Le doryphore de la pomme de terre (DPT), Leptinotarsa decemlineata (Say) est l'insecte ravageur qui cause les dommages les plus importants aux cultures de la pomme de terre. Jusqu'à présent, le principal moyen utilisé pour lutter contre ce ravageur est l'application régulière d'insecticides chimiques. Cependant, de nombreuses études ont démontré que le DPT développe au fil du temps une résistance accrue envers tous les produits chimiques utilisés pour sa répression. De plus, l'utilisation massive et incontrôlée de ces produits chimiques entraîne souvent la contamination de l'environnement et peut ainsi causer des problèmes de santé humaine. La lutte biologique contre le DPT à l'aide de l'insecte prédateur naturel, Perillus bioculatus, a été démontrée comme l'alternative la plus prometteuse aux insecticides chimiques à petite échelle, mais la littérature scientifique et technique sur les modes de manutention et d'introduction au champ des insectes prédateurs est presque inexistante. Dans le contexte d'une agriculture respectueuse de l'environnement, le défi majeur est alors de mettre en application l'utilisation de cet agent de lutte sur de grandes superficies en culture. L'objectif principal de ce travail de recherche était alors de définir les conditions adéquates de transport et d'entreposage à la ferme, à court terme, des larves du stade 2 du prédateur Perillus bioculatus. Les résultats obtenus ont confirmé qu'il est possible d'entreposer ces jeunes larves pour une durée de 8 jours à une température variant entre 9 et 15°C. De plus, il est possible de les conserver dans la noirceur pour une période allant jusqu'à 10 jours sans affecter de façon évidente leur survie ou leur développement physiologique.

Des complexes insolubles d'IPL/PFM ont été formés à pH 4.0, 3.5, 3.0 et 2.5 par le mélange de solutions d'isolât de protéines de lactosérum (IPL) et de pectine faiblement méthylée (PFM). L'acidification a été réalisée soit avant, ou après le mélange de solutions avec des ratios protéines:polysaccharide (P:Ps) de 2:1, 1:1 et 1:2 (0.4% de polymères totaux). La caractérisation des complexes a démontré, qu'au ratio 2:1, la turbidité et le rendement en complexes étaient optimaux à un pH aux environs de 3.0. De plus, les complexes obtenus par acidification après mélange des solutions avaient une taille plus petite et constante. L'évaluation de Pencapsulation d'ingrédients hydrosolubles par les complexes IPL/PFM en fonction de leur concentration a été effectuée aux pH 4.0, 3.5, 3.0 et 2.5 et au ratio P:Ps de 2:1. Les concentrations utilisées étaient de 0, 0.002, 0.01, 0.05 et 0.1% pour la thiamine et de 0.1, 0.2 et 0.3% pour les anthocyanes. L'encapsulation d'anthocyanes en fonction du ratio P:Ps à pH 3.5 a été aussi évaluée avec l'incorporation de 0.025% p/p d'anthocyanes dans les complexes aux ratios de 2:1 et 1:1. Le contenu en thiamine des complexes ainsi que l'efficacité d'encapsulation (4-7%) étaient optimaux à pH 3.5. Les hautes concentrations en thiamine ont entraîné une diminution du rendement en complexes à pH 3.5 mais aussi une augmentation du contenu en thiamine dans les complexes. L'efficacité d'encapsulation des anthocyanes était plus élevée avec le ratio P:Ps 2:1 comparativement au ratio 1:1. La protection d'ingrédients hydrosolubles par les complexes IPL/PFM a été évaluée dans du jus de pomme (pH 3.5) contenant des anthocyanes encapsulés. Le jus a été pasteurisé à 90°C/12 s et entreposé à 11 000 lux/40°C pendant 14 jours. La chaleur a entraîné la diffusion d'une proportion importante des anthocyanes encapsulés vers l'extérieur des complexes mais la quantité d'anthocyanes résiduelle dans les complexes est demeurée constante tout au long de l'entreposage. L'étude de la stabilité des complexes IPL/PFM, contenant de la thiamine, dans un système digestif modèle a démontré que les complexes ont libéré totalement leur contenu en thiamine dans le compartiment stomacal. Cet effet serait du au pH très acide du compartiment qui aurait dissocié le complexe