La maladie osseuse de Paget (MP) est une maladie métabolique de l’os. Bien que les facteurs génétiques jouent un rôle important dans la pathogénie de la MP, les facteurs environnementaux tels que la résidence rurale et l’exposition au chauffage au bois ont été associés avec la MP. Afin d’étudier le rôle des polluants de l'air extérieur et intérieur sur la MP, nous avons administré un questionnaire chez 140 patients canadiens-français avec la MP et 113 témoins sains. Ce questionnaire portait sur la pollution de l'air extérieur, comme la résidence près d'une autoroute, d’une station de bus, de train ou d’un aéroport, d’une station d'essence, et sur les polluants de l'air intérieur en mettant l'accent sur les combustibles de chauffage (charbon, bois, huile) et l'exposition au tabac. Dans un sous-groupe de patients, la concentration urinaire de 17 métaux lourds et de 11 hydrocarbures aromatiques polycycliques a été mesurée par spectrométrie de masse. À la lumière de ce que nous savions dès le questionnaire et les dosages urinaires, nous avons identifié certains toxiques pouvant être des facteurs de risque pour la MP. Pour explorer les effets in vitro de ces toxiques sur les ostéoclastes dans la MP, nous avons réalisé une différentiation in vitro de monocytes du sang périphérique provenant de plus de 40 participants, patients, porteurs sains de mutation dans le gène SQSTM1, et des témoins sains, en ostéoclastes traités avec ou sans les toxiques identifiés. La morphologie des ostéoclastes, le pourcentage de résorption osseuse, les niveaux d'expression génique, et les niveaux de stress oxydatif cellulaire ont été analysés. Les résultats ont montré un effet inhibiteur du condensé de la fumée de cigarette et des métaux lourds sur la morphologie et la fonction des ostéoclastes. De plus, des taux élevés de stress oxydatif chez les ostéoclastes des patients ont été observés, et un profil hétérogène des effets de métaux lourds sur l'expression des gènes a été identifié. / Paget's disease of bone (PDB) is a metabolic bone disease. Although genetic factors play an important role in the pathogenesis of PDB, environmental factors such as rural residence and the exposure to wood heating was associated with PDB. In order to study the role of outdoor and indoor air pollutants on PDB, we performed a survey in 140 French-Canadian patients with PDB and 113 healthy controls. The survey covered the outdoor air pollution such as the residence near a highway, a bus station, a train or an airport or a gas station, and indoor air pollutants by focusing on heating fuels (carbon, wood, oil) and exposure to tobacco smoke. In a subgroup of patients, urinary concentration of 17 heavy metals and 11 polycyclic aromatic hydrocarbons was measured by mass spectrometry. In light of what we knew from the survey and urinary assays, we identified certain toxics that could be risk factors for PDB. To explore the in vitro effects of these toxics on osteoclasts in PDB, we conducted in vitro monocytes differentiation from peripheral blood of more than 40 participants, patients, healthy carriers of p.Pro392Leu mutation, and healthy controls, which osteoclasts were treated with or without the identified toxic. The morphology of osteoclasts, the percentage of bone resorption, gene expression level, and cellular oxidative stress levels were assayed. The results showed an inhibitory effect of cigarette smoke condensate and heavy metals on morphology and function of patients’ osteoclasts. Further, high levels of oxidative stress in patients’ osteoclasts were observed, and a heterogenic profile of heavy metals effect on gene expression was identified.

