La glycobiologie structurale est la branche de la biologie qui étudie la structure et les interactions de glucides, molécules jouant des rôles d'extrême importance dans tous les organismes. Dans la première partie de la thèse, nous nous sommes intéressés à la structure 3D de deux glycoconjugués, la tricolorine A et un O-glycanne de la protéine de Tamm-Horsfall, en utilisant les méthodes de cristallographie et de modélisation moléculaire. Le sujet développé dans la deuxième partie est centré sur l'interaction de glucides avec leurs récepteurs protéiques, les lectines. Les lectines sont une importante classe de protéines avec la capacité de “lire” l'information biologique qui est codifiée dans la structure 3D des sucres. La cristallographie macromoléculaire en combinaison avec des techniques de biophysique, telles que la microcalorimétrie de titration, ont été utilisées pour élucider les bases structurales et thermodynamiques de la reconnaissance lectine-sucre. Deux lectines, produites par les bactéries pathogènes opportunistes Pseudomonas aeruginosa et Chromobacterium violaceum et ayant un rôle dans l'infectivité, ont été étudiées. La structure tridimensionnelle de la lectine de Psathyrella velutina, le premier membre d'un nouvelle famille des lectines de champignon a également été résolue.

Los peces carnívoros presentan baja capacidad para utilizar carbohidratos provenientes de la dieta y controlar los niveles de glucosa en sangre. En comparación con los mamíferos, estos animales tras la ingesta de glucosa o de dietas con alto contenido en carbohidratos, muestran una hiperglucemia mas prolongada. La alanina aminotransferasa (ALT) constituye un nexo de interacción entre el metabolismo de aminoácidos y el de carbohidratos al catalizar la reacción de la transaminación reversible entre L-alanina y 2-oxoglutarato para formar piruvato y L-glutamato. Estudios previos de nuestro grupo indicaron la presencia de tres isoformas ALT en dorada (Sparus aurata): las isoenzimas citosólicas cALT1 y cALT2 y una isoforma mitocondrial, mALT. En hígado de dorada, la expresión de cALT2 incrementa en situación de gluconeogénesis mientras que cALT1 predomina durante el período postprandial para la utilización de los nutrientes de la dieta. El objetivo general del presente estudio es comprender a nivel molecular los efectos metabólicos derivados de la inhibición de ALT en peces para ayudar a establecer nuevas aplicaciones biotecnológicas orientadas a mejorar la utilización de los nutrientes de la dieta. Así, en acuicultura, identificar los efectos metabólicos asociados a la modulación de la actividad ALT constituye un punto de interés para conocer si es posible efectuar una sustitución parcial de las proteínas de la dieta por carbohidratos u otros nutrientes, a fin de reducir el coste de la producción en acuicultura y disminuir la eutrofización de las aguas del entorno. Nuestros estudios muestran que la inyección intraperitoneal de doradas con nanopartículas del complejo pCpG-siRNA-quitosán resultó adecuada para promover la expresión de un siRNA para bloquear la expresión de cALT1 en hígado de Sparus aurata. La inyección intraperitoneal de nanopartículas de pCpGsi1sh1-quitosán promovió la silenciación de cALT1 a nivel de mRNA y actividad enzimática en hígado de dorada. Por otra parte, hemos analizado la inhibición postranscripcional de la actividad ALT in vivo e in vitro con el compuesto aminooxiacetato (AOA) y analizado los cambios promovidos en metabolitos y enzimas clave en el metabolismo intermediario de carbohidratos y proteínas en hígado de Sparus aurata, tras la ingesta del AOA con dietas de diferente composición. In vitro, el AOA ejerce una inhibición dependiente de dosis sobre la actividad ALT hepática citosólica y mitocondrial. In vivo, el AOA se comportó como inhibidor de la actividad ALT citosólica hepática, pero no de la mitocondrial. Una exposición a largo plazo a AOA promovió un aumento de la actividad piruvato quinasa en el hígado de dorada, independientemente de la composición de la dieta suministrada a los peces. Los estudios de 1H-RMN mostraron que la inclusión de AOA en la dieta promueve una disminución en los niveles hepáticos de alanina, glutamato y glucógeno. Adicionalmente, los análisis de 2H-RMN indicaron una tasa de renovación más alta de alanina en el hígado de los peces alimentados con una dieta con un contenido alto en carbohidratos y bajo en proteínas y que el AOA disminuye el enriquecimiento de alanina en 2H independientemente de la composición de la dieta. Los estudios derivados de esta tesis indican que la inhibición dependiente de AOA de la actividad de la ALT citosólica podría contribuir a aumentar el uso de nutrientes por carbohidratos de la dieta de Sparus aurata. / Carnivorous fish have low ability to utilize dietary carbohydrates and controlling blood glucose levels. Compared with mammals, these animals after ingestion of glucose or diets high in carbohydrates show a more prolonged hyperglycemia. Alanine aminotransferase (ALT) links carbohydrate and amino acid metabolism through catalysing the reversible transamination