La sécheresse oculaire est une maladie multifactorielle invalidante affectant la qualité de vie des patients. Elle constitue un réel problème de santé publique du fait sa prévalence élevée chez les personnes âgées. Les étiologies et les facteurs de risque nombreux de cette pathologie déclenchent une succession de conséquences créant un cercle vicieux autoentretenu où l’instabilité du film lacrymal et l’hyperosmolarité jouent un rôle central. L’intégrité de la surface oculaire est un élément déterminant qui influence l’impact de l’hyperosmolarité directement au niveau des cellules épithéliales conjonctivales. Le chlorure de benzalkonium (BAK), principal conservateur des collyres, altère l’intégrité du film lacrymal provoquant une sécheresse oculaire chez les patients. Le but de notre travail était au travers de la mise au point d’un modèle de sécheresse oculaire in vitro, de comprendre la part respective et combinée des effets du xénobiotique et de la composante physiopathologique sur le comportement des cellules conjonctivales. L’hyperosmolarité et le BAK entrainent tous les deux, et à des niveaux d’intensité différents, des réponses cytotoxiques avec induction de stress oxydant, de conditions pro-inflammatoires (chimiokine CCL2, expression de HLA DR) et d’apoptose sur les cellules conjonctivales. L’adjonction de BAK à ces conditions potentialise les effets délétères déjà mis en évidence avec l’hyperosmolarité seule. Ce travail montre pour la première fois au niveau de la surface oculaire les effets potentialisateurs d’un toxique en conditions physiopathologiques. Ce modèle hyperosmolaire de sécheresse oculaire représente un nouvel outil pour analyser la toxicité de facteurs de risque environnementaux ou iatrogènes de manière fiable et reproductible. / Dry eye is a multifactorial disease affecting patients’ quality of life and currently constitutes a public health problem because of its high prevalence in elderly people. The etiologies and risk factors of this disease induce a series of consequences creating a self-perpetuating vicious cycle where tear film instability and hyperosmolarity play a central role. The integrity of the ocular surface is a determining factor that influences the impact of hyperosmolarity directly at the level of conjunctival epithelial cells. Benzalkonium chloride (BAK), the mainly used eye drop preservative, alters tear film integrity and may induce or favor dry eye. The purpose of this study was, besides developing an in vitro dry eye model, to describe the respective and combined effects of the xenobiotics and the pathophysiological component on the conjunctival cell behavior. Hyperosmolarity and BAK, although at different intensity levels, both induce cytotoxic responses with oxidative stress, proinflammatory responses (CCL2 chemokine, expression of HLA-DR) and apoptosis in conjunctival cells. The addition of BAK to these hyperosmolar conditions potentiates the deleterious effects already identified with hyperosmolarity alone. This work reports for the first time the potentiating effects of a toxic in pathophysiological conditions. This hyperosmolar dry eye model offers a new reliable and reproducible tool to investigate the environmental and iatrogenic toxicity on ocular cells in vitro.

Les stress abiotiques sont la cause principale des pertes de rendement agricole dans le monde. Aujourd'hui, le développement d'espèces capables de résister à ces stress est d'une importance majeure, en particulier dans le contexte de la croissance démographique actuelle et du changement climatique mondial. La phytohormone acide abscissique (ABA) contrôle divers processus cellulaires et induit un signal de protection des plantes contre les stress abiotiques. Parmi les différents évènements moléculaires impliqués dans la voie de signalisation de l'ABA, les cascades de signalisation des mitogen activated protein kinase (MAPK) jouent un rôle important dans la transmission du signal. Cependant, seulement un nombre réduit de MAPK ont été identifiées et caractérisées jusqu'à maintenant.J'ai isolé 2 proches homologues MEKK-like MAPKKKs d'Arabidopsis, MAPKKK17 et MAPKKK18, dont le niveau