Les interactions entre génotype et environnement ont longtemps été négligées en sélection avicole, car la standardisation précoce des conditions d'élevage y limitait leur amplitude. Aujourd'hui, on assiste à une forte concentration des entreprises de sélection avicole, qui entraîne une réduction du nombre de souches disponibles et une standardisation de plus en plus poussée des conditions d'élevage en sélection. Simultanément, le développement de l'aviculture s'accompagne d'une diversification des milieux dans lesquels sont élevés les animaux, en terme de conditions d'élevage ou de climat. Ce travail avait donc pour but de répondre à plusieurs questions que se pose un sélectionneur face à la présence d'interactions: quelle souche doit-on choisir pour un milieu donné, dans quel milieu et sur quel critère doit-on retenir les candidats à la sélection ? Pour répondre à la 1ère question, nous avons comparé les performances de croissance, de qualité de carcasse, de viande et organoleptiques de poulets standard et label élevés en conditions de température tempérées ou chaudes. Les poulets labels présentaient les trois génotypes possibles pour le gène "Cou Nu". Notre étude a montré que les poulets labels résistaient mieux à la chaleur que les poulets à croissance rapide. En revanche, le gène "Cou Nu" n'apporte pas d'avantage supplémentaire pour la résistance à la chaleur de ce génotype à croissance lente. Enfin, nous avons mis en évidence plusieurs interactions triples entre génotype, température et sexe, qui montrent qu'il ne faut pas extrapoler à un sexe les résultats obtenus pour l'autre. Dans une 2ème partie, nous nous sommes placés dans le cas où le génotype était déterminé d'avance, en travaillant sur des races de poules pondeuses traditionnelles, la Gauloise Noire et la Gauloise Dorée. Ces races sont destinées à un élevage traditionnel, en conditions extérieures, où elles sont soumises à une variation naturelle de la photopériode. Dans cette partie, la question était donc de déterminer le meilleur milieu de sélection (en claustration avec un programme lumineux fixe ou en simulant une variation de photopériode naturelle). Si très peu d'interactions significatives ont pu être mises en évidence dans cette partie, le rang des pères de souche Gauloise Dorée est très variable entre milieux. Cela implique qu'ignorer les interactions conduirait à ne pas retenir les meilleurs candidats à la sélection pour beaucoup de caractères. Pour certains caractères présentant une interaction croisée, on retiendrait même les plus mauvais candidats en sélectionnant en claustration plutôt qu'en photopériode simulant le printemps. Enfin, dans une 3ème partie, nous avons étudié l'interaction entre système d'élevage chez le poulet label. Ces animaux sont sélectionnés en claustration au sol et élevés avec accès à un parcours extérieur. Les corrélations génétiques estimées entre milieux montrent la présence d'interaction entre génotype et environnement sur les caractères de croissance et de composition corporelle, mais d'amplitude suffisamment limitée pour maintenir la sélection en claustration. D'autre part, nous avons évalué les possibilités de sélection, dans ce génotype, de l'indice de consommation. La sélection directe est possible au vu de l'héritabilité de ce caractère, mais elle implique de maintenir les animaux en cage. Si l'on ignore la présence d'interactions entre génotype et environnement, le meilleur critère indirect de sélection de l'indice de consommation en cage est l'engraissement. En revanche, si l'on prend ces interactions en compte, les meilleurs critères de sélection sont les paramètres de la courbe de croissance mesurés au sol, en claustration ou avec accès à un parcours extérieur

Le Piranha noir (Serrasalmus rhombeus), dont le statut taxonomique est encore débattu, prospère en Amazonie dans un gradient de conditions physico-chimiques très contrastées (nutriments, ions, pH, productivité, oxygène). Ces conditions imposent des contraintes importantes en termes d'ionorégulation et de récentes études suggèrent que le microbiote branchial jouerait un rôle non négligeable dans le maintien de l'osmolarité interne des Téléostéens. Cependant, les connaissances sur les populations du Piranha noir sont fragmentaires et les facteurs influençant la structure du microbiote branchial des poissons téléostéens sont encore peu compris. Ainsi, les objectifs de ce projet sont (1) d'étudier la diversité génétique et identifier les groupes génétiques distincts de S. rhombeus en Amazonie centrale, correspondant potentiellement à des espèces cryptiques, (2) identifier les facteurs influençant la divergence génétique (paramètres géographiques et écologiques), et (3) comprendre la contribution relative de l'environnement (paramètres physico-chimiques de l'eau et bactérioplanctons) et du génotype de l'hôte sur la structure du microbiote branchial de l'espèce. Dans ce but, nous avons utilisé une approche de Génotypage-par-Séquençage