Parthenocarpy, or seedless fruit development, has an agronomic importance in many horticultural crops. In most fruit, fertilization or seed set usually determines whether fruit growth is sustained. Naturally occurring parthenocarpy results from a genetic lesion that permits fruit to develop in the absence of fertilization and seed development. Parthenocarpy can also be induced artificially with cytokinin, gibberellin or auxin plant growth regulators applied to anthesis pistils. This thesis describes genetic research using Arabidopsis as a model plant to identify integral mechanisms that control parthenocarpy and the initiation of fruit development. The growth and structure of the Arabidopsis pistil was determined post-fertilization. Experiments were designed to understand how plant growth regulators induce Arabidopsis silique (fruit) development in emasculated anthesis stage pistils. Exogenous gibberellin (GA3) induced growth and cellular differentiation most comparable to pollinated pistils. Dependencies on gibberellins during silique development were examined in mutants defective for gibberellin biosynthesis (ga1, ga4-1, ga5-1) or perception (spy-4, gai-1). Although exogenous GAs are effective at inducing parthenocarpy, mutant studies concluded that GAs are not the sole cue for fruit development in Arabidopsis. Mutants blocked in GA perception could develop siliques in response to pollination, auxin, cytokinin but not to exogenously applied gibberellins. Silique structure in pollinated gai-1 and ga5-1 provided strong evidence for a model supporting evidence of an auxin-like signal regulating structural development and that GAs limit anticlinal cellular division. A specialized function for GAI and related GRAS family members in controlling cellular division during fruit development was uncovered. A mutant that forms parthenocarpic siliques without fertilization (fwf), was also characterized. The presence of surrounding floral whorls reduced the extent of parthenocarpic silique formation in fwf. Silique growth in the fwf background was examined when hormone perception, ovule and carpel identity functions were removed genetically. This established that FWF functions independent of GAI-mediated GA perception. Carpel identity conferred by FUL was critical for parthenocarpic silique elongation and ovule development beyond integument initiation, nucellar specification and subsequent morphogenesis, was essential for parthenocarpic silique development in fwf. Silique elongation occurs over a four-day period post-pollination or post-anthesis. This coincides with a similar time period in which fwf ovules remained receptive to fertilization. These observations are congruent with the hypothesis that FWF potentially represses a signal transduction process initiated within the ovule that mediates subsequent transition from carpel to silique development. Further analysis revealed that aberrant testa shape (ats) a mutant defective in integument formation enhanced parthenocarpic development in fwf, indicating that an ovule located repressor other than fwf can function to affect silique formation. Other studies have shown that ethylene can modulate auxin-dependent growth in both aerial and root tissues by altering both polar and lateral auxin transport. The contribution of ethylene perception to signal transduction between ovule and carpel was also genetically assessed. Constitutive ethylene responses, conferred by ctr1-1, enhanced cellular expansion in fwf and also the autonomous silique development in fis-2, which develops autonomous endosperm. ats ctr1-1 and ino ctr1-1 double mutants were also found to be parthenocarpic. This indicates that ethylene perception and integumentary structure play an important role in autonomous silique development, conceivably by changing the polar and lateral movement of an auxin-like signal within the integumentary tissues of the ovule. fwf and ats were fine mapped on chromosome 5 of Arabidopsis. Candidate genes were identified corresponding to both mutations but only the identity of FWF was established. Auxin Response Factor 8 (ARF8) was cloned and sequenced from the fwf mutant background. The gene encodes a protein with a amino-terminal DNA binding domain and a carboxy-terminal protein binding domain which homo- and hetero- dimerizes with other ARF or Aux / IAA class proteins. ARF8 sequence from fwf mutants encoded a mutation in the translation start site. Complementation of fwf plants by the transformation of wild type copies of ARF8 into fwf plants was hampered by reduced transformation efficiency. However wild type L.er and No.O plants transformed with mutant copies of ARF8 were obtained in higher frequency, and these formed parthenocarpic siliques when primary transformants were emasculated. This indicated that an interfering protein is produced from the mutated ARF8 gene that has altered regulatory activity. Sequence analysis indicated this and found that interference resulted from functional activity of the Q-rich and carboxy-terminal domains of the ARF8 protein. This inference is consistent with other published molecular data, which has demonstrated that the carboxy-terminal domain, together with the Q-rich region of selected ARF members, can activate auxin-responses. Thus the FWF / ARF8 protein may have a dual role, repressing carpel growth development through the DNA binding domain and then ensuring activation of silique development through the carboxy-terminal domain. The combined molecular and genetic data has been used to construct models concerning the genetic control of silique development. The first model considers the role of plant hormones and how signals from floral whorls surrounding the carpel and from within the ovule control silique growth. A model is also presented for the control of adaxial growth and development of the outer integument by the INNER NO OUTER gene. Finally the role of FWF and SPY in controlling floral tissue identity and boundary tissue specification is considered in a third model. Modification of the FWF / ARF8 gene could be used as a tool to improve fruit set and retention in horticultural crops, in addition to creating seedless parthenocarpic fruit. / Thesis (Ph.D.)--Agriculture and Wine, 2001.

