L'objectif global était d'évaluer la diversité génétique d'une collection de variétés de pommes de terre indigènes originaires de l'île de Chiloé, pour caractériser la résistance de ces variétés au mildiou (Phytophthora infestans) et pour en savoir davantage sur l'état de conservation in-situ. Les sujets suivants a été élaboré: a) la conservation in situ de Solanum indigènes à l'île la grande de Chiloé et son impact sur la diversité, b) l'évaluation de la diversité morphologique des pommes de terre indigènes que nous avons recueillis c) l'évaluation de la diversité génétique par marqueurs microsatellites et AFLP, d) la caractérisation du terrain et des résistances in-vitro au mildiou. Sur la base des résultats des enquêtes, nous pouvons conclure que le maintien in situ de la diversité de pommes de terre indigènes n' est pas bien conservé, en raison des forts changes sociaux et économiques sur l'île de Chiloé. Il y a un processus clair de remplacer les variétés indigènes pour les cultivars commerciaux en réponse aux conditions du marché. Les variétés natives sont présents dans 80,5% des fermes de Chiloé, mais la diversité a été considérablement réduite. Les résultats de la diversité morphologique ont montré la formation de groupes sous le nom populaire et des attributs locaux affectés par les agriculteurs eux-mêmes. L'évaluation moléculaire de la collection (SSRs et AFLP) révèle un haut degré de diversité génétique. Les deux marqueurs ont été uniformes dans la classification Solanum fernandezianum comme le génotype plus éloigné. La SSR a permis l'estimation de la teneur des informations polymorphes pour sept loci dont les valeurs se situaient entre 0,63 à 0,89. Les deux types de marqueurs, n'a pas fourni les mêmes groupes parmi les accessions. L'étude SSR basé a montré une faible différenciation entre les pommes de terre indigènes et l'amélioration des variétés cultivées. L'analyse de la diversité sur la base des AFLP n'était pas incompatible avec ce résultat parce que, malgré contenant un seul cultivar (Désirée), le cultivar a été regroupée avec les variétés indigènes. En ce qui concerne la résistance au mildiou, la plupart des accessions sont dans les rangs modérément résistante à modérément sensible.

La pomme de terre produit des glycoalcaloïdes comme la plupart des Solanacées. Deux composés, en particulier, l’α-solanine et l’α-chaconine, sont produits en plus grande quantité lorsque le tubercule est exposé à la lumière et subit des dégradations. Ces molécules sont toxiques et peuvent représenter un danger pour le consommateur et des nuisances pour l’environnement. Dans le cadre de cette thèse, les teneurs en α-solanine et α-chaconine dans la chaire de pomme de terre verdie, en germination ou en décomposition retrouvées sur les marchés d’Abidjan (Côte d'Ivoire) ont été analysées. Les résultats ont montré que la chaire de ces pommes de terre contient des quantités élevées de ces deux composés, dépassant 2 à 5 fois la limite recommandée. Pour des raisons de sécurité sanitaire, ces pommes de terre doivent être proscrites de l’alimentation humaine. En revanche, la teneur élevée en glycoalcaloïdes dans ces pommes de terre représente une source de solanidine, un précurseur pour la synthèse d'hormones et de composés pharmacologiquement actifs, qui mérite d’être exploitée. Dans cet objectif, nous avons développé une méthode chimio-enzymatique simple, comprenant un traitement acide partiel suivi d’une hydrolyse enzymatique par la β-glycosidase de la blatte Periplaneta americana dont le gène a été isolé à partir d’une librairie génomique de cDNA afin de détoxifier ces composés et produire la solanidine. / Potato produce glycoalkaloids as most plants of Solanaceae family. The principal glycoalkaloids, α-chaconine and α-solanine are produced in greater quantities when potato tubers are exposed to light and are subject to deteriorations. These compounds are toxic and can represent a real danger for the consumer and the environment where they are discharged during their degradation. In this work, the estimation of glycoalkaloids in the flesh of different types of decayed potatoes usually found in different market places of Abidjan (Ivory Coast) was evaluated. The results showed that turned green and also sprouting or rotting potato flesh contain high amounts of toxic solanine and chaconine, exceeding by 2 to 5-fold the recommended limit. For safety consideration, these decayed potatoes should be systematically set aside. The accumulation of α-chaconine and solanine in potatoes can be seen as an attractive source of solanidine that is an important precursor for hormone synthesis and some pharmacologically active compounds. To this end, we proposed herein a simple chemo-enzymatic protocol comprising a partial acidic hydrolysis followed by an enzymatic treatment with the β-glycosidase from Periplaneta americana whose gene was isolated from a cDNA genomic library in order to detoxify these compounds and produce solanidine.