pour l'étude du génotype de S. rhombeus et une approche de code-barre moléculaire avec le gène de l'ARNr 16s pour la caractérisation de la distribution taxonomique de l'activité de son microbiote branchial. Les résultats montrent une diversité génétique basse ainsi qu'une importante différentiation génétique entre les sites, accompagnée d'une structuration populationnelle complexe, qui serait modulée par des facteurs historiques plutôt que contemporains. De plus, nos résultats suggèrent que l'un des groupes étudiés serait une espèce cryptique putative. Les groupes génétiques vivant en sympatrie, alors exposés aux mêmes paramètres physico-chimiques, ont montré un effet significatif du génotype de l'hôte sur la structure du microbiote branchial, avec cependant un effet plus important de l'environnement. / The Black Piranha (Serrasalmus rhombeus), whose taxonomic status is still debated, thrivesin the Amazon under a gradient of highly contrasting physico-chemical conditions (nutrients,ions, pH, productivity, oxygen). These conditions impose significant constraints in terms ofion regulation, and recent studies suggest that the gill microbiota plays a notable role inmaintaining the internal osmolarity of teleost fish. However, knowledge about Black Piranhapopulations is fragmented, and the factors influencing the structure of the gill microbiota inteleost fish are still poorly understood. Thus, the objectives of this project are (1) to studythe genetic diversity and identify the different genetic groups of S. rhombeus in centralAmazonia, potentially corresponding to cryptic species, (2) to identify the factors influencinggenetic divergence, and (3) to understand the relative contribution of the environment(physico-chemical parameters of the water and bacterioplankton) and the host genotype onthe structure of the gill microbiota of the species. To this end, we used a Genotyping-By-Sequencing approach for S. rhombeus' genotype study and a metabarcoding approach withthe 16s rRNA gene for the characterization of S. rhombeus' taxonomic distribution of gillmicrobiota activity. The results show low genetic diversity and significant geneticdifferentiation between sites, accompanied by complex population structuring, which is likelymodulated by historical rather than contemporary factors. Additionally, our results suggestthat one of the studied groups might be a putative cryptic species. Genetic groups living insympatry, thus exposed to the same physico-chemical parameters, showed a significanteffect of the host genotype on the structure of the gill microbiota, although the effect ofenvironment was more substantial.

Le principal objectif de cette étude était de comparer le niveau de plasticité phénotypique exprimé par une population d'omble de fontaine composée d'individus ayant une stratégie de vie alternative (phénotypique migrant et résidant) et une population exprimant une stratégie de vie simple (phénotypique résidant). Une expérience en laboratoire nous a permis de comparer le phénotype de ces deux populations lorsque exposées à des courants rapides ou lents. La première expérience permet de conclure que les alevins issus de la population avec une stratégie simple gardent la même morphologie plus hydrodynamique pendant tout leur développement, ce qui n'indique aucune évidence de plasticité phénotypique face au courant chez cette population. Par contre, la morphologie des alevins ayant une stratégie alternative a changé pendant l'expérimentation. Le développement de normes de réaction significativement différentes au niveau morphologique entre ces deux populations implique une différence génétique entre ces deux populations. L'isolement génétique entre les poissons exprimant une stratégie de vie simple et ceux exprimant une stratégie de vie alternative est suggéré par le fait que les croisements entre les deux populations ont produit des alevins incapables de survive dans les canaux expérimentaux. Dans ce cas, une barrière physique prévient la montaison et nous suggérons qu'une sélection «de bord d'abîme» sur le comportement migratoire pourrait promouvoir l'expression de la résidence dans cette communauté. Les résultats de la deuxième expérience démontrent que les traits phénotypiques identifiés grâce à la première expérience n'ont pas changé significativement suivant leur exposition au courant à l'âge de six mois. Nous concluons en disant qu'il semble y avoir un effet ontogénique (interaction population-environnement pour la première expérience et pas d'interaction population-environnement pour la deuxième). Les différences morphologiques semblent devenir résistantes aux modifications de l'environnement après l'âge de 6 mois et les normes de réaction suivant l'émergence semblent apparaître de façon transitoire. Par contre, l'utilisation de courant plus rapide lors de la deuxième expérimentation a peut-être impliqué une réponse plastique face au courant de la part des deux populations.