d'expression étaient fortement induit en réponse à l'ABA et aux stress abiotiques. Chez les mutants insensibles à l'ABA, pyr1/pyl1/pyl2/pyl4 et hab1G246D, l'expression ABA- et sel-dépendant de ces deux gènes était fortement réduite, indiquant que ces 2 kinases agissent en aval du complexe de signalisation de l'ABA. L'utilisation de plantes transgéniques exprimant, sous le contrôle de son propre promoteur, le gène MAPKKK18 fusionné à une étiquette PC2 ou YFP a permis de montrer par western blot que la protéine s'accumulait suite à un traitement à l'ABA et non pas en réponse au stress abiotiques. Ces données montrent que l'ABA est le régulateur majeur de la fonction de MAPKKK18.Suite à une approche de yeast-2-hybrid, j'ai pu identifier MKK3 comme la seule MAPKK interagissant avec MAPKKK17 and MAPKKK18. Ces résultats ont pu être confirmés via la technique de BiFC. Dans des protoplastes de mésophylle, il apparait que MAPKKK17 et MAPKKK18 activent MKK3, indiquant que ces deux gènes codent pour des kinases fonctionnelles. Afin d'apporter des preuves génétiques, j'ai isolé les T-DNA knockout mutants de ces 3 gènes. Des analyses de germination révèlent que mkk3-1 est hypersensible à l'ABA, au sel et au mannitol tandis que la lignée de surexpression Gain-de-fonction présente un phénotype opposé. Cependant, les doubles mutants mapkkk17/18 ne présentent pas de phénotype de germination. D'autres analyses ont pu montrer que mkk3-1 est sensible à la sécheresse et au stress salin tandis que les lignées surexpresseures sont plus tolérantes. Le double mutant mapkkk17/18 est quant à lui seulement sensible au NaCl. Pris dans leur ensemble, ces résultats indiquent que MAPKKK17/MAPKKK18 et MKK3 forment un complexe régulant la réponse des plantes aux stress abiotiques selon une voie dépendantes de l'ABA. / Abiotic stresses are the principal cause of crop failure worldwide. Developing crop plants better able to withstand these stresses has assumed great importance especially in the context of current population growth and global climatic change. The phytohormone abscisic acid (ABA) regulates diverse cellular processes and transduces signals to protect plants from abiotic stresses. Among the molecular elements working in ABA signaling, the mitogen activated protein kinase (MAPK) cascades play important roles in regulating the signaling network. To date, however, only a handful of MAPKs have been identified and characterized in ABA signaling. I isolated 2 closely related Arabidopsis MEKK-like MAPKKKs, MAPKKK17 and MAPKKK18, whose transcript expressions were highly induced by ABA and abiotic stresses. In 2 ABA insensitive mutants, pyr1/pyl1/pyl2/pyl4 and hab1G246D, the ABA- and NaCl-dependent expression of MAPKKK17 and MAPKKK18 was strongly reduced, indicating that these 2 kinases act downstream of the core ABA signaling complex. Western blot analysis of transgenic plants that expressed either a PC2 or YFP tagged MAPKKK18 under endogenous promoter revealed that MAPKKK18 protein strongly accumulated in response to ABA treatment but not in response to other abiotic stresses. This data indicated that ABA is the major regulator of MAPKKK18 protein function.Using yeast-2-hybrid approach, I identified MKK3 as the downstream MAPKK interactor of MAPKKK17 and MAPKKK18, and confirmed these interactions via BiFC assays. In mesophyll protoplasts, MAPKKK17 and MAPKKK18 activated MKK3, indicating that these 2 genes encode functional kinases. To provide genetic evidence of their functions, I isolated T-DNA knockout mutants of these genes. Germination assays reveal that mkk3-1 mutant was hypersensitive to ABA, NaCl and Mannitol stress whereas the over-expression line was resistant. The double homozygous mutant of mapkkk17/18 was not affected in germination. Further analysis revealed that mkk3-1 seedlings were sensitive to NaCl and terminal drought whereas the over-expression lines were resistant. The mapkkk17/18 seedlings were susceptible to NaCl but not terminal drought. Taken together, these results suggest that MAPKKK17/MAPKKK18 and MKK3 form complexes to regulate plant responses to abiotic stress in an ABA-dependent manner.

