Ce travail s'intéresse à l'érosion hydrique observée dans les secteurs de collines limoneuses d'Alsace. Il aborde le cas spécifique de la monoculture de maïs grain, dont l'état de surface (EDS) influence fortement la formation du ruissellement au cours du printemps, en raison de la formation de croûtes de battance. L'objectif de ce travail est d'étudier les états de surface entre différents itinéraires techniques : technique conventionnelle (basée sur le labour), techniques sans labour et semis-direct et de mettre en évidence des différences pouvant expliquer des variations des volumes ruisselés et des pertes en terre. Pour ce faire, des observations de surface ont été réalisées en tenant compte de l'organisation spatiale des EDS créée par le travail du sol. Ces observations ont été complétées par des mesures in situ de ruissellement et de pertes en terre sous pluies naturelles et artificielles. Les principaux résultats indiquent une diminution du ruissellement et de l'érosion en non-labour et en semis-direct. Les observations de surface montrent que, entre pratiques culturales, les différences d'EDS portent essentiellement sur les interrangs. Ces résultats ont été synthétisés sous la forme d'un indicateur estimant le cumul de précipitations nécessaires pour observer l'apparition d'EDS ruisselants.

Dans le but de développer des matériaux à partir d'une ressource renouvelable de moindre coût que l'amidon, des matériaux à base de farine de maïs ont été élaborés par extrusion-injection. La caractérisation des propriétés physico-chimiques de ces matériaux a révélé que le taux de glycérol (ajouté à la farine de maïs en tant que plastifiant) et le profil des zones de cisaillement employé lors de l'extrusion influencent significativement le taux de déstructuration de l'amidon et des protéines de la farine de maïs. Ceci a pu être établi en croisant notamment les résultats de l'analyse par diffraction aux rayons X, par spectroscopie infra-rouge à transformée de Fourier, de l'analyse calorimétrique différentielle à balayage à des observations par microscopie confocale à balayage laser des matériaux. De plus, le suivi des cinétiques d'hydrolyse en sucres réducteurs de l'amidon par des enzymes amylolytiques en présence et en absence d'enzymes protéolytiques a pu être relié à la déstructuration des protéines. Les matériaux obtenus présentent cependant des inconvénients rédhibitoires pour certaines applications comme l'hygroscopie élevée et le vieillissement rapide dans le temps. L'ajout de polybutylène succinate (PBS) au mélange farine-glycérol a cependant permis de conduire à une amélioration des propriétés mécaniques et à une réduction de l'hygroscopie de ces matériaux. Les observations de la morphologie de ces matériaux par microscopie électronique à balayage ont montré que la farine de maïs et le PBS sont incompatibles et présentent une morphologie qui varie selon le taux de PBS dans le mélange (30, 50 ou 70%). L'étude de la cinétique d'hydrolyse de l'amidon de la farine de maïs par des enzymes amylolytiques a permis de mettre en évidence l'influence de plusieurs facteurs : (i) la cristallinité de l'amidon, (ii) l'aire spécifique, (iii) la porosité et (iv) la morphologie des matériaux. De plus, l'évaluation de la biodégradation par voie microbienne en milieu liquide et solide par voie aérobie ou anaérobie a montré les mêmes tendances globales que les résultats obtenus par voie enzymatique. Ainsi, les matériaux élaborés à partir des formulations présentant des proportions de PBS excédant 50 % ne sont pas biodégradables au sens de la norme ISO 14855/1999 et sont également faiblement hydrolysés par les enzymes amylolytiques.

Ce mémoire mesure les avantages et les coûts liés à l'introduction de bandes riveraines boisées, dans le milieu agricole québécois, comme moyen de filtrer la pollution de l'eau par des charges excédentaires en phosphore. Par la méthode de l'analyse avantages coûts, la rentabilité de trois systèmes agroforestiers a d'abord été évaluée d'un point de vue privé. Cette première partie nous a permis de déterminer que les bandes riveraines boisées ne sont pas rentables pour le producteur agricole surtout en raison de coûts d'entretien élevés. Par la suite, le coût privé a été comparé aux coûts et bénéfices sociaux attendus de l'agroforesterie. Les résultats de cette seconde analyse ont montré que les bénéfices sociaux liés à l'agroforesterie en milieu agricole surpassent les coûts. La conclusion principale de ce travail est qu'en introduisant la société dans l'analyse des avantages et des coûts, il a été mis en lumière que les bandes riveraines boisées constituent un moyen efficace de lutte contre la pollution diffuse d'origine agricole et ce, même si elles représentent un coût pour les producteurs agricoles. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Analyse avantages coûts, Biens et services environnementaux, Agroforesterie, Bandes riveraines, Culture de maïs, Amélioration de la qualité de l'eau, Cyanobactéries, Baie Missisquoi, Coûts privés, Bénéfices sociaux.