La filière « poule pondeuse » représente un marché en pleine expansion. L’amélioration des caractères est essentielle pour satisfaire les attentes des consommateurs et des industriels. Cette amélioration est réalisée via la sélection. Actuellement, les candidats à la sélection sont évalués à partir de leur valeur génétique estimée (Estimated Breeding Value, EBV) en appliquant un modèle statistique prenant en compte l’ensemble des phénotypes disponibles sur leurs apparentés (BLUP). L’essor de nouvelle technologie permettant le génotypage à moindre coût de nombreux individus, permet d’envisager la mise en place d’une sélection génomique dans cette filière. La valeur génomique estimée (Genomic Estimated Breeding Value, GEBV) serait potentiellement plus précise que l’EBV, disponible dès la naissance de l’individu et sûrement pour un plus grand nombre de candidats, engendrant ainsi un gain de progrès génétique.Par ailleurs, un même type génétique de poule pondeuse étant largement diffusé à travers le monde, les animaux produisent dans des environnements différents (alimentation, température…). Des interactions génotype – environnement pourraient donc affecter l’estimation des valeurs génétiques des candidats à la sélection. L’objectif premier de ce travail est de préciser l’impact de celles-ci sur un panel large de caractères de production et de qualité des œufs aussi bien au niveau de leur architecture génétique qu’au niveau des évaluations. De plus, les conséquences de l’architecture génétique des caractères sur l’estimation des valeurs génétiques également ont été étudiées. / The laying hens farming represents a growing market. The improvement of traits is needed to satisfy the willing of customers and industrials. This improvement is done with selection. Actually, (candidates for selection are evaluated according to their Estimated Breeding Value (EBV), which is estimated, using a statistic model which considers all the available phenotypes of their relative BLUP). The development of new technologies which allow the genotyping at a lower cost of numerous individuals, could allow the development of genomic selection in this farming. The Genomic Estimated Breeding Value (GEBV) could be potentially more accurate than the EBV, available at the birth of the individual and for probably a larger number of candidates, increasing the rates of genetic progress.Besides, a same genetic type of laying hens is widely distributed around the world, so animals produce in various environments ((alimentation, temperature, hygiene standards…). So, genotype – environment interactions could affect the estimation of breeding values of the candidates for selection. The first objective of this work is to determine of the impact of these interactions on a large panel of egg production and egg quality traits, as well at the genetic architecture level than at the evaluations level. Moreover, the consequences of genetic architecture of these traits on breeding value estimation have been studied.