IPL/PFM. Les résultats de cette recherche démontrent que le complexe IPL/PFM constitue une approche prometteuse pour l'encapsulation d'ingrédients hydrosolubles dans les aliments acides. / Insoluble WPI-LMP complexes have been formed at pH 4.0, 3.5, 3.0, and 2.5 by mixing whey protein isolate (WPI) and low methoxyl pectin (LMP) solutions. The acidification was performed before or after the mixing of the solutions at proteimpolysaccharide (P:Ps) ratios of 2:1, 1:1, and 1:2 (0.4% total polymer). Characterization of the complexes demonstrated that at P:Ps ratio 2:1, the turbidity and the sedimental complex yield were optimal around pH 3.0. In addition, complexes obtained by post-blending acidification had small and constant particle sizes. Evaluation of water soluble ingredients encapsulation by WPI-LMP complexes as a function of ingredients concentration was achieved at pH 4.0, 3.5, 3.0, and 2.5 and at P:Ps ratio 2:1. Ingredients concentrations used were 0, 0.002, 0.01, 0.05 and 0.1% for thiamine and 0.1, 0.2 et 0.3% for anthocyanins. Anthocyanins entrapment as a function of the ratio at pH 3.5 has also been achieved with the incorporation of 0.025% w/w anthocyanins in the complexes at P:Ps ratios of 1:1 and 2:1. Thiamine content of the complexes as well as the entrapment efficiency (4-7%) was optimal at pH 3.5. High concentrations of thiamine induced a decrease of the sedimentable-complexes yield at pH 3.5 but increased thiamine content of the complexes. P:Ps ratio 2:1 provided higher entrapment efficiency of anthocyanins than ratio 1:1. The protecting effect of the WPI-LMP complexes was evaluated in apple juice (pH 3.5) containing encapsulated anthocyanins. The juice was pasteurized at 90°C/12 s and stored at 11 000 lux/40°C for 14 days. Although the heat induced the diffusion of a large portion of anthocyanins out of the complexes, the residual amount of anthocyanins in the complexes remained constant during storage. The study of the stability of WPI-LMP complexes, containing thiamine, in a gastrointestinal System demonstrated that complexes delivered the whole thiamine content in the stomach compartment. This effect was probably due to the very acidic pH of the compartment, which may have dissociated the complexes. The results of this project demonstrated that WPI-LMP complexes represent a promising tool for water soluble ingredients encapsulation in acidic foods.

Les invasions biologiques sont un fardeau économique important si elles affectent des ressources critiques pour l’alimentation, la sante humaine ou les productions agricoles. Les ravageurs de la pomme de terre sont un challenge économique important tant ce tubercule est un aliment clé dans les pays andins. Il est possible de suivre la dispersion récente de la teigne du Guatemala, T. solanivora en Amérique du Sud depuis son introduction au Vénézuela à sa propagation progressive vers le sud. Par ailleurs, les invasions récentes fournissent un modèle unique pour analyser les processus d’adaptation de tout l’écosystème receveur au nouveau venu. Cette introduction de T. solanivora et sa coexistence avec la teigne endémique Phthorimaea operculella, nous offre la possibilité d’étudier l’adaptation de populations virales inféodées à P. operculella au nouvel hôte T. solanivora. Une étude de terrain a été engagée dans les régions productrices de pomme de terre en Colombie. A partir des larves de T. solanivora collectées sur 5 sites distincts, des infections à granulovirus ont été détectées. Tous les isolats viraux sont apparentés au Phthorimaea operculella granulovirus (PhopGV) précédemment décrit. Des différences de pathogénicité envers les deux hôtes ont été observées. Une variabilité a été détectée pour certains isolats au niveau de deux marqueurs génétiques. Les populations présentant une diversité génétique s’avèrent plus pathogènes sur les deux hôtes que des populations génétiquement homogènes. Elles offrent une opportunité pour le contrôle biologique de ces ravageurs. Des populations