Le potentiel de valorisation, aussi bien pour l'alimentation animale que pour la production bioénergétique, du maïs est limité par la lignification et la réticulation des parois. L'amélioration de la dégradabilité enzymatique des lignocelluloses est un objectif important. Nous nous sommes attachés dans ce travail à l'étude approfondie de la mise en place de la lignification dans la paroi chez le maïs ainsi qu'aux facteurs biochimiques et anatomiques pariétaux qui peuvent avoir un impact sur la dégradabilité des parois. Dans la première partie de ma thèse, 8 lignées recombinantes de maïs ont été sélectionnées sur la base d'une teneur en lignine comparable pour évaluer l'impact des facteurs biochimiques sur la dégradabilité des parois et sur les performances agronomiques des maïs. Ces lignées recombinantes et leurs parents ont été analysés biochimiquement de façon approfondie. Le rendement β-O-4 au sein des lignines et la teneur en acide p-coumarique estérifié sont les deux facteurs les plus corrélés négativement et significativement à la dégradabilité des parois. Une analyse par régression multiple a montré que plus de 80% des variations de la dégradabilité de paroi, dans ces dix lignées, sont expliqués par un modèle retenant comme meilleurs régresseurs la teneur en lignines combinée au pourcentage d'unité S acylées par l'acide p-coumarique. L'étude morphologique que nous avons réalisée nous a montré que les facteurs biochimiques limitant la dégradabilité de paroi peuvent par contre s'avérer favorables pour assurer la performance agronomique de la plante via des mécanismes de plasticité pariétale. Cependant et de façon très encourageante, nous avons aussi montré qu'il était tout à fait possible de retenir du matériel amélioré en termes de qualité de paroi et qui conservait de bonnes performances agronomiques. Dans la deuxième partie de ma thèse, nous avons étudié le schéma de mise en place des parois au cours du développement des plantes pour des lignées présentant des teneurs en lignine comparables au stade ensilage mais des dégradabilités de parois contrastées. Nous avons caractérisé biochimiquement les entrenoeuds au cours du développement. En parallèle, nous avons développé une méthode de quantification de la variation de distribution spatiale des lignines au long de la coupe afin de compléter notre étude au cours du développement par une caractérisation histologique détaillée. D'un point de vue temporel, les différentes composantes pariétales sont incorporées graduellement, en fonction du stade de développement. Trois étapes majeures de développement ont été identifiées. D'un point de vue spatial, au sein de l'entrenoeud, le développement des parois est différent selon les régions. Une importante variabilité génétique a été observée pour le développement sur ces deux axes et ces variations sont associées à la variation de la dégradabilité de paroi. L'ensemble des résultats de ce travail est discuté d'une part en termes de contribution à la compréhension de la lignification des parois ainsi qu'à l'impact des différents facteurs biochimiques et histologiques sur la dégradabilité et d'autre part en termes d'application afin de proposer des solutions pour améliorer de la qualité des parois.