L'utilisation de liens non covalents forts entre des chaînes polymères améliore considérablement les propriétés des matériaux. Ainsi, il est possible d'obtenir des propriétés polymères avec des petites molécules fonctionnalisées. Nous décrivons la synthèse d'un nouveau groupe associatif supramoléculaire simple à synthétiser, le groupe amidoéthylimidazolidone. En synthétisant la 1-(2-aminoethyl)-2-imidazolidone, ainsi que d'autres dérivés réactifs comportant notre groupe associatif, on peut envisager la synthèse de matériaux comportant ce motif et s'adapter à tout type de chimie. Le greffage de ce sticker de manière contrôlée sur des dimères d'acides gras donnent des molécules qui, malgré leur petite taille, se comportent comme des polymères et des réseaux supramoléculaires semi-cristallins dans les propriétés peuvent être modulées selon le grade de dimère choisi. En fondu, les systèmes se comportent comme des polymères ramifiés en cours de gélification. De façon encore plus originale, le greffage d'urée sur des dimères d'acides gras déjà fonctionnalisés donne également des petites molécules, mais qui se comportent comme élastomères et qui ont en plus la propriété d'auto-cicatrisation. Ce phénomène est interprété par un mécanisme de reformation des liaisons H rompues lors de la fracture.

Les acides gras libres et liés, comprenant les acides monocarboxyliques saturés et insaturés, les acides dicarboxyliques, les (α, β, ω, et ω-1) hydroxyacides et les acides phénoliques, ont été analysés le long d'une carotte sédimentaire de Cadagno (Suisse) dans le but de déterminer les variations des sources et des conditions de déposition de la matière organique en fonction de la profondeur. Les résultats montent que des événements épisodiques tels que les avalanches, glissements de terrains, crues torrentielles, sont plus fréquents entre 0 et 51 cm. Par contre, entre 51 et 245 cm, la sédimentation était plus calme, faible et caractérisée par une contribution plus élevée de la matière organique des plantes supérieures. L'étude microscopique de la matière organique confirme aussi ces résultats. Des acides gras branchés iso- et anteiso- ayant un nombre d'atomes de carbone entre C21 et C29 non mentionnés dans la littérature géochimique jusqu'à présent, ont été détectés dans les fractions liées. Ils proviennent probablement des bactéries spécifiques à ce lac. Finalement, il a été démontré que la source des α- et β-hydroxyacides sédimentaires ayant un nombre d'atomes de carbone < c10 est la même que celles de leurs homologues supérieurs, c.à.d., les bactéries gram-négatives.

