to improve growth and alkaloid bioproduction. This result is due to the multi occurrence of genetic transformation events. Our results lead to a first classification for impacts of biotic and abiotic factors. It opens new window for plant milking technology industrial development