Cette thèse porte sur l'intensification de l'extraction de polyphénols à partir de produits à base de pomme (chair, peau et marc) par ultrasons (US) et sur la purification d'extraits de peau de pomme par adsorption/désorption et technologie membranaire. L'extraction sélective des polyphénols issus des produits de la pomme a été analysée. Les données obtenues ont démontré la possibilité d’une régulation fine de l’extraction sélective de la matière soluble, de la catéchine et des composés polyphénoliques totaux en utilisant différentes températures, protocoles UAE, mélanges éthanol/aqueux. La sélectivité de l'extraction de la catéchine dépendait également du type de tissu (chair, peau ou marc) et de la variété de pomme (verte ou rouge). Le phénomène de cavitation généré par les ultrasons pourrait augmenter l'extraction de composants précieux des pelures de fruits en endommageant les membranes cellulaires des échantillons et en accélérant ainsi le transfert de chaleur et de masse. D’autre part, les solvants eau-gaz pourraient améliorer l'efficacité d'extraction des polyphénols des peaux de pomme en renforçant le phénomène de cavitation généré par les ultrasons. L'efficacité de la purification de polyphénols d'extraits de pelure de pomme par adsorption/désorption assisté par ultrasons (adsorbant polyaromatique Amberlite XAD-16) et par électrofiltration sur membrane a été mise en évidence. Les données obtenues ont démontré que la sonication facilitait significativement la cinétique d’adsorption, la capacité d’adsorption accrue et augmentation de l’énergie d’activation de l’adsorption des polyphénols. En outre, le taux de désorption a été positivement affecté par la sonication au cours de l'étape d'adsorption. Par ailleurs, les résultats ont montré que l’électrofiltration sur membrane permettait de purifier les polyphénols dans l’espace anodique (+) et d’obtenir un volume plus important de filtrats. / This thesis focuses on the intensification of polyphenols extraction from apple products (flesh, peel, and pomace) by ultrasound (US) and the purification of apple peel extracts by adsorption/desorption and membrane technology. The selective extraction of phenolic contents from apple products has been analyzed. The obtained data evidenced the possibility of fine regulation of selective extraction of soluble matter, catechin and total polyphenolic compounds using different temperatures, ultrasound-assisted extraction (UAE) protocols, ethanol/aqueous mixtures. The selectivity of catechin extraction was also depended on the type of the tissue (flesh, peel or pomace) and apple variety (green or red). The cavitation phenomenon generated by ultrasound could increase extraction of valuable components from fruit peels by damaging cell membranes of samples and accelerating heat and mass transfer by disrupted cell walls of samples. Meanwhile, the gas water solvents could enhance the extraction efficiency of polyphenols and antioxidant activity from apple peels by enhancing cavitation phenomenon generated by ultrasound. The efficiency of polyphenols purification from apple peel extracts with adsorption/desorption process by ultrasound treatment with the polyaromatic amberlite adsorbent XAD-16 and with membrane electro-filtration were studied. The obtained data demonstrated that the sonication significantly facilitated adsorption kinetics and increased activation energy of polyphenols adsorption. In addition, the desorption ratio was positively affected by the sonication during the adsorption step. On the other hand, the results demonstrated that the membrane electro-filtration allowed the purification of polyphenols in the anode (+) space and obtaining larger volume of filtrates.