artificielles ont été construites pour mimer des populations naturelles mélangées. Elles se comportent de la même manière d’un point de vue biologique, mais l’évolution de la fréquence des marqueurs n’est pas liée à l’efficacité biologique, ce qui suggère que des différences non détectées dans le génome pourraient être responsables de l’adaptation de l’hôte. La productivité des infections dans les deux hôtes a été étudiée car elle est la clé de voute du développement d’un agent de contrôle biologique. Les productivités sur P. operculella (1,36 à 2,69 × 108 OBs/ mg) et T. solanivora (0,48 à 3,64 × 108 OBs/mg) ne sont pas très différentes. Les populations génétiquement mélangées ne se distinguent pas des populations homogènes par leur production totale dans l’un ou l’autre des deux hôtes, cependant, les rendements (production virale/inoculum) montrent des différences claires, les populations mélangées (naturelles ou artificielles) sont plus performantes sur les deux hôtes. Aucune réduction de la pathogénicité sur l’hôte d’origine n’a été observée après plusieurs cycles de réplication de la population virale sur l’hôte alternatif. Les populations virales originellement adaptées à P. operculella ont évolué pour infecter T. solanivora. Dans les régions où les deux hôtes sont présents, les populations virales développent une stratégie pour être efficaces sur les deux hôtes. / Biological invasions constitute an important economical burden when they affect key resources for human alimentation, health or agronomic productions. Potato pests are important as this tuber is a key food source in Andean countries. The recent dispersion of the Guatemalan potato tuber moth, T. solanivora in South America can be traced back to the introduction in Venezuela, with progressive dispersion towards the South. Recent invasions provide, in addition, a unique model to analyse the process of adaptation of the whole receiving ecosystem to the new comers. This introduction of T. solanivora and its coexistence with the endemic potato tuber moth, Phthorimaea operculella offer us the possibility of studying the adaptation to T. solanivora of virus populations infeodated to the later. A survey has been carried out in the potato-producing regions of Colombia. From the T. solanivora larvae collected, granulovirus infections were detected in five different locations. All virus isolates are related to the previously described Phthorimaea operculella granulovirus (PhopGV). Differences in the pathogenicity against the two hosts were observed. Variability was detected in some isolates at two genetic markers. Genetically diverse populations appear to be more pathogenic for both hosts than genetically homogeneous populations. They provide a possible solution for the biological control of these insect pests. Artificial populations were constructed to mimic the mixed natural populations. They behave similarly from a biological point of view, but the evolution of the markers frequencies is not related to the biological efficacy, suggesting that undetected differences in the genomes could be responsible of this host adaptation. The productivity of the infections in both hosts has been studied as it constitutes a key point for the development of a biocontrol agent. The productivity in P. operculella (1.36 to 2.69 × 108 OBs/ mg) and T. solanivora (0.48 to 3.64 × 108 OBs/mg) are not very different. Genotypically mixed populations cannot be differentiated from homogeneous populations by their total production in one or the other host, however, the yields (virus output/doses to infect) show clear differences, mixed populations (natural or artificial) perform better in both hosts. No reduction in the pathogenicity for one host was observed after few cycles of replication of the virus population in the second host. Virus populations originally adapted to P. operculella had evolved to infect T. solanivora. In regions where both host are present, the populations developed a strategy to be efficient on both hosts.