Nous avons étudié les réponses à la contrainte hydrique du système biologique formé par l'association plante hôte – communautés de champignons ectomycorhiziens (ECM) en prenant comme espèces modèles deux chênes méditerranéens correspondant à des types biologiques contrastées décidu (Quercus pubescens) et sempervirent (Q. ilex). Nous avonstesté l'hypothèse selon laquelle les interactions fonctionnelles entre plantes hôtes et communautés associées pourraient être régulées par le niveau de ressource hydrique. A l'aide d'une expérimentation réalisée en conditions contrôlées, nos résultats ont montré que Q. pubescens réduisait davantage sa production que Q. ilex en réponse au déficit hydrique. La colonisation racinaire par les champignons ECM a varié selon les deux chênes et la disponibilité de l'eau. La longueur des racines colonisées était positivement corrélée à la croissance des plantes et à l'immobilisation des nutriments chez l'espèce décidue Q.pubescens mais pas chez Q. ilex. In natura, nous avons testé les traits de communautés ectomycorhiziennes dans un gradient environnemental de trois forêts de Q. ilex. Sur chaque site, le taux de colonisation racinaire et la richesse des espèces ECM ont diminué avec l'horizon échantillonné alors que parallèlement les ECM de la famille dominante Russulaceae augmentaient. Sur tous les sites, le type d'exploration dit «contact» était dominant, particulièrement dans le site sec. La composition des espèces a varié considérablement d'un site à l'autre avec un nombre élevé d'espèces rares, à l'échelle locale et à l'échelle régionale. Dans les trois sites, l'application d'une perturbation de sol de faible dimension a induit uneréponse forte de la communauté ECM. La diversité spécifique et la richesse ont diminué après la perturbation avec la disparition de la plupart des espèces de Russulaceae, de Cantharellaceae et de Clavulinaceae. Les types d'exploration contact ont fortement diminué alors que les types courte distance ont répondu positivement à la perturbation. Une mosaïque d'espèces stress-tolérantes comprenant plusieurs espèces des genres Sebacina sp et Helvellasp, ont dominé les communautés après la perturbation. Ces travaux apportent des éléments de compréhension du fonctionnement et de la réponse du système chênes méditerranéens - communautés ECM face à la contrainte climatique, les expérimentations in natura permettant d'affiner notre connaissance des stratégies écologiques de recolonisation ectomycorhizienneaprès perturbation. / The effect of drought had been investigated on the biological system -host plantectomycorrhizal community ECM- using different approaches. In a first part, we evaluated the drought-resistance of Quercus species and their associated ECM fungi, comparing the responses of two oak species differing in their leaf habitat, Q. pubescens vs Q. ilex (deciduous vs evergreen) in a controlled experiment. Our results showed that Q. pubescens reduced more its production than Q. ilex according to drought treatments. The total length of colonized fine roots was positively correlated with plant growth and nutrient immobilization in Q. pubescens but not in Q. ilex. In a second part, we investigated ECM community traits in three Q. ilex forests across an environmental gradient. At each site, both ectomycorrhizal colonization rate and species richness decreased with increasing soil depth, while the dominant family Russulaceae increased in abundance with increasing soil depth. At all sites, contact exploration type strongly dominated, with the highest abundance in the driest site. Species composition varied significantly across sites with high number of rare species at local and regional scales. At all sites, the application of an experimental soil disturbance provoked strong responses of the ECM community. Species richness and diversity decreased after disturbance with disappearance of numerous species of Russulaceae, Cantharellaceae and Clavulinaceae. The relative abundance of contact exploration types decreased after the disturbance whereas the opposite pattern was observed for short distance exploration type. A mosaic of stress-tolerance species of Sebacina sp and Helvella sp, dominated after disturbance. These studies provide an understanding of the functioning and the responses of the system Mediterranean oaks – ECM communities facing climatic constraints. In natura experiments provide us insights on our understanding of ecological strategies of ectomycorrhizal fungi after disturbance.