between L-alanine and 2-oxoglutarate to form pyruvate and L-glutamate. Previous studies from our group indicated the presence of three isoforms ALT bream (Sparus aurata): cALT1 cytosolic isoenzymes and cALT2 and a mitochondrial isoform, mALT. In the liver os Sparus aurata cALT2 expression increases gluconeogenesis situation prevails while cALT1 during the postprandial period for the utilization of dietary nutrients. The overall objective of this study is to understand at a molecular level the resulting metabolic effects from the inhibition of ALT in fish to help establish new biotechnological applications aimed to improve the use of dietary nutrients. Thus in aquaculture, identifying metabolic effects associated with ALT activity modulation is a point of interest to know if it is possible to perform a partial replacement of dietary proteins by carbohydrate or other nutrients, to reduce the cost of Aquaculture production and reduce eutrophication of the environment. Our studies show that intraperitoneal injection of a chitosan-pCpG-siRNA nanoparticles complex to Gilthead seabream proved to be suitable for the expression of a siRNA to silence the expression of liver cALT1 in Sparus aurata. Intraperitoneal injection of pCpGsi1sh1-chitosan nanoparticles complex promoted cALT1 silencing at the mRNA level and a decrease of liver enzyme activity of Gilthead seabream. In the present study amino-oxyacetate (AOA) was used to evaluate its effect on liver ALT activity of the carnivorous fish Sparus aurata. Moreover, the derived metabolic effects on metabolites and other key enzymes of glycolysis, gluconeogenesis and the pentose phosphate pathway were also studied. A dose-effect-dependent inhibition of AOA on hepatic cytosolic and mitochondrial ALT activity was observed in vitro. In vivo, AOA behaved as an inhibitor of hepatic cytosolic ALT activity. A long-term exposure to AOA increased pyruvate kinase activity in the liver irrespective of the composition of the diet supplied to fish. 1H NMR studies showed that inclusion of AOA to the diet decreased the hepatic levels of alanine, glutamate and glycogen. Moreover, 2H NMR analysis indicated a higher renewal rate for alanine in the liver of fish fed with a high-carbohydrate/low-protein diet, while AOA decreased alanine 2H-enrichment irrespective of the diet. The present study indicates that AOA-dependent inhibition of the cytosolic ALT activity could help to increase the use of dietary carbohydrate nutrients by the Sparus aurata fish.

Dans un sens large, le statut azoté de l'arbre impacte largement sa physiologie au printemps. Cependant la plupart des recherches conduites sur la remobilisation du carbone et de l'azote en cette période ont négligé l'hypothèse d'un rôle significatif de l'absorption d'azote avant le débourrement, en particulier, celui agissant en interaction avec l'utilisation des réserves carbonées et azotées et qui interviendrait dans la qualité de la croissance des jeunes pousses. Cette recherche a été entreprise avec une approche expérimentale et a été conduite avec de jeunes peupliers hybrides (Populus tremula × Populus alba, clone INRA 717-1B4). Ils ont été utilisés en nombre limité, mais présentaient, par construction initiale, des architectures différentes. Trois séries d'expériences ont ainsi été conduites en trois ans : tout d'abord avec le scion d'un an, puis une petite souche de deux ans et enfin, en associant les deux types de structure, une petite souche portant des réitérations équivalentes au scion d'un an. Les essais ont été conduits en environnement contrôlé et ont fait appel à trois régimes de fertilisation azotée appliquée en solution nutritive recyclée et pendant la transition " repos végétatif et reprise de croissance foliaire " : une fertilisation sans aucun apport en azote (i), un apport d'azote strictement limité à la période amont au débourrement (ii), un apport permanent en azote (iii). Les résultats montrent que le peuplier peut absorber de l'azote avant le débourrement et que son absorption produit des effets significatifs. Elle conduit en particulier à une forte poussée racinaire qui permet d'augmenter la teneur en eau des tissus caulinaires. Selon les essais, l'effet de l'absorption d'azote avant débourrement et sur le débourrement lui-même dépend de la structure de la plante, de la structure des bourgeons et de la température de conservation hivernale pour le traitement de la dormance. D'autre part, l'application d'azote avant débourrement améliore significativement la croissance des nouvelles pousses en augmentant, avec un temps de croissance identique dans les essais, la surface foliaire et la matière sèche. L'absorption d'azote pendant la transition de croissance maintient en partie la teneur en azote des tissus des plantes et en améliore même la teneur dans les jeunes racines et les jeunes pousses. Elle influence aussi l'utilisation des réserves carbonées. Les résultats de cette étude montrent que l'azote appliqué au printemps et avant débourrement joue un rôle significatif sur la physiologie du jeune arbre et sa reprise de croissance au printemps.