Titre de l'écran-titre (visionné le 29 mai 2023) / Introduction : Dans une perspective de prévention des difficultés scolaires, le rendement en mathématiques est à privilégier, notamment parce qu'il est fortement associé à la réussite scolaire et professionnelle ultérieure. Des facteurs environnementaux et génétiques contribuent à l'explication des différences individuelles quant au rendement en mathématiques. Néanmoins, les facteurs génétiques spécifiques et leur importance relative dans la prédiction du rendement en mathématiques demeurent inconnus. L'objectif de la présente étude est de mieux comprendre le rôle des facteurs génétiques mesurés en regard des facteurs sociodémographiques dans le développement des mathématiques à l'enfance. Méthode : La présente étude se base sur les données de 712 participants génotypés dans le cadre de l'Étude longitudinale du développement des enfants du Québec (ÉLDEQ). Un modèle d'équations structurelles de médiation a été testé, dans lequel deux scores polygéniques (Polygenic Scores, PGS) récemment construits, soit le PGS associé au niveau de diplomation (EduYears3 ou EY3) et le PGS lié aux habiletés cognitives générales (IQ3), ainsi que des facteurs sociodémographiques de la famille (revenu familial et niveau de scolarité des parents) prédisent le rendement en mathématiques à la fin du primaire via la connaissance des nombres à l'âge préscolaire. Résultats : La continuité du développement des mathématiques à l'enfance (de la connaissance des nombres au préscolaire au rendement en mathématiques à la fin du primaire) est prédite par un ensemble commun de facteurs étiologiques génétiques (IQ3) et sociodémographiques de la famille. Ces facteurs précoces prédisent la connaissance des nombres dans la direction attendue. La connaissance des nombres médie l'association prédictive entre ces facteurs précoces et le rendement ultérieur en mathématiques et tous les prédicteurs précoces, y compris EY3, contribuent directement au rendement ultérieur en mathématiques. La contribution de la connaissance précoce des nombres au rendement ultérieur en mathématiques s'avère plus importante pour les filles que pour les garçons et EY3 prédit la connaissance des nombres chez les garçons uniquement. Conclusion : Les résultats suggèrent qu'au-delà des facteurs sociodémographiques, les scores polygéniques EY3 et IQ3 prédisent de manière unique le rendement en mathématiques à la fin du primaire et que le rôle prédictif de IQ3 est en partie médiée par la connaissance des nombres à l'âge préscolaire. Cette étude souligne l'importance de considérer la génétique dans la compréhension des voies de développement des mathématiques. Les résultats contribuent au développement d'un modèle théorique du développement des mathématiques à l'enfance. / Background : From the perspective of preventing academic difficulties, mathematical achievement is to be given priority, because it is strongly associated with subsequent academic and professional success. Environmental and genetic factors contribute to individual differences in mathematical achievement. Nevertheless, the specific genetic factors and their relative importance in predicting math achievement remain unknown. The objective of this study is to better understand the role of specific genetic factors above sociodemographic factors in the development of mathematics in childhood. Method : This study is based on data from 712 participants genotyped as part of the Quebec Longitudinal Study of Child Development (QLSCD). An integrated structural equation model (SEM) was tested, whereby two recently constructed polygenic scores (PGSs), namely the PGS associated with educational attainment (Eduyears3 or EY3) and the PGS associated with general cognitive abilities (IQ3), as well as family sociodemographic factors (family income and parents' educational attainment) predict math achievement at the end of primary school via preschool number knowledge. Results : Continuity in childhood mathematics development (from preschool number knowledge to math achievement at the end of primary school) is predicted by a common set of genetic (IQ3) and family sociodemographic factors. These early factors predict number knowledge in the expected direction. Number knowledge mediate the predictive association between these early factors and later math achievement and all early predictors, including EY3, directly contribute to later achievement in mathematics. The contribution of early number knowledge to later math achievement is greater for girls than for boys and EY3 predicts number knowledge in boys only. Conclusion : The results suggest that the polygenic scores EY3 and IQ3 predict achievement in mathematics at the end of primary school beyond well known sociodemographic factors and that the prediction from IQ3 is partly mediated by preschool number knowledge. This study highlights the importance of considering genetics in understanding the developmental pathways of mathematics. The results contribute to the development of a theoretical model of childhood mathematics development.