Cette étude porte sur la relation entre la composition et les propriétés de matériaux à base de farine de maïs. Les lipides et les résidus cellulosiques jouent le rôle de défauts ; l’amidon contrôle principalement le comportement mécanique des farines plastifiées, notamment en ce qui concerne la variation des propriétés en fonction des conditions d’ambiance. Les interactions entre l’amidon, l’eau, et les plastifiants ont été explicitées par un diagramme de phase qui comporte deux transitions. Les différents phénomènes discutés dans la littérature (anti plastification – plastification – sursaturation) ont été mis en relation avec ce diagramme de phase. Les interactions entre l’amidon et les plastifiants, ont été interprétées par un concept de stœchiométrie de sorption, qui a été appliqué à trois plastifiants : le glycérol, l’éthylène glycol et le 1,3-propanediole. Un polycondensat amphiphile original, obtenu à partir d’acide itaconique, a été étudié, pour améliorer la compatibilité de systèmes hétérophasés amidon plastifié / polybutylène succinate. Son utilisation favorise la formation d’une morphologie co-continue. / This present stydy investigates the composition-property of corn flour based materials. Lipids and cellulosic residue act like defects in these materials, starch controls the mechanical properties of corn flour based material and their variations with temperature and humidity. The interactions between starch, water and plasticizers have been highlighted in a phase diagram, in which we distinguished two transitions. The different phenomenons discussed in the literature (antiplasticization – plasticization – phase separation) were correlated with the phase diagram. The characterization of interactions between starch and plasticizers, by water sorption, was interpreted in terms of interaction stoichiometry. This method was applied for three plasticizers: glycerol, ethylene glycol and 1,3-propandiol; Amphiphilic polycondensates, obtained from itaconic acid, were used to improve the compatibilization of poly(butylene succinate) and glycerol-plasticized thermoplastic starch blends. Comptabilized blends presented a co-continuous phase.

Le développement des plantes est conditionné par leurs interactions avec le microbiote racinaire, dont le fonctionnement repose sur des fonctions élémentaires partagées par plusieurs taxons, au sein de groupes fonctionnels. Certains de ces groupes incluent des PGPR (Plant Growth-Promoting Rhizobacteria), qui stimulent la croissance des plantes grâce à différentes fonctions phytobénéfiques. L'inoculation d'une PGPR peut avoir un impact sur la physiologie de la plante et sur les autres partenaires microbiens de la racine. D'ailleurs, une PGPR inoculée peut modifier la structure génétique du microbiote racinaire global, sans que l'on sache comment cet impact se concrétise au niveau de groupes fonctionnels particuliers. L'hypothèse de cette thèse est que les PGPR inoculées peuvent modifier la structure de communautés microbiennes fonctionnelles importantes pour le développement de la plante. Ces travaux ont évalué l'impact de l'inoculation de la PGPR Azospirillum lipoferum CRT1 sur la taille et/ou la diversité des diazotrophes, des producteurs d'1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) désaminase et des producteurs de 2,4-diacétylphloroglucinol (ainsi que de la communauté bactérienne totale) dans la rhizosphère du maïs cultivé en champ sous différents intrants azotés. Nos travaux ont montré que diazotrophes et producteurs d'ACC désaminase pouvaient être co-sélectionnés dans la rhizosphère du maïs, et que l'inoculation modifiait la composition taxonomique de ces groupes fonctionnels. En conclusion, l'inoculation de PGPR module la sélection rhizosphérique de taxons telluriques portant des fonctions phytobénéfiques, ce qui pourrait contribuer aux effets phytobénéfiques observés / Plant development is influenced by interactions established with root microbiota. Microbiota functioning relies on individual functions carried out by functional groups, which often contain multiple microbial taxa. Some of these groups include plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR), which stimulate plant growth thanks to several plant-beneficial functions. PGPR inoculation may impact plant physiology and microbial partners of roots, and inoculated PGPR can modify the genetic structure of the root microbiota. However, it is not known how this impact materializes at the level of particular microbial functional groups. The hypothesis of this thesis is that inoculated PGPR will also modify the structure/composition of microbial functional groups important for plant development. This work assessed the impact of inoculation with the PGPR Azospirillum lipoferum CRT1 on the size and/or diversity of diazotrophs, 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase producers and 2,4-diacetylphloroglucinol producers (as well as the total bacterial community) colonizing the maize rhizosphere in three fields and under different nitrogen fertilization regimes. Our work showed that diazotrophs and ACC deaminase producers could be co-selected in maize rhizosphere and that PGPR inoculation modified the taxonomic composition of functional groups. To conclude, PGPR inoculation modulates rhizospheric selection of microbial members of functional groups important for plant growth, which may mediate some of the plant-beneficial effects of PGPR inoculants