La colonisation bactérienne du gros intestin chez le poulain a été très peu étudiée. Pourtant, elle pourrait jouer un rôle capital dans la composition et l’activité de la communauté bactérienne chez l’animal devenu adulte. L’objectif de ce travail a été de mieux décrire la mise en place de la communauté bactérienne et de son activité de dégradation des glucides pariétaux dans les fèces du poulain de la naissance au post-sevrage. La supplémentation maternelle en produits fermentés FAP® (Original Process, France) a été testée comme facteur de variation. Nos travaux confirment que la colonisation bactérienne dans les fèces du poulain est un processus séquentiel qui débute très rapidement après la naissance et s’achève autour d’un mois d’âge. Les bactéries maternelles contenues dans le lait pourraient jouer un rôle majeur dans l’origine des bactéries qui s’implantent chez le poulain au cours des cinq premiers jours de vie. La fonction de dégradation des glucides pariétaux se met en place à partir de la deuxième semaine de vie et est établie à deux mois d’âge. Le sevrage pratiqué à six mois n’a pas d’impact majeur sur la communauté bactérienne et son activité dans les fèces du poulain. Enfin, la supplémentation maternelle a stimulé la mise en place précoce des bactéries anaérobies totales et utilisatrices de lactate et le démarrage des activités fermentaires dans les fèces du poulain. Cependant, aucun effet n’a été rapporté au-delà de cinq jours de vie. Comme la supplémentation en produits fermentés n’a pas modifié la composition et la structure des communautés bactériennes des fèces et du lait de jument, les effets observés chez le poulain pourraient, en partie, s’expliquer par une modification du lait sur le plan qualitatif et/ou quantitatif. Une meilleure connaissance des mécanismes impliqués dans le transfert de bactéries maternelles au poulain est un préalable afin d’envisager de nouvelles pistes de recherche pour optimiser la colonisation bactérienne chez le poulain par la modulation de la microflore maternelle. / In foals, few studies have been conducted on the hindgut bacterial establishment, despite this could play a major role in the composition and activity of the bacterial community in the adult animal. This work aimed at better describing the establishment of the bacterial community and its cell-walls degradation capacity in the foal feces from birth to post-weaning. Maternal supplementation with fermented products FAP® (Original Process, France) was tested as a variation factor. Our results confirm that bacterial establishment in the foal feces is a sequential process that starts very early after birth and ends at around one month of age. Bacteria in the mare milk could play a main role in the origin of the bacteria settling in the foal during the five first days of life. Cell-walls degradation activity starts from the second week of life and is established at two months of age. The weaning at six months had no major impact on the bacterial community and its activity in the foal feces. Finally, the maternal supplementation stimulated the early establishment of total anaerobes and lactate utilizers and the fermentative activity start in the foal feces. However no effect was reported after five days of life. As the maternal supplementation with fermented products did not change the bacterial community composition and structure in mare feces and milk, the change we observed in the foal could partly be explained by a change in the quality or quantity of milk. A better knowledge of the mecanisms implicated in the bacterial transfer from the mare to its foal is necessary before investigating new research area for optimising bacterial establishment in the foal by modulating the maternal microflora.