L’hexokinase (HK) est la première enzyme du métabolisme des hexoses et catalyse la réaction qui permet aux hexoses d’entrer dans le pool des hexoses phosphates et donc par le fait même la glycolyse. Bien que le glucose soit son principal substrat, cette enzyme peut aussi phosphoryler le mannose et le fructose. Malgré son importance dans le métabolisme primaire, l’HK n’a jamais été purifiée à homogénéité sous forme native. Le but de ce travail était donc de purifier une isoforme d’HK à partir de tubercule de Solanum tuberosum et par la suite de caractériser ses propriétés cinétiques. Bien avant que je commence mon travail, un groupe de recherche avait déjà séparé et partiellement purifié trois isoformes d’HK de S. tuberosum. Un protocole d’extraction était donc disponible, mais l’HK ainsi extraite était peu stable d’où le besoin d’y apporter certaines modifications. En y ajoutant certains inhibiteurs de protéases ainsi qu’en modifiant les concentrations de certains éléments, le tampon d’extraction ainsi modifié a permis d’obtenir un extrait dont l’activité HK était stable pendant au moins 72h après l’extraction, en empêchant la dégradation. À l’aide du tampon d’extraction optimisé et d’une chromatographie sur colonne de butyl sépharose, il a été possible de séparer 4 isoformes d’HKs. Par la suite, une isoforme d’HK (HK1) a été purifiée à l’homogénéité à l’aide de 5 étapes de chromatographie supplémentaires. En plus de caractériser les propriétés cinétiques de cette enzyme, l’analyse de séquençage par MS/MS a permis de l’associer au produit du gène StHK1 de Solanum tuberosum. Avec une activité spécifique de 10.2 U/mg de protéine, il s’agit de l’HK purifiée avec l’activité spécifique la plus élevée jamais rapportée d’un tissu végétal.L’ensemble des informations recueillies lors de la purification de HK1 a ensuite été utilisée pour commencer la purification d’une deuxième isoforme (HK3). Ce travail a permis de donner des lignes directrices pour la purification de cette isoforme et certains résultats préliminaires sur sa caractérisation enzymatique. / Hexokinase (HK) catalyzes the first step of hexose metabolism by phosphorylating hexose to generate the corresponding hexose phosphate thereby allowing hexose entrance in glycolysis. Even though glucose is the main substrate, HK can also phosphorylate a broad spectrum of hexoses. Despite its importance this enzyme has never been purified to homogeneity in a native form. The aim of this work was therefore to purify this enzyme from Solanum tuberosum tubers and subsequently characterize its kinetic properties. Before I started this work, another group had already separated and partially purified 3 HK isoform from S. tuberosum. An extraction protocol was available but improvement was necessary since the extracted HK had little stability. By adding some protease inhibitors and by modifying the concentration of certain components in the extraction buffer we were able to obtain an extract with a HK activity stable for at least 72 h after extraction by preventing degradation. With this buffer and chromatography on butyl sepharose it was possible to separate 4 HK isoforms from S. tuberosum. After 5 more chromatographic steps, one HK isoform was purified to homogeneity (HK1). This enzyme was characterized and sequenced by MS/MS. We were able to associate this protein sequence with the gene product of StHK1 from S. tuberosum. With a specific activity of 10.2 U/mg of protein, this is the HK with the highest specific activity ever reported from a plant tissue. All the information gathered while purifying HK1 was used to undertake the purification of a second isoform (HK3). We were able to obtain preliminary results on its kinetic properties.

C'est en 1954 que les paysans de la commune rurale d’Imanan, située dans l’Ouest du Niger, ont commencé la pratique de la culture de pomme de terre. D’une simple culture d’appoint associée à d’autres spéculations, la production de pomme de terre fait partie intégrante des systèmes de productions locaux. C’est la principale stratégie adaptative des paysans de l’Imanan pour faire face aux crises alimentaires. Plusieurs facteurs d’ordres économique, social et politique, en lien étroit avec l’évolution et les événements locaux ont contribué à sa diffusion et à son expansion. Culture de rente tournée vers le marché, la pomme de terre permet aux exploitants d’accéder à des revenus contribuant fortement à la subsistance des ménages. Dans un contexte marqué par des différenciations économiques et sociales entre groupes sociaux, la production de pomme de terre, de par les revenus qu’elle procure aux paysans, favorisent l’autonomisation des groupes sociaux défavorisés dont les jeunes et les femmes. Mais seuls les exploitants qui peuvent mobiliser suffisamment de ressources financières peuvent rentabiliser la production. La différence des revenus que tirent les producteurs de la culture de la pomme de terre est notamment liée à l’accès de ceux-ci aux plants, à l’utilisation de la motopompe et à l’emploi d’une main d’œuvre agricole externe. Le manque d’organisation adéquate de la filière pomme de terre conjugué à la faiblesse des alternatives de financement ne permettent pas à certains producteurs de s’en passer des commerçants (Maï Gida) grossistes de la filière pomme de terre. Les producteurs sont contraints de vendre leurs produits aux commerçants du « Petit marché » de Niamey. / It is in 1954 when the farmers of the rural district of Imanan, situated in the West of Niger, began the practice of the culture of potato. Of a simple culture of supplement associated with other speculations, the production of potato is an integral part local systems of productions. It is the main adaptive strategy of the farmers of the Imanan to face food crises. Several factors of economic, social and political orders, in narrow link with the evolution and the local events contributed to his distribution and to its expansion. Culture of pension was turned (shot) to the market; the potato allows the developers to reach income contributing strongly to the subsistence of the households (house works). In a context marked by economic and social differentiations between social groups, the production of potato, due to the income which she (it) gets to the farmers, favor the empowerment of the disadvantaged social groups among which the young people and the women. But only the developers who can mobilize enough financial resources can make profitable the production. The difference of the income which pull the producers of the culture of the potato is bound in particular to the access of these to plants, to use of the motor-pump and to employment of an external agricultural workforce. The lack of adequate organization of the sector apple of earth conjugated to the weakness of the alternatives of financing does not allow certain producers to take place storekeeper (Maï Gida) wholesalers of the sector potato. The producers are forced to sell their products to the storekeepers of the " Small market " of Niamey.