Le schéma de surface canadien (version 3.5) a été testé sous un sol agricole avec des observations provenant d’une station météorologique située dans un champ de pommes de terre. Les observations couvrent une saison complète en 2007, et la période de tubérisation du plant pour l’année 2010. Les performances du modèle sur les composantes des bilans énergétique et hydrique ont pu être évaluées. Sur les deux saisons à l’étude, le modèle a surestimé les flux latents et produit un flux de chaleur dans le sol de trop grande amplitude, comparativement à celui observé. L’évapotranspiration et le drainage produits par CLASS ont par la suite été comparés à ceux simulés par le modèle d’écoulement vertical BV3C, un sous-modèle du modèle hydrologique HYDROTEL. BV3C a semblé produire une évapotranspiration surestimée dont la dynamique ne suit pas celle observée. Finalement, une simulation dont les intrants météo ont été remplacés par le produit régional du modèle global multi-échelle, pour la même localisation, a été testée. Les composantes des bilans énergétique et hydrique simulés par CLASS et ISBA, un autre schéma de surface utilisé au Canada, ont pu être comparés. Lors de ce test, ISBA a montré un plus grand ruissellement que CLASS, ainsi que de faibles quantités d’eau drainée, en désaccord avec les observations disponibles. / The performance of the Canadian Land Surface Scheme (CLASS) was assessed using meteorological observations from stations located in a potato field during a whole season in 2007, and from tuber initiation to tuber bulking in 2010. The scheme’s performance has been evaluated for both the energetic and hydric balance. Over the two seasons, CLASS overestimated the latent flux and generated a ground heat flux of higher amplitude compared to the observed one. The evapotranspiration and the drainage generated by CLASS were then compared to those of BV3C, a submodel of the hydrological model HYDROTEL. BVC3 seemed to have produced an overestimated evapotranspiration, which the dynamics did not match with those of the observed one. Finally, both CLASS and ISBA, an other land surface scheme in use in Canada, were run with data derived from the regional product of the global environmental multiscale model, for the same location. During this test, ISBA showed a higher flow than CLASS. ISBA also showed little quantity of drained water in disagreement with the available observations.

"Summary: The larvae of predatory hoverfly Episyrphus balteatus DeGeer (Diptera: Syrphidae), have limited dispersal ability to forage. The selection of the oviposition site by gravid females is crucial for the survival larvae. Therefore hoverfly females should optimise their foraging behaviour by choosing suitable oviposition sites. The aim of this PhD thesis was to understand how hoverfly females assess aphid patch quality during their egg-laying behaviour. The impact of several factors on the oviposition response of E. balteatus females including host plant, aphid species, aphid colony size, semiochemicals emitted from aphids or their association with host plants, presence of intra- or interspecific competitors and females age, was clearly demonstrated during this research. In the first part, we have shown that E. balteatus females select their oviposition site according to aphid-host plant and aphid species, which is also shown to be related to offspring performance (fitness). Aphid species Myzus persicae (Sulzer) infested-Solanum tuberosum L. was the most preferred aphid-plant combination as an oviposition site by syrphid females. The E. balteatus survival was enhanced in this system and females laid numerous eggs when larvae were reared with M. persicae as prey, especially when the host plant was potato. Broad bean plants Vicia faba infested with Megoura viciae (Buckton) or Acyrthosiphon pisum (Harris) were equally attractive for E. balteatus females. Aphis fabae (Scopoli) was the least preferred aphid. Higher hoverfly fitness was also observed when larvae were reared on M. viciae or A. pisum compared to those reared on A. fabae. Moreover, it was also demonstrated that foraging hoverfly females is guided by different infochemical cues emitted by aphid host plant, such as (E)-β-farnesene, enabling them to locate aphid infested plant and to select an adequate oviposition site. In the second part, the leaf disc system was found to be a practical and efficient method to assess the hoverfly reproductive behaviour under different laboratory conditions. Results also showed that there was a significant quadratic relationship between the released (E)-β-farnesene amounts and aphid colony size, which means that this molecule play important role in oviposition decision made by hoverfly females in response to aphid colony size. In the third part, we have highlighted that the E. balteatus females avoid aphid colonies in which conspecific larvae or their tracks were already present. Similar response was also shown by females to the presence of Harmonia axyridis (Pallas) larval tracks. This oviposition deterring stimulus was also shown to be mediated by