À cause du renforcement des réglementations et de l'évolution de l'opinion publique, les tensioactifs issus de la biomasse sont de plus en plus étudiés. À l'heure actuelle, la diversité structurelle de ces composés reste faible et est bien loin de concurrencer les produits issus des ressources fossiles. Pour enrichir les structures disponibles, nous nous sommes intéressés aux composés furaniques, comme le 2,5-diformylfurane (DFF), synthétisés à partir des sucres. Dans cette optique, nous avons tout d'abord généralisé et optimisé une méthode de synthèse originale du DFF. Ce procédé permet de s'affranchir de l'usage des métaux de transition ou des liquides ioniques. Le système utilisé pour convertir des substrats complexes, comme les amidons, repose sur l'action combinée d'acide borique, de bromure de sodium et d'acide formique dans le diméthylsulfoxyde (DMSO). L'acide borique joue un rôle majeur dans ce système puisqu'il est impliqué dans les étapes de déconstruction de la biomasse, d'isomérisation des unités glucose en fructose et dans la formation du HMF. Le bromure de sodium dans le DMSO permet l'oxydation sélective en DFF alors que l'acide formique accélère cette étape. Dans ces conditions, nous avons été capables de produire du DFF à une échelle de plusieurs dizaines de grammes avec des rendements de l'ordre de 20 %. Après l'optimisation de la synthèse, nous avons également étudié le mécanisme d'oxydation impliqué dans cette transformation. La seconde partie de l'étude a été la transformation du DFF en composés tensioactifs. Au terme d'une synthèse de cinq étapes, nous avons obtenu des produits zwitterioniques originaux avec des rendements d'environ 50 %. Ces composés de type gemini issus de la transformation des sucres montrent de bonnes propriétés comme des concentrations micellaires critiques très faibles comparables aux autres tensioactifs gemini déjà étudiés. / Due to stricter reglementations and the development of public opinion, surfactants synthesized from biomass are becoming increasingly interesting. However, the structural diversity of these compounds is still too low to compete with the products synthesized from fossil resources. In order to increase the diversity of available structures, we focused on common furanic building blocks, such as 2,5-diformylfuran (DFF), which are synthesized form carbohydrates. Firstly, we optimized a new and innovative synthesis of DFF. This method allowed us to use neither transition metal catalysts nor ionic liquids. The system we used to convert complex substrates, such as starch, relies on boric acid, sodium bromide and formic acid in dimethylsulfoxide (DMSO). Boric acid plays a key role in this system. It is involved in the biomass deconstruction, glucose to fructose isomerization and HMF formation. Sodium bromide in DMSO promotes the oxidation to DFF and formic acid increases the rate of this step. By using this system, we were able to synthesized DFF from glucose at multigram scale with 20% yield. After optimization of the synthesis, we investigated the oxidation mechanism. The second part of this work was focused on the conversion of DFF into new gemini surfactants. At the end of a five steps transformation, zwitterionic products were obtained with 50% yield. These gemini type compounds shows interesting properties such as very low critical micellar concentration which are similar to these measured for already reported gemini surfactants.

Ces travaux ont visé à étudier l’impact de la disponibilité glucidique sur la performance et les adaptations de l’entraînement. L’étude n°1 a permis de caractériser la stratégie de récupération optimale entre deux entraînements chez des athlètes élites en BMX. Les résultats ont permis d’identifier la stratégie nutritionnelle comme étant la stratégie de récupération induisant la plus faible diminution de puissance lors de tests de performance. La deuxième partie a investigué l’impact de la périodisation chronique de l’apport glucidique, par la stratégie « Sleep-Low », sur la performance en endurance et la fonction immunitaire. La stratégie « Sleep-Low» consiste à réaliser des entraînements ciblés en condition de faible disponibilité en glucides, notamment une période récupération faible en glucides et un entraînement à faible intensité réalisé à jeun. Les résultats révèlent que tous les sujets de la stratégie « Sleep-Low » améliorent leur performance en endurance lors d’un 10km en course à pied ou d’un contre-la-montre de 20km. Cette amélioration de la performance est associée à une modification de la stratégie d’allure dans le cas d’un contre-la-montre vers une augmentation des niveaux de puissance développés. Les résultats ont suggéré une modification de la perception d’effort suite à l’implémentation de la stratégie. Ces résultats sont associés à une diminution de la masse grasse chez les participants. L’étude n°3 confirme que la stratégie « Sleep-Low » n’entraîne pas de dégradation de la fonction immunitaire ou de l’efficacité de sommeil. Ces travaux vont dans le sens d’une manipulation de la disponibilité en glucides en fonction de l’objectif des périodes d’entraînement / The aim of the present work is to study the impact of the availability of carbohydrates on performance and on the development of training adaptations. The first section of this thesis aimed at defining the optimal recovery strategies between training sessions for elite BMX pilots. The results revealed that the nutritional strategy is one of the most efficient recovery strategies leading to a lesser decrease in power output. The second section of this thesis investigated the impact of a chronic