Ce travail de thèse vise l'étude des effets des étapes de récolte et de concentration des cellules, sur la dégradation des fonctionnalités de Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus CFL1. Cet objectif s'accompagne de l'identification des mécanismes physiologiques qui expliquent les différences observées. La mise en œuvre de conditions de stress modéré, permettant aux cellules de s'adapter au stress ultérieur de congélation, constitue le troisième volet abordé dans cette thèse. Lors de la première partie du travail, l'effet d'une acidification en fin de fermentation sur la cryotolérance des cellules a été analysé. Un plan d'expériences a permis de définir la condition optimale d'acidification (pH 5,25 pendant 30 min) induisant une adaptation des cellules. Elle conduit à une meilleure résistance à la congélation et au stockage à -20 °C. Deux mécanismes physiologiques à l'origine de cette adaptation ont été identifiés. Le premier est lié à l'augmentation de la concentration de l'acide gras membranaire C18:1. Le deuxième, caractérisé pour l'analyse du protéome cytoplasmique, correspond à une réduction du métabolisme azoté, une augmentation des métabolismes énergétique et nucléotidique, et à une synthèse plus importante de protéines de stress. Dans une deuxième étape, les cellules ont été concentrées selon différentes conditions de centrifugation (vitesse de rotation, durée et température). Celles-ci n'ont pas d'effet sur la résistance de Lb. bulgaricus CFL1 à l'étape de concentration elle-même, mais présentent un effet faible mais significatif sur leur cryotolérance. Les évolutions de la résistance des cellules à la congélation et au stockage étant opposés, l'effet des conditions de centrifugation sur les cellules stockées à long terme est cependant négligeable. La troisième partie de ce travail a permis de quantifier l'impact de la concentration des cellules par microfiltration, sur leur résistance aux différentes étapes du procédé et sur l'état physiologique de Lb. bulgaricus CFL1. Les résultats montrent que les cellules sont moins résistantes à l'étape de microfiltration qu'à la centrifugation. Par contre, la résistance à la congélation augmente significativement (entre 28 % et 88 %) selon les conditions de microfiltration appliquées, par rapport à la centrifugation. La meilleure cryotolérance a été obtenue pour une vitesse tangentielle égale à 2,01 m.s-1 et une pression transmembranaire de 0,15 MPa. Cette meilleure résistance est liée à une augmentation des teneurs en acides gras C16:0, 18:1 et cycC19:0, ainsi qu'à une réduction de la concentration en C14:0. Les résultats des analyses protéomiques montrent aussi que les cellules les plus actives et les plus résistantes voient leur métabolisme énergétique augmenter, alors que leur métabolisme général et azoté est, au contraire, réduit. Finalement, ce travail propose deux voies intéressantes pour l'adaptation de Lb. bulgaricus CFL1, en vue d'améliorer sa cryotolérance. Certaines réponses physiologiques générales induisant ces adaptations cellulaires ont pu être identifiées, aux niveaux membranaire et cytoplasmique.

Notre étude concerne une population de Mixodiaptomus laciniatus vivant dans un lac de montagne oligotrophe du Massif Central. Dans cet écosystème, le zooplancton est dominé par ce copépode qui, grâce à des réserves lipidiques, peut rester actif toute l'année. Nous avons donc voulu préciser comment ces réserves étaient accumulées et utilisées par les différents stades du calanoïde. Chez celui-ci, l'accumulation des réseves lipidiques dépend des ressources alimentaires, mais aussi de son stade de développement. Les relations trophiques liant ce microcrustacé aux communautés microbiennes ont été étudiées par l'utilisation concomitante de marqueurs chémotaxonomiques de type pigments, acides gras et stérols. Cette étude souligne l'importance du bloom phytoplanctonique automnal et laisse suggérer que Mixodiaptomus, par son cycle de développement, a pu mettre en place un ensemble de stratégies écologiques, physiologiques et biochimiques afin d'assurer sa pérennité dans cet écosystème

Le présent travail de thèse porte sur l'étude de l'impact de la texturation par DIC (Détente Instantanée Contrôlée) sur les deux opérations d'extraction d'huile et de transestérification in-situ appliquées aux graines de colza et fèves de Jatropha Curcas. Une analyse fondamentale a prouvé l'importance de la diffusion du solvant ou réactif dans la matrice solide, et permis d'identifier les processus d'intensification au travers des trois caractéristiques physiques de diffusivité effective, d'accessibilité initiale et de rendement d'extraction ; ainsi que la cinétique de transestérification in-situ et le rendement d'ester méthylique d'acides gras. Une étude phénoménologique a permis de déterminer les diverses valeurs de ces caractéristiques en fonction des paramètres opératoires DIC (pression de vapeur d'eau saturée P et temps de traitement t).Dans le cas d'extraction, la diffusivité effective (Deff) de produits traités par DIC peut atteindre 8,01 10-12 m2/s contre 0,715 10-12 m2/s pour le colza non traité et 5,90 10-12 m2/s contre 2,42 10-12 m2/s pour le jatropha non traité. Le taux d'accessibilité initiale de produits traités par DIC peut atteindre 80,53% contre 26,71% pour le colza non traité et 92,58% contre 75,91% pour le jatropha non traité. Au plan du rendement, la DIC a pu impliquer un rendement de 153% pour le colza et 112% pour le jatropha.Dans le cas de la transestérification in-situ, les rendements d'esters méthyliques d'acides gras totaux (FAME total) obtenus pour les produits traités par DIC sont systématiquement supérieurs à ceux de la matière première non traitée par DIC pour les deux cas de colza et de jatropha. Le temps de réaction a été réduit à 30 - 45 minutes contre 120 minutes pour le produit non traité par DIC (cas de colza) et à 15 minutes au lieu de 60 minutes pour le produit non traité par DIC (cas de fèves de jatropha).