Les différences inter-populationnelles sont rarement prises en compte dans la gestion des insectes ravageurs. Ces derniers sont habituellement gérés à partir de modèles produits à partir d’une population élevée en laboratoire et qui sont par la suite appliqués à l’ensemble des populations sur le territoire. L’objectif principal de cette thèse était de déterminer le niveau d’adaptation locale des populations d’un des plus importants ravageurs forestiers au Québec, l’arpenteuse de la pruche (Lambdina fiscellaria (Guenée)), le long d’un gradient latitudinal. Depuis le début des années 1990, l’arpenteuse de la pruche est l’insecte ravageur qui a endommagé les plus grandes superficies de forêts de conifères au Québec. Malgré cela, la biologie et l’écologie de cet important défoliateur restent fragmentaires. Onze populations récoltées le long d’un gradient latitudinal (45 à 51ºN) ont été élevées en laboratoire sur différentes essences forestières. Deux grands écotypes ont été identifiés : un au sud où les larves passent par cinq stades et un au nord où elles en effectuent seulement quatre. Cette différence fondamentale a de profondes conséquences sur la dynamique des populations. Chez les populations de l’écotype à quatre stades, le développement larvaire et pupal est plus court, les chrysalides sont moins lourdes, les femelles sont moins fécondes et les œufs sont plus volumineux que chez les populations à cinq stades. Il existe également des différences qui montrent qu’à l’intérieur de chacun des écotypes le long du gradient latitudinal, les populations sont localement adaptées aux conditions particulières de la région ce qui laisse supposer que les échanges génétiques sont très limités. Par ailleurs, les résultats obtenus démontrent que chaque population le long du gradient latitudinal est adaptée aux plantes hôtes disponibles localement. Ainsi, les populations nordiques évoluant dans des habitats homogènes et dominés par les essences boréales montrent des adaptations locales sur ces essences. Une adaptation locale des femelles à exploiter le feuillage de sapins baumiers âgés a aussi été détectée chez la population la plus au nord du gradient latitudinal. Cette population provient d’une région où les conifères âgés constituent la composante principale de l’habitat. Nos travaux suggèrent que les grandes épidémies de ce ravageur sont localisées dans les mêmes régions (nord) que l’écotype à quatre stades. / Inter-populations differences are rarely considered in the management of insect defoliators. Insect management is usually based on models produced from a single population reared in laboratory and which are afterward applied to all populations over the territory. The main objective of this thesis was to determine the level of local adaptation of the populations of one of the most important forest defoliator in Québec, the hemlock looper (Lambdina fiscellaria (Guenée)), along a latitudinal gradient. Since the beginning of 1990s, the hemlock looper is the insect defoliator that has damaged the largest area of coniferous forests in Québec. Nevertheless, the biology and the ecology of this important defoliator remain poorly know. Eleven populations collected across a latitudinal gradient (45 to 51oN) were reared under laboratory conditions on various host trees. Two ecotypes were identified: one in the South where larvae go through five instars and one in the North where they have only four instars. This fundamental difference has major consequences on population dynamics. Four instars ecotype shows shorter larval and pupal development, lighter pupae, lower fecundity, but larger egg size compared to the five instars ecotype. Within each ecotype, there are also differences across the latitudinal gradient. Populations are locally adapted to particular conditions of their region which suggest limited gene flow. Moreover, results demonstrate that populations across the latitudinal gradient are adapted to host trees available regionally. Thus, northern populations that evolved in a homogeneous environment that is dominated by boreal trees show local adaptations on these specific host trees. Local adaptation of females to exploit foliage of old balsam fir trees was also detected for the most northern population across the latitudinal gradient. This population originated from a region where old conifer trees are the main constituent of the environment. Our works suggest that major outbreaks of the hemlock looper were mainly localised in the same region (North) where the four instars ecotype evolved.