La décomposition des résidus végétaux joue un rôle essentiel dans le cycle biogéochimique des éléments nutritifs et influence le fonctionnement des écosystèmes. La composition biochimique intrinsèque des résidus végétaux est un facteur clé qui influe sur les processus de décomposition dans le sol tandis que la majorité des réactions biochimiques dans le sol, liées à la biodégradation des résidus végétaux, sont catalysées par des enzymes extracellulaires produites par les microorganismes. L'objectif global de cette étude était d'acquérir des connaissances fondamentales concernant l'impact de la qualité des résidus sur les fonctions microbiennes du sol et les modes d'intervention des enzymes du sol interviennent dans la décomposition des résidus végétaux. Cet objectif a été atteint en trois parties visant à : 1) déterminer le rôle des communautés initiales des résidus i.e. les microorganismes et leurs enzymes provenant des compartiments épiphytes et endophytes, et l'effet de la qualité des résidus végétaux sur les cinétiques des enzymes extracellulaires au cours du processus de décomposition dans le sol 2) étudier l'effet des fonctions microbiennes du sol (biomasse microbienne et enzymes extracellulaires) liées à la minéralisation sur la décomposition ultérieure de résidus introduits dans le même sol 3) explorer les interactions entre la disponibilité en azote et la décomposition des composés phénoliques par l'action des activités oxydo-réductases, et développer une méthode pour mesurer ces activités dans des sols contrastés en utilisant un seul substrat. L'approche générale de cette étude a été de sélectionner les résidus végétaux de qualité chimique variable pour obtenir des cinétiques contrastées de minéralisation du C. Le maïs (Zea mays L.) a été choisi comme plante modèle en raison de variations chimiques et structurales (Mexxal, F2, F2bm1, F292bm3) des parties aériennes (feuilles, entre-nœuds) et souterraines (racines). Des tiges de lin marqué au 13C ont été utilisées pour quantifier avec précision la minéralisation du carbone dans les différents réservoirs de carbone. Afin d'évaluer les relations entre la qualité des résidus végétaux et les fonctions biologiques associées au sol, des expériences en microcosmes contrôlés ont été réalisées en utilisant des sols agricoles et forestiers. La minéralisation du carbone, les caractéristiques chimiques des résidus (teneurs en C et N, les sucres totaux et lignine), la biomasse microbienne et les activités enzymatiques (L-leucine aminopeptidase (LAP), cellobiohydrolase (CBH-1), xylanase, cellulase et la laccase) ont été déterminées à différents stades de décomposition. Les résultats de la première étude ont indiqué que les activités de micro-organismes épiphytes et endogènes étaient du même ordre de grandeur dans le cas des racines, tandis que les activités des enzymes spécifiques (cellulase, xylanase et laccase) étaient fortement corrélées à la dégradation de leurs substrats cibles (glucanes, xylanes et lignine, respectivement). Dans la seconde étude, l'addition répétée de résidus a eu peu d'effet sur la biomasse microbienne et la dynamique enzymatique, sauf la LAP et la laccase. Ces résultats suggèrent que la qualité des résidus végétaux est le principal facteur déterminant les modes d'action de la biomasse microbienne et de leurs enzymes extracellulaires durant le processus de décomposition dans le sol. Les résultats de la dernière étude ont démontré que l'addition d'azote réprimait la minéralisation du carbone des résidus les moins lignifiés (F2, F2bm1), mais n'a pas affecté celle du résidu plus lignifié (F292bm3) au cours de la décomposition à long terme. L'ABTS est apparu comme un meilleur substrat que le L-DOPA, le pyrogallol et le TMB pour estimer les activités phénoloxydase et peroxydase.Mots clés: décomposition, biomasse microbienne, enzymes extracellulaires, qualité des résidus, maïs. / Plant residue decomposition plays a pivotal role in the biogeochemical cycling of nutrients and influences ecosystem functioning. The intrinsic biochemical composition of plant residues is a key factor influencing decomposition processes in soil while the majority of biochemical reactions in soil, related to the biodegradation of plant residues, are catalyzed by extracellular enzymes produced by microorganisms. The overall goal of this research study was to gain fundamental knowledge regarding the impact of residue quality on soil microbial functions and the principles by which soil enzymes mediate plant residue decomposition. This goal was achieved in three parts: 1) to determine the role of the initial residue community i.e. microorganisms and enzymes from the epiphytic and endophytic compartments and effect of plant residue quality on the extracellular enzyme kinetics during the decomposition process in soil 2) to investigate the effect of soil microbial functions (microbial biomass and extracellular enzymes) on the subsequent residue decomposition in the same soil 3) to explore the interactions between nitrogen availability and the decomposition of phenolic compounds through the action of oxydo-reductase enzymes activities and to develop a method to measure these activities in contrasted soils using a single substrate. The general approach of this study was to select plant residues with variations in their chemical quality to obtain contrasted C mineralization kinetics. Maize (Zea mays L.) was selected as a model plant because of variations in chemical and structural characteristics (Mexxal, F2, F2bm1, F292bm3) of aerial (leaves, internodes) and underground parts (roots). 