odourant cues emitted from larval tracks extracts. It was also demonstrated that the foraging behaviour of hoverfly females was modified by the presence of parasitoids Aphidius ervi (Haliday) in aphid colonies. Females did not exhibit any preference for plants infested with unparasitised or parasitised aphids for 7 days, but they are reluctant to lay eggs in response to the presence of mummies or their exuvia on broad bean plants. Oviposition preference of predatory hoverfly females according to the developmental state of the parasitoid larvae in aphid prey was also found to be related with larval performance. Finally, the age of hoverfly females was found to be an important factor affecting their reproduction ability, suggesting that younger E. balteatus females (2 to 5 weeks old) could be have potential to play a role in biological control of aphids because of their higher reproductive efficiency. All experiments were performed in a laboratory environment and most results obtained are discussed in relation to the context of biological control efforts/Résumé : Les larves du syrphe aphidiphage Episyrphus balteatus (Diptère, Syrphidae) ont une capacité de déplacement limitée. Le choix du site doviposition des femelles est donc crucial pour la survie larvaire. Pour cela, les femelles de ce diptère devraient optimiser leurs choix de sites doviposition pour maximiser les chances de survie de leurs progénitures. Le but de cette thèse de doctorat était de comprendre comment les femelles dE. balteatus évaluent la qualité de patches de pucerons au cours de leur comportement de ponte. La réponse de ponte des femelles dE. balteatus observées à travers plusieurs facteurs a été réalisée, parmi lesquels: la plante hôte, lespèce de pucerons, la taille de la colonie de pucerons, les substances sémiochimiques émises par les pucerons et leurs associations avec leurs plantes hôtes, la présence de compétiteurs intra- ou interspécifiques et l'âge de la femelle. Dans la première partie de ce travail, les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence que les femelles dE. balteatus sélectionnent le site de ponte en fonction de la plante hôte et lespèce de puceron, et ce comportement a été aussi montré comme étant lié avec la performance du prédateur (fitness). La combinaison puceron/plante M. persicae/Solanum tuberosum a été la plus préférée par les femelles dE. balteatus, et le fitness de ce prédateur était plus élevé en particulier lorsque les larves sont nourries avec M. persicae élevées sur une plante de pomme de terre. De même, les femelles dE. balteatus ont montré une même préférence pour les deux combinaisons M. viciae/V. faba et A. pisum /V. faba, et un fitness supérieur du prédateur adulte a été aussi observé lorsque les larves sont nourries avec les deux espèces de pucerons. De plus, nous avons aussi montré que les femelles dE. balteatus en recherche de site de ponte sont guidées par des substances volatiles, en particulier le E-(β)-farnésène, émises par les pucerons infestant leur plante hôte. Dans la deuxième partie, le système feuille-disque est démontré comme étant une méthode pratique et efficace pour évaluer le comportement de ponte dE. balteatus au laboratoire sous différentes conditions. Les résultats ont aussi démontré quil y a une relation quadratique entre lémission du E-(β)-farnésène et la taille de colonie de pucerons, ce qui permet de seffectuer que cette molécule a un rôle important dans le comportement de ponte des femelles dE. balteatus en réponse à la taille de la colonie de pucerons. Les résultats obtenus dans la troisième partie, nous ont permis de montrer que les femelles dE. balteatus réduisent leurs pontes dans une colonie de pucerons contenant préalablement des larves de leur propre espèce ou leurs traces. Une réponse similaire a été aussi montrée en présence des substrats préalablement visitées par les larves de coccinelle Harmonia axyridis. Ainsi, la réduction de la ponte des femelles dE. balteatus est provoquée par des substances volatiles émises par les substrats des larves de syrphe. Nous avons aussi démontré que la présence du parasitoïde Aphidius ervi dans une colonie de pucerons a un effet significatif sur le comportement de ponte des femelles dE. balteatus. Les femelles dE. balteatus ne distinguent pas les plants infestées par les pucerons parasités ou non parasités, cependant les femelles réduisent leur pontes en réponse à la présence des pucerons momifiés ou des exuvies de momies. De plus, un fitness supérieur du prédateur a été aussi observé lorsque les larves sont nourries avec lespèce de pucerons A. pisum parasités ou non parasités. Enfin dans la dernière partie, lâge de la femelle dE. balteatus influence significativement leur reproduction, ce qui permet de proposer que les jeunes femelles (2 à 5 semaines) peuvent être plus efficaces dans la lutte biologique contre les pucerons car elles ont une grande efficacité de reproduction. Toutes les expériences ont été effectuées au laboratoire et la plupart des résultats obtenus sont discutés en relation avec le contexte de la lutte biologique".