La première partie de ce travail est consacrée à une mise au point sur les méthodes d'extraction et d'analyses des corps gras. La seconde partie s'interesse aux Cucurbitacées des pays tempérés. Une présentation botanique générale de la famille est donnée ainsi que la composition chimique en faisant, en particulier, apparaître au niveau de la composition en acides gras, deux types d'huiles : alimentaires ou siccatives. Les résultats obtenus sur l'étude de cinq Cucvurbitacées tropicales des genres Lagenaria (calebasse bouteille et calebasse la gale), Luffa (pipangaille lisse et pipangaille à côtes), Mormodica (margoze) sont discutés dans la troisième partie. Les huiles Lagenaria sont du type palmitique-linoéique avec respectivement 71,5% et 81,5% d'acide linoéique pour les variétés bouteille et la gale. Les huiles du genre Luffa sont du type palmitique-oléique-linoéique avec respectivement 23,7%-16,9%-51,2% et 21,9%-55,3% pour les variétés à côtes et lisses. Le beurre du genre Momordica se distingue singulièrement des autres par la présence d'acides octadécatriénoïques conjugués (0,9% d'acides punicique, 57,8% d'acide alpha-éléostéarique et 0,9 d'acide béta-éléostéarique). La composition en acides gras des triacylglycérols est similaire à celle des huiles et du beurre obtenus pour les cinq espèces. Les teneurs en insaponifiable sont légèrement supérieures à celles généralement observées dans le règne végétal. L'analyse de la fraction stérolique révèle la présence de 5 delta-stérols classiques du type sitostérol, campestérol et stigmastérol et une richesse particulière en 7 delta-stérols avec la présence du stigmasta-7,22,25-trién-3béta-ol caractéristique de la famille des Cucurbitacées et de 7delta-stérols plus rares comme le stigmasta-7,22-dién-3alpha-ol. De même la composition en alcolls triterpéniques met en évidence la présence d'alcools couramment rencontrés comme l'alpha-amyrine et la béta-méthylènecycloartanol ou le lupéol mais aussi des alcools plus rares et spécifiques des Cucurbitacées comme le cucurbita-5,24-dién-3béta-ol. L'analyse des fractions saponifiable et insaponifiable a fait principalement appel aux techniques classiques de chromatographies liquides (CC,CLHP), gazeuses (CG) et de chromatographies gazeuses couplées à la spectrométrie de masse (CG/SM). L'identification des différents composés a été réalisée par spectrométrie de masse et par résonance magnétique nucléaire (RMN) du 1H et du 13C.

La gamme des produits de charcuterie 100% volaille qui présente un intérêt particulier à la Réunion est limitée par les mauvaises propriétés technologiques des gras de volaille. Le procédé de fractionnement à sec a été appliqué à la matière grasse de volaille extraite des tissus adipeux afin d'en améliorer les propriétés. L'étude fondamentale du procédé a permis de mettre en évidence les mécanismes mis en jeu et de mieux comprendre l'influence de l'itinéraire thermique sur le procédé. Un modèle de prédiction de la qualité des fractions en fonction des variables de contrôle a été élaboré. La caractérisation des échanges thermiques ayant lieu au cours du refroidissement permet le suivi du flux de chaleur lié à la cristallisation. A température ambiante, la fraction liquide s'apparente à une huile fluide et la fraction solide présente des caractéristiques physiques proches d'autres matières grasses animales telles que le saindoux ou le suif.