periodization of carbohydrate intake, through the “Sleep-Low” strategy, on endurance performance and immune function. The “Sleep-Low” strategy consists in specific training sessions performed under low carbohydrate availability, notably during recovery period and low intensity prolonged sessions. All subjects training under the “Sleep-Low” strategy improved their performance on a 10km running trial and on a 20km cycling time trial. This improved performance is associated with a modification of pacing strategy during the 20km cycling time trial toward higher power output. The results suggested a modification of perception of effort after training under the “Sleep-Low” strategy: despite an improvement of performance, participants did not perceive the effort as more difficult. These results are associated to a decrease in fat mass. The study #3 confirmed that the periodization of carbohydrate intake did not impair immune function or sleep efficacy. All the results of the four studies bring new elements in the evolution of carbohydrate recommendations. These works are in the line of a manipulation of carbohydrate availability according to the work required

La phytoremédiation constitue une nouvelle technologie permettant de dépolluer les sols contaminés par l'utilisation de plantes. Parmi les différents aspects possibles de cette méthode, figure la phytoextraction basée sur l'absorption et l'accumulation du polluant dans les parties aériennes. Pour être efficace, il est nécessaire de disposer de plantes présentant une biomasse élevée. L'objectif de ce travail visait à sélectionner des variétés de moutarde indienne (Brassica juncea L.) tolérantes et accumulatrices de cadmium.<br />La première partie du travail a consisté à mettre au point et à optimiser une méthode de régénération in vitro de plantes de moutarde indienne, à partir de couches cellulaires minces transversales (CCMTs) (influence de l'organe utilisé, de AgNO3 et de la benzylaminopurine). La régénération a été réalisée en appliquant une pression de sélection par le cadmium pour modifier la tolérance au métal. <br />La deuxième partie aborde l'effet des traitements par le cadmium : in vitro et en serre, sur le développement des plants. Une analyse des perturbations physiologiques et biochimiques observées a permis d'évaluer la tolérance des plants vis à vis du cadmium et indiquent que les plantes néoformées en présence de cadmium mettent en place un système d'exclusion du métal.<br />Dans la troisième partie, pour compléter l'étude précédente sur des plantes néoformées, l'effet du cadmium a été testé sur des plantes de B. juncea directement issues de semis. Plusieurs paramètres physiologiques et biochimiques, caractéristiques des stress, ont été étudiés (activité gaïacol peroxydase, peroxydation des lipides, pigments, acides aminés libres, proline glucides, polyamines libres et conjuguées). En raison de leurs propriétés anti-oxydantes, une attention particulière a été portée aux polyamines dont l'application exogène permet d'envisager son utilisation pour améliorer la capacité d'accumulation du cadmium par les plantes.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Neurosciences : Lille 2 : 2008. / Résumé en français et en anglais. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 167-184.

Le vieillissement de la population est le résultat de l'amélioration de la prise en charge des individus, en particulier des sujets âgés, conduisant à l'apparition d'une nouvelle catégorie démographique, le quatrième âge avec les plus de 75 ans. Cette population polypathologique présente de nombreuses spécificités, avec entre autres, une intolérance au glucose, un état de dénutrition et une altération des fonctions cardiovasculaires, les maladies cardiovasculaires restant la première cause de mortalité dans cette tranche d'âge. Comme évoqué dès les années 50 par Harman, le stress oxydant pourrait jouer un rôle important dans l'ensemble de ces comorbidités. Le resvératrol, un polyphénol anti-oxydant connu pour ses biens-faits cardiovasculaires pourrait ainsi être une molécule d'intérêt dans ce contexte. Nos objectifs dans ce travail ont donc été d'évaluer les effets d'un traitement chronique par le resvératrol accompagné ou non d'une prise en charge nutritionnelle chez la souris très âgée. Ces effets du resvératrol ont été étudiés aussi bien sur le plan métabolique que sur le phénotype cardiovasculaire. Nos résultats montrent qu'un régime riche en protéines et pauvre en glucides a des effets variables en fonction de l'âge. Sans effet sur la souris jeune, il devient délétère chez la souris adulte et très âgée avec une majoration de l'altération de l'homéostasie glucidique associée à une détérioration du bilan lipidique. Ces dysrégulations métaboliques ont pour conséquence une dégradation accrue des fonctions artérielles et cardiaques. Chez la souris très âgée, un traitement par le resvératrol amplifie les dommages liés à ce régime en accentuant les altérations métaboliques et cardiovasculaires, soulignant, et ce pour la première fois, de potentiels effets délétères du resvératrol dans le cadre du vieillissement. En revanche, chez la souris âgée dénutrie en l'absence de prise en charge nutritionnelle, le resvératrol présente des effets bénéfiques avec une amélioration de l'insulino-sensibilité et des fonctions artérielles, associée à une modification d'expression de TXNIP, protéine à l'interface de la régulation de l'homéostasie du glucose et de la balance oxydative, faisant d'elle une piste à explorer tant pour expliquer certains mécanismes impliqués dans le vieillissement que dans les effets du resvératrol.