Les modalités d'intégration dans les exploitations de nouveaux cahiers des charges générés par la segmentation du marché ont été étudiées sur la culture de pomme de terre, compte tenu de la différenciation des produits finaux des filières de transformation et du frais. Cette étude a porté sur l'analyse des décisions techniques prises par les agriculteurs dans un échantillon de seize exploitations de la région de Picardie. L'analyse comparative des divers cahiers des charges a permis de discerner selon le degré d'élaboration du produit final dans l'exploitation, trois types de produits: matière première, produit semi-fini et produit fini. Le niveau d'exigences par opération technique a été classé selon la manière de contrôler l'application par les agriculteurs des consignes de moyens en trois catégories: obligatoire, recommandé et indifférent. L'intégration de ces exigences exogènes dans la gestion de la sole d'une exploitation obéit à un principe de respect d'une obligation et à un principe de simplification. Le premier signifie que si une opération est obligatoire sur un type de produit, l'agriculteur respecte cette obligation au moins sur ce type de produit. Le principe de simplification stipule que lorsqu'une opération est indifférente sur la sole dans son ensemble, elle est conçue par l'agriculteur pour être homogénéisée le plus possible sur la sole. L'effet d'entraînement, conséquence des ces deux principes, consiste à extrapoler le plus possible sur la sole une exigence technique obligatoire ou recommandée pour un type de produit. Le nombre des lots de parcelles par opération qui en résulte est le plus souvent inférieur au nombre de produits présents dans la sole, mais supérieur ou égal au nombre d'obligations concernant l'opération. A l'échelle de l'ensemble du cycle cultural, les lots de culture sont généralement inférieurs au nombre de types de produits.

Lagent de lutte biologique Aureobasidium pullulans souche Ach1-1 a présenté une grande potentialité dans le contrôle de Penicillium expansum, lagent causal de la pourriture bleue des pommes en conservation. Les mécanismes daction qui sont les plus impliqués dans son activité antagoniste ont été analysés, au cours de ce travail. Daprès des essais de protection réalisés sur pommes blessées, il apparaît que lefficacité de cette souche nest pas liée essentiellement à la sécrétion des métabolites toxiques dans le milieu ou à linduction de la résistance de fruit. Par contre, le mécanisme de la compétition pour la nutrition semble jouer un rôle important. Dans les essais in vitro, la souche antagoniste Ach1-1 a eu un important effet inhibiteur de la germination des conidies de P. expansum dans des milieux de jus de pomme à des faibles concentrations. Mais cet effet était réversible et les conidies inhibées étaient capables de germer une fois remises dans des conditions favorables en éléments nutritifs. Sur pommes blessées, leffet protecteur de la souche Ach1-1 vis-à-vis de P. expansum a été significativement affaibli par lajout dans les blessures de concentrations élevées des principaux composants des pommes en sucres, en vitamines et particulièrement en acides aminés. Il apparaît que lantagoniste exerce une activité fongistatique plus que fongicide vis-à-vis de P. expansum et agit par une compétition efficace pour les éléments nutritifs des blessures des pommes sans affecter la viabilité des conidies du pathogène. Une application exogène des acides aminés des pommes avec des concentrations croissantes dans les blessures a progressivement réduit lactivité antagoniste de la souche Ach1-1 sans altérer son développement dans les blessures, montrant que la compétition pour les acides aminés joue un rôle important dans la suppression de P. expansum. Ce résultat a été appuyé par lanalyse biochimique de la cinétique de lépuisement des acides aminés dans les blessures des pommes qui a montré que ces composés et particulièrement la sérine, la glycine et lacide glutamique sont mieux métabolisés par la souche antagoniste que par le pathogène. Lajout en excès de ces trois acides aminés en groupe ou individuellement dans les blessures des pommes a fortement réduit lefficacité de la souche Ach1-1 vis-à-vis de P. expansum. De plus, la présence de la sérine et la glycine avec des concentrations élevées