13C-labeled flax stems were used to quantify accurately carbon mineralization in different carbon pools. To assess the relationships between plant residue quality and associated soil biological functions, controlled microcosm experiments were performed using agricultural and forest soils. Carbon mineralization and chemical characteristics (C and N contents, total sugars and lignin contents) of the plant residue, microbial biomass and enzyme activities (L-leucine aminopeptidase (LAP), cellobiohydrolase (CBH-1), xylanase, cellulase and laccase) were determined at different stages of decomposition. The results of first study indicated that activities of epiphytic and endogenic microorganisms were of the same order of magnitude in case of roots while the activities of specific enzymes (cellulase, xylanase and laccase) were highly correlated to the degradation of their target substrates (glucans, xylans and lignin, respectively). In the second study, little effect of repeated residue addition was observed on microbial biomass and enzyme dynamics except LAP and laccase. These results suggest that plant residue quality is the main factor which determines the fate/patterns of microbial biomass and their extracellular enzymes during decomposition process in soil. The results of last study demonstrated that nitrogen addition repressed the carbon mineralization of less lignified residues (F2, F2bm1) but did not affect more lignified residue (F292bm3) in long term decomposition. For estimation of phenol oxidase and peroxidase activities, ABTS appeared as a better substrate than L-DOPA, pyrogallol and TMB.Key words: decomposition, microbial biomass, extracellular enzymes, residue quality, maize.

Depuis le début de la décennie 2000, le marché du maïs connaît un changement profond. D'une part, le prix enregistre une volatilité extrême sans précédent. D'autre part, ce marché bénéficie d'un déferlement massif des investisseurs financiers. Il offre des opportunités d'investissements financiers rentables en raison des crises récurrentes sur le marché boursier. Il est intéressant pour des investisseurs (spéculateurs, fondamentalistes, arbitragistes) d'avoir connaissance des résultats d'analyse des variations extrêmes du prix du marché du maïs. La maîtrise des variations extrêmes du prix permet une meilleure gestion du risque. Des études ont déjà été menées dans cette direction en utilisant des techniques du type « VaR ». Cependant, les différents modèles de gestion du risque par la VaR souffrent de certaines limites. Ils supposent l'hypothèse de la normalité des distributions. Or, la distribution des rendements du maïs montre des valeurs extrêmes. Cela ne permet pas une bonne appréciation du risque. Afin de contribuer à l'analyse des variations extrêmes de prix sur le marché du maïs, nous faisons appel aux modèles GARCH et à la théorie des valeurs extrêmes. Puis, dans un cadre multi-varié, le lien entre rendements spots et futures exprime le degré de la dépendance. Il permet ainsi d'analyser l'effet de la spéculation. Pour cela, nous utilisons la théorie des valeurs extrêmes couplée à la mesure de la dépendance qu'on appelle « copule » pour cerner les mouvements extrêmes des variations du prix au delà d'un seuil. En effet, la théorie des copules propose toute une gamme de fonctions capable de mesurer la dépendance asymétrique aux queues de la distribution des rendements spots et futures du maïs. / Since the early 2000s, the corn market is undergoing a profound change. On the one hand, the price has experienced unprecedented extreme volatility. Moreover, this market has a massive outpouring of financial investors. The corn market offers profitable financial investments due to recurrent crises in the stock market opportunities. It is interesting for investors (speculators, fundamentalists, arbitrageurs) to be aware of the analysis of extreme price changes in corn results. The mastery of extreme price changes provides better risk management. Studies have already been conducted in this direction by using techniques such as "VaR". However, the different models of risk management VaR suffer from certain limitations. They assume the assumption of normality of distributions. However, the distribution of return corn shows extreme values. This does not allow a proper assessment of risk. To contribute to the analysis of extreme price changes in the corn market, we use the GARCH models and the theory of extreme values. Then, in a multi-varied context, the link between returns and future spots expresses the degree of dependence. It allows analyzing the effect of speculation. We use extreme value theory coupled to the measure of dependence called "copula" to identify extreme movements of price changes beyond a threshold. Indeed, copula theory offers a range of features that can measure the asymmetric dependence tails of the distribution of spot return and futures of corn.