La vulnérabilité du xylème à la cavitation est un caractère déterminant pour la tolérance des arbres à une sécheresse extrême. La connaissance des bases moléculaires de caractère serait utile pour prévoir le comportement des populations naturelles et pour orienter les choix de culture dans un contexte de changement climatique. Ce travail de thèse porte sur les bases physiques et génétiques de la vulnérabilité à la cavitation en ciblant les ponctuations car il est désormais bien admis que les ponctuations des vaisseaux du xylème sont des structures clés de ce caractère. Nous proposons un modèle mécanique de comportement des ponctuations lors de la cavitation. Il démontre comment la géométrie des ponctuations détermine leurs propriétés mécaniques et permet d’expliquer la variabilité interspécifique de la vulnérabilité à la cavitation. Pour appréhender les bases génétiques, deux approches ont été développées. D’une part, nous avons construit des lignées transgéniques de peupliers modifiées pour le métabolisme des pectines. D’autre part, nous avons montré qu’Arabidopsis thaliana est une plante modèle qui permet de prospecter les bases génétiques de la vulnérabilité à la cavitation. L’étude des lignées transgéniques de peuplier et d’un mutant d’Arabidopsis thaliana modifiés pour l’expression de polygalacturonases met en évidence l’implication de ces enzymes et plus généralement des pectines dans la vulnérabilité à la cavitation. L’ensemble de nos résultats nous amène à proposer un rôle des pectines au niveau de l’anneau de la membrane des ponctuations, dans la vulnérabilité à la cavitation. / Vulnerability to cavitation is an important feature for drought tolerance of trees. Understanding of the molecular basis of vulnerability to cavitation would be useful to predict the behavior of natural populations in the context of changing climate. This work focuses on the physical and genetic basis of vulnerability to cavitation and targets pits because they represent main candidates for the spread of embolism in wood. We propose a model of the mechanical behavior of pits while cavitation occurs. The model shows how the pits geometry influences their mechanical properties and allows explaining interspecific variability of vulnerability to cavitation. On one hand, we constructed transgenic poplars modified for pectin metabolism. On the other hand, we showed that Arabidopsis thaliana is a model plant that can be used for the study of the molecular basis of vulnerability to cavitation. Studies of poplars’ transgenic lines and Arabidopsis thaliana mutant modified for a polygalacturonase highlights the involvement of pectins in vulnerability to cavitation. Our results suggest that pectins that are located on the annulus of the pit membrane have a role in vulnerability to cavitation.

En Europe, les prairies permanentes représentent l'une des principales formes d'utilisation des terres. La durabilité des services rendus par ces écosystèmes est étroitement liée à la structure et au fonctionnement des communautés végétales qui les composent. La stabilité des processus écosystémiques, sous l'impact des fluctuations environnementales, va alors dépendre des mécanismes de résistance et de récupération propres à ces communautés. Les risques d'apparition d'extrêmes climatiques liés à l'évolution du climat, rendent nécessaire une adaptation des agro-écosystèmes à cette fluctuation climatique accrue. Cela implique de mieux comprendre les mécanismes par lesquels la variabilité du climat influe sur le fonctionnement et la structure des communautés végétales, et comment les pratiques agricoles impactent ces réponses. Cette thèse à pour objectif d'évaluer la vulnérabilité des prairies permanentes à un extrême climatique combinant une canicule et une sécheresse, dans un contexte de changement climatique. Afin d'identifier et de caractériser les mécanismes intrinsèques de la résistance à la sécheresse des communautés végétales, une démarche expérimentale mobilisant les concepts de l'écologie fonctionnelle a été développée. Les effets de la variabilité climatique sur la structure (diversité, composition) et le fonctionnement des communautés végétales ont d'abord été analysés in situ pendant 3 ans, après simulation d'une canicule-sécheresse dans les conditions climatiques actuelles et sous climat modifié (réchauffement et réduction des précipitations). Pour évaluer l'influence de la gestion sur la réponse des communautés végétales aux perturbations climatiques, deux fréquences de fauches ont été appliquées. Ce travail présente l'originalité d'avoir étudié conjointement le fonctionnement aérien et souterrain de la végétation. Sont considérées la production de biomasse, la démographie et la durée de vie des racines, afin de déterminer le rôle du système racinaire dans la résistance et la récupération des communautés végétales après une canicule sécheresse. Nous montrons un effet direct de l'extrême climatique sur la sénescence aérienne et la croissance racinaire dans les deux régimes de fauches. En réponse à un déficit hydrique modéré, la stratégie d'évitement au stress par le maintien de la croissance racinaire a été favorisée par des fauches non fréquentes. A l'automne suivant, les précipitations ont permis un reverdissement rapide de la couverture végétale et la production de nouvelles racines. Une baisse significative de la production de biomasse aérienne annuelle sous climat modifié, et suite à l'application de l'extrême climatique, a été observée pendant les 3 années d'expérimentation. En revanche, la production racinaire n'a pas été significativement affectée. Néanmoins une acclimatation de la croissance racinaire a été mise en évidence un an après l'extrême, en particulier dans les communautés de fauches non fréquemment. Ces changements de fonctionnement aériens et souterrains peuvent s'expliquer en partie par des modifications de la composition botanique. De plus, en réponse aux perturbations climatiques, la mortalité racinaire a été interrompue. Ces résultats inattendus ont donc entrainé une augmentation de la durée de vie des racines et suggèrent un effet négatif sur le turnover racinaire et les cycles biogéochimiques. Une expérimentation complémentaire à l'étude in situ a été menée en conditions semicontrôlées pour déterminer les mécanismes intrinsèques de la résistance à la sécheresse de la prairie permanente. Des traits morphologiques et physiologiques, aériens et souterrains, ont été mesurés sur des monocultures de sept populations prairiales en conditions optimales, puis en conditions de sécheresse afin de caractériser leurs stratégies de survie. Les résultats ont mis en évidence le rôle du système racinaire dans la survie des plantes. (...)