dans des milieux synthétiques ne présentant aucune source azotée, a réduit leffet inhibiteur de la germination des conidies de P. expansum par la souche Ach1-1. Ainsi, ces acides aminés semble être parmi les éléments les plus limitants dans le mécanisme de la compétition./The biocontrol agent Aureobasidium pullulans strain Ach1-1 was very effective against Penicillium expansum, the causal agent of blue mold on stored apple. Modes of action that could be involved in its biocontrol activity were analysed in this work. According to some biocontrol trials on wounded apples, it appears that neither the production of metabolites nor the induction of fruit resistance were the principal modes of action of this strain. However the mechanism of nutrient competition appears to play an important role. In in vitro assays, the strain Ach1-1 had an important inhibitory effect of conidial germination of P. expansum in apple juice at low concentrations. However this inhibitory effect was suppressed when inhibited conidia were placed in favourable nutrients conditions. On wounded apples the protective activity of strain Ach1-1 against P. expansum was significantly reduced by adding, in the wounds, high concentrations of major apple compounds of sugar, vitamins and most particularly amino acids. It appears that the antagonist exerts a fungistatic rather than fungicidal activi ty on P. expansum as it can deplete limiting nutrient available at the infection site and inhibit conidia germination without affecting their viability. Moreover, an exogenous application of increasing apple amino acids concentrations in wounds had progressively reduced the antagonist activity of strain Ach1-1 without altering its development in wounds, suggesting that competition for apple amino acids by strain Ach1-1 plays an important role in suppressing P. expansum. This finding was strengthened by a time-course analysis of wounds amino acids during apple incubation in witch the strain Ach1-1 was able to assimilate apple amino acids better than P. expansum, most particularly Serine, Glycin and Glutamic acid. Exogenous additions of these three amino acids at high concentrations on apple wounds as a mixture or individually, strongly lowered the Biocontrol activity of strain Ach1-1. Moreover, the existence of amino acids serine and glycin at high concentration in synthetic media, without any nitrogen source, was able to reduce the inhibitory effect of conidial germination of P. expansum by the strain Ach1-1.Therefore these amino acids could be among the most limited nutrients in the mechanism of competition.

L’hexokinase (HK) est la première enzyme du métabolisme des hexoses et catalyse la réaction qui permet aux hexoses d’entrer dans le pool des hexoses phosphates et donc par le fait même la glycolyse. Bien que le glucose soit son principal substrat, cette enzyme peut aussi phosphoryler le mannose et le fructose. Malgré son importance dans le métabolisme primaire, l’HK n’a jamais été purifiée à homogénéité sous forme native. Le but de ce travail était donc de purifier une isoforme d’HK à partir de tubercule de Solanum tuberosum et par la suite de caractériser ses propriétés cinétiques. Bien avant que je commence mon travail, un groupe de recherche avait déjà séparé et partiellement purifié trois isoformes d’HK de S. tuberosum. Un protocole d’extraction était donc disponible, mais l’HK ainsi extraite était peu stable d’où le besoin d’y apporter certaines modifications. En y ajoutant certains inhibiteurs de protéases ainsi qu’en modifiant les concentrations de certains éléments, le tampon d’extraction ainsi modifié a permis d’obtenir un extrait dont l’activité HK était stable pendant au moins 72h après l’extraction, en empêchant la dégradation. À l’aide du tampon d’extraction optimisé et d’une chromatographie sur colonne de butyl sépharose, il a été possible de séparer 4 isoformes d’HKs. Par la suite, une isoforme d’HK (HK1) a été purifiée à l’homogénéité à l’aide de 5 étapes de chromatographie supplémentaires. En plus de caractériser les propriétés cinétiques de cette enzyme, l’analyse de séquençage par MS/MS a permis de l’associer au produit du gène StHK1 de Solanum tuberosum. Avec une activité spécifique de 10.2 U/mg de protéine, il s’agit de l’HK purifiée avec l’activité