Le phosphore (P) est un élément indispensable pour la croissance des plantes. De nombreux travaux montrent des réponses très précoces à une limitation de la disponibilité en P. Pendant la germination et la croissance juvénile, la demande en P des plantules peut être satisfaite par la remobilisation des réserves en P des graines et le prélèvement racinaire. Les objectifs de la thèse sont d’étudier la contribution respective de la remobilisation des réserves en P des graines et du prélèvement racinaire de P à l’alimentation en P des plantules de maïs, et les interactions entre ces deux processus. Différentes expériences ont été conduites pour i) étudier les cinétiques de la remobilisation des réserves en P des graines, ii) identifier précisément le début du prélèvement de P exogène par les racines, iii) quantifier la contribution relative de ces flux à l’alimentation en P de la plantule, iv) comprendre les interactions entre ces flux. Des graines riches et des graines pauvres en P on été cultivées à différents niveaux de disponibilités P exogènes pendant quatre semaines. Le traçage isotopique du P exogène (32P) a été utilisé pour quantifier le flux de prélèvement et calculer le flux de remobilisation du P des graines. Initialement, 86% du P sous forme phytate et 13% du C de la graine est localisé dans le scutellum indépendamment du niveau de richesse en P de la graine. 4 jours après le semis, 98% des phytates des graines sont hydrolysés. La cinétique d’hydrolyse des phytates est indépendante de la richesse en P des graines et de la disponibilité en P dans le milieu. Le P issu de l’hydrolyse des phytates est stocké temporairement dans la graine avant d’être transporté vers les organes en croissance de la plantule. Le prélèvement de P exogène commence dès l’émergence de la radicule (4ième jour) et dépend de la disponibilité en P dans le milieu. L’initiation du prélèvement et son intensité ne dépend pas du flux de remobilisation des réserves en P de la graine. Le P issu de la remobilisation et du prélèvement est distribué dans les mêmes proportions entre les parties ariennes et racinaires. Un bilan de P à l’échelle de la plantule entière et de la graine a permis de mettre en évidence un efflux de P depuis la graine vers l’extérieur pendant la phase d’hydrolyse des phytates. La modélisation des flux de P pendant la germination et la croissance précoce permet de rendre compte des observations sous l’hypothèse d’absence d’interaction entre les flux de remobilisation et de prélèvement de P bien que ces deux processus se chevauchent dans le temps. Nos résultats démontrent l’importance de la disponibilité locale en P dans le milieu pendant les stades précoces indépendamment du niveau de richesse en P des graines. / Phosphorus (P) is an essential element for plant growth. Many studies have shown a very early seedling response to the limitation on the availability of P. During germination and early growth, the seedling P demand may be satisfied by the remobilization of seed P reserves and exogenous P uptake by developing roots. The objective of the thesis was to study the relative contribution of remobilization of seed P reserves, the exogenous P uptake by seedling roots and the interaction between these two processes. Various experiments were conducted to i) study the kinetics of the remobilization of seed P reserves, ii) identify precisely the beginning of exogenous P uptake by seedling roots, iii) quantify the relative contribution P fluxes in developing seedlings and iv) the interaction between these two P fluxes. Seeds with low and high P reserves were cultivated at different levels of exogenous P availability for the growth period of four weeks. The exogenous P was labelled with radioactive P (32P) to identify and quantify the P flux in young seedlings coming from exogenous P uptake and seed P reserves remobilization. Initially, 86% of P in the form of phytate and 13% C of seed reserves is localised in scutellum regardless of P initial seed P reserves. Four days after germination, 98% of seed phytate reserves are hydrolyzed. The kinetics of seed phytate hydrolysis was independent of seed P reserves and exogenous P availability. The hydrolyzed forms of phytate were temporarily stored in the seed before being translocated towards newly growing seedling compartments. The exogenous P uptake started soon after the radicle emergence (4th day) and depend mainly on the availability of exogenous P in the growth medium. The beginning of exogenous P uptake and its intensity was not influenced by the seed P reserves remobilization. The proportion of distribution of remobilized seed P reserves and the exogenous P uptake was similar among seedling shoot and roots. The whole seed and seedling P budget showed the significant P losses from germinating seeds by P efflux with the beginning of phytate hydrolysis in seeds. We proposed a model for the seed P remobilization and exogenous P uptake during germination and early growth. Assuming no interaction between seed P reserves remobilization and exogenous P uptake, the simulations were found to be in close agreement with experimental data. Our results showed the importance of exogenous P availability in growth medium during early growth stages regardless of seed P reserves.