Dans un sens large, le statut azoté de l’arbre impacte largement sa physiologie au printemps. Cependant la plupart des recherches conduites sur la remobilisation du carbone et de l’azote en cette période ont négligé l’hypothèse d’un rôle significatif de l’absorption d’azote avant le débourrement, en particulier, celui agissant en interaction avec l’utilisation des réserves carbonées et azotées et qui interviendrait dans la qualité de la croissance des jeunes pousses. Cette recherche a été entreprise avec une approche expérimentale et a été conduite avec de jeunes peupliers hybrides (Populus tremula × Populus alba, clone INRA 717-1B4). Ils ont été utilisés en nombre limité, mais présentaient, par construction initiale, des architectures différentes. Trois séries d’expériences ont ainsi été conduites en trois ans : tout d’abord avec le scion d’un an, puis une petite souche de deux ans et enfin, en associant les deux types de structure, une petite souche portant des réitérations équivalentes au scion d’un an. Les essais ont été conduits en environnement contrôlé et ont fait appel à trois régimes de fertilisation azotée appliquée en solution nutritive recyclée et pendant la transition « repos végétatif et reprise de croissance foliaire » : une fertilisation sans aucun apport en azote (i), un apport d’azote strictement limité à la période amont au débourrement (ii), un apport permanent en azote (iii). Les résultats montrent que le peuplier peut absorber de l’azote avant le débourrement et que son absorption produit des effets significatifs. Elle conduit en particulier à une forte poussée racinaire qui permet d’augmenter la teneur en eau des tissus caulinaires. Selon les essais, l’effet de l’absorption d’azote avant débourrement et sur le débourrement lui-même dépend de la structure de la plante, de la structure des bourgeons et de la température de conservation hivernale pour le traitement de la dormance. D’autre part, l’application d’azote avant débourrement améliore significativement la croissance des nouvelles pousses en augmentant, avec un temps de croissance identique dans les essais, la surface foliaire et la matière sèche. L’absorption d’azote pendant la transition de croissance maintient en partie la teneur en azote des tissus des plantes et en améliore même la teneur dans les jeunes racines et les jeunes pousses. Elle influence aussi l’utilisation des réserves carbonées. Les résultats de cette étude montrent que l’azote appliqué au printemps et avant débourrement joue un rôle significatif sur la physiologie du jeune arbre et sa reprise de croissance au printemps. / Nitrogen status widely impacts tree physiological process. However, most research concentrated on endogenous carbon and nitrogen remobilization in spring neglected the hypothesis of significant effect of nitrogen uptake before bud break on nitrogen and carbohydrate reserve used, and the quality of new growth. This study undertook experimental-based research on young poplar (Populus tremula × Populus alba, clone INRA 717-1B4) with different structures. Three series of experiments were conducted in a coordinated manner : the one year old scion (i), the young stump (ii), and the system then reiterated associated the “stump”, and the “scion” (iii). The experiments were to study plants in a controlled environment with soilless culture and three terms of nitrogen supply: without nitrogen supply (i), with a limited supply prior to bud break (ii), and with continuous nitrogen supply (iii). Results show that poplar can uptake nitrate before bud break and it found to have significant effect by induce a strong root pressure which in turn increased water content of all tissues. Accordingly, the effect of nitrogen uptake before bud break on bud break time depended on plant architecture, bud structure, and temperature during winter to break down bud dormancy. In addition, nitrogen uptake before bud break had significantly effect on the growth and development of new shoots after bud break by increase leaf area and dry weight of new shoots. It also influenced on the quantity of nitrogen and non-structural carbon reserves in all tissues especially increase nitrogen contents in roots and new shoots. Therefore, results indicate nitrogen supply before bud beak plays a significant role on plant physiology and quality of the re-growth.