Changes in milk fat composition influence its nutritional quality as well as the technological properties of butter. The impact of feed on fat composition is well known; however, limited information is available on the genetic variability of fatty acids in bovine milk. The overall aim of this PhD thesis was to study the genetic variability of fatty acid profile in bovine milk and fat. This type of research needs a large amount of data. Expensive reference analysis is used to measure the fatty acid contents in fat. The first objective of this thesis was to develop an alternative method that could be faster and cheaper than traditional methods. Calibration equations predicting the contents of fatty acid from mid-infrared spectrum were established. The contents of saturated and monounsaturated fatty acids, omega-9, fatty acids with short, medium and long chain were the best predicted. Thanks to the implementation of this method in the Walloon routine milk recording, more than 20,000 milk samples were analyzed. This database permitted to model the variation of fatty acid contents in milk and fat. From these models, the genetic variability of fatty acid profile was shown. The complexity of models increased throughout this project due to the increase of new available data. Differences across 7 dairy breeds were estimated using single and multi-trait mixed models. Milk fat and delta-9 desaturase activity of Jersey and dual purpose Belgian Blue differed significantly from Holsteins. Therefore, the choice of a given breed could modify the fat composition. Heritability values obtained for studied fatty acids with multi-trait mixed model ranged from 0.05 to 0.42. Higher values were observed for saturated compared to unsaturated fatty acids. Moderate heritability estimates were observed for the activity of delta-9 desaturase (0.20) and the hardness of butter (0.27). These two traits were estimated by specific fatty acid ratios. The heritability observed using a multi-trait random regressions test day model for the content of saturated fatty acids (0.42) was similar to the one observed for the percentage of fat (0.37). Considering the impact of selection on fat content, the selection could have a great impact on fat composition. High genetic correlations were observed between some fatty acids having similarities in their synthesis. Heritability and correlations varied through the duration of the lactation. Due to the large number of fatty acids, the estimation of an index, which includes the proper fatty acid profile, could be interesting for a future selection program. This PhD thesis provides the background required by future studies to estimate the impact of animal selection on milk fat composition.

Dans le cadre de ce travail, nous avons poursuivi l’étude de la biosynthèse d’alcaloïdes défensifs des coccinelles. Trois espèces ont été plus particulièrement étudiées : Adalia bipunctata (qui produit l’adaline [32]), Coccinella septempunctata (contenant la coccinelline [29]) et Harmonia axyridis (produisant l’harmonine [34]). Afin d’identifier le (ou les) acide(s) gras précurseur(s) de ces alcaloïdes, nous avons dans un premier temps synthétisé des acides gras spécifiquement marqués. Nous avons ainsi préparé les acides [14-3H]myristique, [16-3H]palmitique, [18-3H]stéarique, [18-13C]stéarique et [11,11,12,12,13,13,14,14,15,15,16, 16,17,17,18,18,18-2H]stéarique. Les différents acides gras marqués au tritium sur le méthyle terminal ont ensuite été incorporés successivement chez les trois espèces de coccinelles mentionnées ci-dessus, en utilisant la technique d’incorporation in vitro mise au point par Laurent et al. ( ) Les incorporations chez Adalia bipunctata ont montré que l’acide myristique est incorporé préférentiellement dans l’adaline. Chez Coccinella septempunctata par contre, l’acide stéarique est incorporé dans la coccinelline environ 25 fois plus efficacement que les acides myristique et palmitique. Enfin, les incorporations chez Harmonia axyridis ont établi que l’acide stéarique est le précurseur de l’harmonine. De plus, grâce à l’incorporation de l’acide [11,11,12,12,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17,18,18,18-2H]stéarique, le mécanisme de formation de l’amine secondaire a été précisé. / In spite of their red-orange colors, which could increase risks of predation, Coccinellidae are rarely exploited as food sources by predators. Many of them owe their protection, at least in part, to the presence of repellents and, in some cases, toxic alkaloids in the hemolymph emitted during a process called "reflex bleeding". Previous studies have shown that the biosynthesis of these alkaloids is related to fatty acid metabolism. In our doctoral thesis, we wanted to clarify what are the fatty acids precursors of adaline (Adalia bipunctata), coccinelline (Coccinella septempunctata) and harmonine (Harmonia axyridis), with the use of various techniques of labelling (3H, D, 13C, etc.).