Ce projet de thèse s’inscrit dans un contexte de changement climatique et de remplacement des énergies fossiles, où la réduction des apports en eau et l’optimisation de la valorisation de la biomasse sont deux enjeux majeurs des systèmes de productions durables. La dégradabilité de la biomasse est principalement limitée par la dégradabilité des parois et afin de l’améliorer, il est nécessaire de comprendre quels facteurs sont impliqués dans cette limitation de dégradabilité. Plusieurs études ont montré que la dégradabilité pariétale est impactée par la composition et la structure de la paroi mais aussi par la distribution des tissus lignifiés au sein des organes. Pour faire la part entre l’impact de la biochimie et celui de l’histologie sur la dégradabilité dans différentes conditions d’irrigation, des outils haut-débit de quantifications biochimiques et histologiques ont été développés et dédiés à l’étude d’entrenoeuds portant l’épi principal. Les études ont porté sur un panel de diversité génétique de maïs et d’une population de lignées recombinantes, cultivés durant plusieurs années dans des conditions d’irrigation contrastées dans le sud de la France. Nos résultats mettent en évidence que le déficit hydrique induit une augmentation de la dégradabilité pariétale, accompagnée par une diminution de la teneur en lignines pariétales et par une induction préférentielle d’une lignification corticale, plus p-coumaroylée. De façon originale, nous avons aussi cartographié 90 QTLs de caractères histologiques dans les différentes conditions d’irrigation sur le génome du maïs. Plus particulièrement, une large région entre le bin 1.07 et le bin 1.11 est impliquée dans les variations observées du nombre de faisceaux vasculaires et de la surface de section des entrenoeuds. De façon globale, de nombreux QTLs de composition pariétale de l’entrenoeud co-localisent avec ceux obtenus au niveau de la plante entière sans épis chez la même population. Enfin nous avons pu démontrer que le choix de l’entrenoeud portant l’épi principal est judicieux pour représenter à la fois les caractéristiques histologiques des tiges entières et biochimiques de la biomasse lignocellulosique des plantes entières. Ainsi, les caractéristiques histologiques et biochimiques des entrenoeuds de maïs sont proposées comme des cibles de choix pour sélectionner des lignées de maïs résilientes au déficit hydrique. / This PhD project encompass in a context of global warming and replacement of fossil resources, where both water supply decrease and biomass valorisation optimisation are two major issues for providing sustainable systems of production. Biomass degradability is mainly limited by cell wall degradability and in order to improve it, it is necessary to understand what are the factors involved in the limitation of the degradability. Several studies have shown that cell wall degradability is impacted by the structure and the composition of the cell wall but also by the distribution of the lignified tissues within the organs. To decipher the impact of the biochemistry and from the one of the histology on degradability under different watering conditions, high-throughput quantifications tools for histology and biochemistry have been developed and dedicated to the study of the internode carrying the main ear. The studies were conducted on a maize genetic diversity panel and a recombinant inbred lines population, cultivated during several years under contrasted irrigation conditions in South of France. Our results highlight that water deficit induce an increase of the cell wall degradability, associated to a decrease of the cell wall lignin content and a preferential induction of a cortical lignification, more p-coumaroylated. In original ways, we also detected 90 QTLs for histological traits under the different irrigations scenarios on the maize genome. More particularly, a large region between bin 1.07 and bin 1.11 is involved in the observed variations of the bundle number and the stem section area of the internodes. More generally, numerous QTLs of cell wall composition of the internode co-localised with the ones detected for the whole plant without ear level in the same population. Finally we were able to demonstrate that the choice of the internode carrying the main ear is judicious to represent both histological characteristics from the whole stem and biochemical characteristics from the lignocellulosic biomass of the whole plant. Thus, histological and biochemical traits in maize internode are proposed as particular targets to select lines resilient to water deficit.