spécifique la plus élevée jamais rapportée d’un tissu végétal.L’ensemble des informations recueillies lors de la purification de HK1 a ensuite été utilisée pour commencer la purification d’une deuxième isoforme (HK3). Ce travail a permis de donner des lignes directrices pour la purification de cette isoforme et certains résultats préliminaires sur sa caractérisation enzymatique. / Hexokinase (HK) catalyzes the first step of hexose metabolism by phosphorylating hexose to generate the corresponding hexose phosphate thereby allowing hexose entrance in glycolysis. Even though glucose is the main substrate, HK can also phosphorylate a broad spectrum of hexoses. Despite its importance this enzyme has never been purified to homogeneity in a native form. The aim of this work was therefore to purify this enzyme from Solanum tuberosum tubers and subsequently characterize its kinetic properties. Before I started this work, another group had already separated and partially purified 3 HK isoform from S. tuberosum. An extraction protocol was available but improvement was necessary since the extracted HK had little stability. By adding some protease inhibitors and by modifying the concentration of certain components in the extraction buffer we were able to obtain an extract with a HK activity stable for at least 72 h after extraction by preventing degradation. With this buffer and chromatography on butyl sepharose it was possible to separate 4 HK isoforms from S. tuberosum. After 5 more chromatographic steps, one HK isoform was purified to homogeneity (HK1). This enzyme was characterized and sequenced by MS/MS. We were able to associate this protein sequence with the gene product of StHK1 from S. tuberosum. With a specific activity of 10.2 U/mg of protein, this is the HK with the highest specific activity ever reported from a plant tissue. All the information gathered while purifying HK1 was used to undertake the purification of a second isoform (HK3). We were able to obtain preliminary results on its kinetic properties.

Les nématodes à kystes sont l'un des bioagresseurs causant le plus de dégâts sur les cultures de pommes de terre. La résistance trouvée chez l'accession spl88S.329.18, issue de l'espèce Solanum sparsipilum est caractérisée par un déterminisme oligogénique avec un QTL à localisé sur le chromosome V (GpaVspl) et un QTL mineur localisé sur le chromosome XI(GpaXIspl). Pour obtenir une résistance de haut niveau, l'effet du QTL GpaVspl, doit êtrecomplémenté par celui du QTL à effet faible GpaXIspl. Par génomique comparative, le locusGpaV a été localisé dans un intervalle compris entre 16 et 60 kb sur les génomes de la tomateet des espèces apparentées à la pomme de terre, Solanum demissum et Solanum phureja. Deuxgènes ont été annotés dans cet intervalle sur les génomes de la tomate et de S. demissum : lepremier appartient à la famille des TIR-NBS-LRR (TNL), famille de gènes de résistanceclassiques, et le second appartient à la famille des " mitochondrial, transcription terminationfactor " (mTERF), dont l'implication dans des mécanismes de résistance n'a jamais étédémontrée.Les objectifs de ma thèse étaient d'identifier le(s) gène(s) responsable(s) de la résistance àG. pallida, conférée par le locus GpaVspl, et d'étudier sa régulation. Suite à la publication de laséquence du génome de S. phureja, en 2011, nous avons mis en évidence que le locus GpaVétait dupliqué chez S. phureja et que cette duplication était également présente chezS. sparsipilum. Les quatre gènes annotés au locus GpaVspl ont été nommésSpl_mTERF18430, Spl_TNL18429, Spl_mTERF18453 et Spl_TNL18428.L'effet des deux gènes Spl_mTERF18430 et Spl_TNL18428 sur la résistance à G. pallida aété analysé via des expériences de transformation génétique suivies par des tests de résistancesur les plantes transformées. Un effet partiel du gène Spl_TNL18428 sur la résistance àG. pallida a été mis en évidence par complémentation de plantes sensibles. Aucun effetsignificatif n'a été détecté pour le gène Spl_mTERF18430. Des expériences d'extinctiongénique suggèrent que le deuxième gène TIR-NBS-LRR, Spl_TNL18429, qui est égalementexprimé dans les racines et qui présente un fort pourcentage d'identité de séquence avec legène Spl_TNL18428, pourrait également être impliqué dans la résistance à