Le contrôle génétique et l'environnemental de l'angle des microfibrilles (MFA), les corrélations génétiques du MFA avec d'autres caractères du bois et de croissance, et par conséquent les implications pour la sélection sont très peu documentés pour les Eucalyptus. Les objectifs de cette étude étaient d'établir la variation spatiale du MFA, de la densité du bois (D) et de sa rigidité (E); de déterminer les relations entre MFA et propriétés du bois et enfin d'estimer le contrôle génétique et environnemental des caractères du bois et de la croissance dans le cadre de tests clonaux et de test de descendances d'Eucalyptus au Brésil et au Congo. Méthodes classiques, résonance, diffraction des rayons-X et la spectroscopie proche infrarouge ont été combinées pour évaluer les propriétés du bois. La variation du MFA représente 44% de la variation du module spécifique (E/D) du bois. La densité du bois est le principal déterminant de la rigidité et de la résistance du bois alors que le MFA joue un rôle secondaire. Les estimations de l'héritabilité sont de modéré à élevées pour le MFA, D, E, la lignine de Klason (KL) et les caractères de croissance, selon la position spatiale et le dispositif expérimental. Le contrôle génétique du MFA, D et E et leurs corrélations génétiques avec KL et la circonférence à 1.3 mètre des arbres varient avec l'âge. Les résultats suggèrent que les arbres à forte croissance sont génétiquement plus aptes à produire du bois de faible densité et un MFA plus faible pour assurer la rigidité du bois nécessaire à leur développement. La plupart des propriétés du bois sont génétiquement corrélées négativement avec la croissance, bien que corrélations génétiques favorables entre propriétés du bois sont observés. Les corrélations génétiques et environnementales sont parfois de signes opposés selon les caractères considérés. Ceci peut s'expliquer par l'effet pléiotropique des gènes et/ou par le déséquilibre de liaison. Les conséquences de ces résultats sur les stratégies de sélection sont discutées selon l'usage final du bois d'Eucalyptus.

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

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Titre de l'écran-titre (visionné le 9 juillet 2020) / Documents en annexe en format Excel : Supp08_Pairwise_comparison_taxa_Greenhouse.xlsx; Supp03_Correlation_chimie_vs_taxa_Field.xlsx; Supp10_Correlation_taxa_vs_growth_Greenhouse.xlsx; Supp07_Pairwise_comparison_functions_Greenhouse.xlsx; Supp11_Pairwise_comparison_origin_Greenhouse.xlsx; Supp02_Pairwise_comparison_taxa_functions_Field.xlsx; Supp09_Correlation_chimie_vs_taxa_Greenhouse.xlsx / L’industrie minière au Canada contribue significativement à la prospérité et à la qualité de vie du pays. Toutefois, la législation d’autrefois n’étant pas suffisamment sévère, le Canada s’est retrouvé avec des centaines de sites miniers orphelins non restaurés. Ces sites miniers abandonnés représentent un risque environnemental majeur à cause des grandes quantités de déchets miniers exposés pouvant contaminer l’environnement par la lixiviation et l’érosion éolienne et hydrique. Plusieurs facteurs limitent la revégétalisation naturelle de ces sites, notamment des conditions abiotiques extrêmes, une faible disponibilité en éléments nutritifs et les activités anthropiques. Cette étude visait, dans un premier temps, à déterminer l’impact de la présence de peupliers baumiers sur les déchets miniers de deux sites miniers contrastés de la région de l’Abitibi-Témiscamingue. La végétation a amélioré les propriétés physicochimiques des déchets miniers et provoqué un changement important dans la composition des communautés bactériennes et fongiques, passant des communautés lithotrophes dominantes dans les environnements de déchets miniers sans végétation à des communautés hétérotrophes impliquées dans le cycle des éléments nutritifs avec végétation. Dans un deuxième temps, lors d’une expérience en serre, dix génotypes de Populus balsamiferarécoltés sur ces sites miniers et en périphérie ont été cultivés dans ces déchets miniers pendant deux saisons de croissance. Le but de cette seconde étude était de déterminer l’effet des interactions génotype-par-environnement sur les propriétés physicochimiques des substrats et des communautés microbiennes à l’aide dumétabarcodage. Bien que le type de substrat ait été identifié comme le facteur principal de la diversité et de la structure du microbiome de la rhizosphère, un effet significatif du génotype de l’arbre a également été détecté. Nos résultats mettent en évidence l’influence du génotype du peuplier baumier sur son environnement et l’importance potentielle de la sélection du génotype des arbres dans le contexte de la restauration de sites miniers