Les composés phénoliques sont impliqués dans les propriétés organoleptiques majeures des aliments dérivant d’une matrice végétale. Ils sont notamment responsables de l’amertume, de l’astringence et de la couleur des produits cidricoles. Le brunissement observé lors de la transformation des fruits est lié à la formation de pigments jaunes-orangés. Il est initié par l’activité d’une enzyme plastidiale, la polyphénol oxydase, qui catalyse l’oxydation des polyphénols en présence d’oxygène. Cela aboutit à la formation de quinones, espèces chimiques très réactives qui sont rapidement impliquées dans des voies réactionnelles ultérieures. Certains produits néoformés sont colorés. Un profilage des molécules colorées présentes dans quatre jus de pomme monovariétaux aux couleurs contrastées a été réalisé en CLHP-DBD-SM. Il a mis en évidence l’existence de tannins oxydés colorés et de composés jaunes-orangés non tannants. Parmi ces derniers, des produits d’oxydation de la phloridzine, dérivant de la classe des dihydrochalcones, ont été clairement identifiés (POPj, XGPOPj). Des approches couplées en milieu réel et solution modèle ont en outre permis d’identifier une nouvelle structure colorée dérivant d’un couplage oxydatif entre une dihydrochalcone et un flavanol monomère. Enfin, des déhydrotrimères d’épicatéchine ont pu être caractérisés en solution synthétique mais n’ont pas été détectés directement dans les jus. Par ailleurs, la couleur exprimée par les pigments formés peut subir des modulations en fonction de l’environnement physico-chimique. A titre d’exemple, la fermentation cidricole génère classiquement une décoloration des moûts ; or la composition du milieu fermentaire évolue sous l’influence de différents paramètres tels que le pH ou le potentiel redox. L’impact d’un milieu réducteur sur la couleur du POPj et d’une déhydrotriépicatéchine de type A, sélectionnés comme pigments modèles des jus de pomme, a été exploré par voltammétrie cyclique et spectroélectrochimie UV-visible. En outre, les changements de propriétés spectrales du POPj liés à son état de protonation ont été rationalisés par des approches de TD-DFT. / The phenolic compounds are involved in the main organoleptic properties of plant-derived foods. They are especially responsible for the bitterness, the astringency and the color of apple cider products. The browning observed during fruit processing is related to the formation of yellow-orange pigments. By its catalytic activities, the polyphenol oxidase, a plastidial enzyme, initiates the oxidation of polyphenols in the presence of oxygen. It leads to the formation of quinones, very reactive species which are quickly involved in further chemical reactions. Some of the neoformed products are colored. Four apple juices, showing contrasted colors, were analyzed by reversed-phase HPLC-DAD-MS in order to obtain their profiles in colored compounds. The presence of yellow-orange oxidized tanning and non-tanning compounds was highlighted. Within the latter compounds, some phloridzin oxidation products, deriving from dihydrochalcones, were clearly identified (POPj, XGPOPj). In parallel, coupled approaches in real media and model solutions led to the identification of a new colored structure deriving from an oxidative coupling between a dihydrochalcone and a flavanol monomer. Finally, catechin trimers were also characterized in synthetic medium but they were not detected directly in apple juices. Moreover, the color expressed by the yellow-orange pigments can suffer some variations as a function of the physical-chemical environment. For instance, the cider fermentation results generally in a loss of color in apple juices; but the composition of the fermentative medium evolves under the influence of several parameters, such as pH and redox potential. The impact of reducing conditions on the color of POPj and A-type dehydrotriepicatechin, both selected as model pigments of apple juices, was explored by cyclic voltammetry and UV-visible spectroelectrochemistry. Besides, the changes in spectral properties of POPj, related to its protonation state, were rationalized by TD-DFT calculations.