G. pallida.L'expression du gène rapporteur GFP, placé sous le contrôle du promoteur du gèneSpl_TNL18428, est fortement induite dans les cellules situées autour du syncytium. Cecirenforce l'hypothèse d'une implication du gène Spl_TNL18428 dans la résistance à G. pallida,car la localisation de l'expression de la GFP est similaire à celle de la nécrose, qui estcaractéristique de la réaction développée par les plantes résistantes autour du syncytium induitpar les nématodes.En tenant compte des données bibliographiques récentes, montrant que plusieurs gènes NBSLRRpeuvent être indispensables à l'expression d'une résistance, nos résultats suggèrent queles deux gènes Spl_TNL18428 et Spl_TNL18429 sont nécessaires à l'expression de larésistance à G. pallida

Le biocontrôle est défini comme un ensemble de méthodes de protection des végétaux par l’utilisation de mécanismes naturels. Son principe repose sur la gestion des équilibres des populations d’agresseurs plutôt que sur leur éradication. La protection des cultures de la pomme de terre Solanum tuberosum contre les bactéries pectinolytiques (Dickeya et Pectobacterium) a été précédemment proposée comme une application du biocontrôle. Il s’agit ici de perturber (quencher) la communication quorum-sensing (QS) utilisée par l’agent pathogène pour coordonner son attaque et sa virulence. Afin d’optimiser cette méthode de lutte par quorum-quenching (QQ) et d’en contrôler l’efficacité, nous avons étudié la voiecatabolique des -lactones d’un agent de biocontrôle, la bactérie Rhodococcus erythropolis. Cette voie est impliquée dans la dégradation des signaux N-acyl-homoserine lactones du pathogène. Nous avons d’abord étudié le rôle du répresseur QsdR ainsi que la régulation transcriptionnelle de l’opéron qsd impliqué dans la dégradation des signaux. La compréhension de cette régulation a permis de générer des biosenseurs capables de monitorer les activités QS du pathogène et QQ du protecteur. Sous microscopie confocale à balayage laser, ces outils ont apporté des preuves visuelles du rôle et du lien entre ces deux activités dans les tissus du tubercule. Enfin, la faible spécificité du répresseur QsdR pour ses ligands, apermis de proposer la -caprolactone, un analogue structural des signaux de QS, comme inducteur de l’opéron qsd. Dans l’ensemble, ces travaux permettent d’approfondir nos connaissances sur le rôle et le fonctionnement du QQ chez R. erythropolis. Ils permettent aussi d’envisager le contrôle de la maladie via un agent dont l’activité de QQ pourra être biostimulée par des lactones peu coûteuses lors de la formulation puis de l’épandage aux champs. / Biocontrol is defined as a set of plant protection methods through the use of natural mechanisms. Its principle involves the control of populations of aggressors rather than their eradication. The protection of the potato Solanum tuberosum against soft-rot bacteria (Dickeya and Pectobacterium) has been previously proposed as an application of biocontrol. This involves disturbing the quorum-sensing (QS) communication used by the pathogen to coordinate its attack and virulence. In order to optimize this quorum-quenching (QQ) biocontrol method and to control its effectiveness, we have studied the catabolic pathway of -lactones of a biocontrol agent, the Rhodococcus erythropolis bacterium. This pathway is involved in the degradation of the pathogen N-acyl-homoserine lactones signals. We firststudied the role of the QsdR repressor as well as the transcriptional regulation of the qsd operon involved in signal degradation. The understanding of this regulation has made it possible to generate biosensors capable of monitoring the QS of the pathogen and QQ of the protector. Under confocal laser scanning microscopy, these tools provided visual evidence of the role and link between these two activities in the tuber tissues. Finally, the low specificity of the QsdR repressor for its ligands made it possible to propose the -caprolactone, a structural analog of QS signals, as an inducer of the qsd operon. Overall, this work provides insight into the role and function of QQ in R. erythropolis. It also allows to envisage the control of the disease using a biocontrol agent whose QQ activity can be biostimulated by inexpensive lactones during formulation then spreading in the field.