Les variations de transpiration totale sous contraintes hydriques, à la fois atmosphérique et édaphique, sont étudiées pour des arbres matures d'Hevea brasiliensis (clone RRIM600) dans une zone limitée en eau du Nord-Est de la Thaïlande. Les variations sont analysées et comparées entre une sécheresse transitoire en saison des pluies et la sécheresse saisonnière caractérisée par des fluctuations de la surface foliaire (sénescence foliaire, chute des feuilles and re-feuillaison) et de la croissance racinaire en profondeur. Les réponses physiologiques sont analysées dans le cadre d'un modèle hydraulique simple appelé "RER_ET0". Ce modèle est principalement basé sur une valeur critique du potentiel hydrique foliaire (ψcrit) et sur les réponses, de la conductivité hydraulique totale de l'arbre (gL) et du potentiel hydrique de base (ψpredawn), à la disponibilité en eau du sol (REW). Une estimation précise et en continue de la transpiration totale des arbres durant une année complète était une mesure clé de cette étude avec des mesures concomitantes des conditions environnementales et du potentiel hydrique foliaire (ψLeaf). Nous avons appliqué la méthode à dissipation thermique transitoire (TTD) développée par Do et Rocheteau (2002b) qui a plusieurs avantages mais n'avait pas été testée sur bois d'hévéa. La méthode TTD a été calibrée en laboratoire sur des segments de branches d'Hevea brasiliensis et de deux autres espèces (Mangifera indica and Citrus maxima). Les résultats fournissent une calibration linéaire unique indépendante des espèces étudiées (R² = 0.88, n = 276, P<0.0001). Une comparaison en plantation via un bilan hydrique du sol en saison sèche valide les ordres de grandeurs de transpiration ainsi estimés par les flux de sève. Les résultats démontrent une remarquable saturation de la transpiration au dessus d'un certain seuil d'évapotranspiration de référence (ET0), environ 2.2 mm day-1, indépendamment de la disponibilité en eau du sol (REW). Ensuite, le dessèchement du sol en saison des pluies provoque une chute marquée de la transpiration en dessous d'un seuil de 50% du REW dans l'horizon de surface du sol, ce qui correspond à ψpredawn autour de -0.45 MPa. La transpiration est réduite de 40% à REW 0.3 et 80% à REW 0.1. La valeur minimale de potentiel hydrique foliaire (ψminimum) en journée ensoleillée ne décroit pas en fonction du dessèchement du sol mais est stable autour de -1.95 MPa ce qui suggère un comportement iso-hydrique. La décroissance de la transpiration est essentiellement liée à la variation de gL. Les résultats durant la sécheresse saisonnière montrent étonnamment que les principes du modèle à limitation hydraulique tiennent malgré les variations de phénologie et de surface foliaire. De plus, les variations phénologiques ont peu influencé sur les détails des paramètres et relations du modèle. Finalement, le cadre du simple modèle hydraulique a été suffisant pour décrire correctement les principales variations de transpiration de l'arbre sous contrainte hydrique édaphique comme climatique. Un comportement iso-hydrique des arbres matures étudiés est démontré à la fois par les résultats expérimentaux et la modélisation.

Les contextes hydroclimatiques et hydromorphologiques qui caractérisent les petites îles, à l'instar des îles bretonnes, sont autant de contraintes naturelles qui limitent physiquement leurs ressources endogènes en eau. La bibliographie a souvent émis l'hypothèse selon laquelle l'eau pourrait justement constituer un frein à leur développement, surtout touristique. Dans les cas bretons, les recherches en archives et les témoignages des « mémoires locales » rappellent combien l'eau fut une préoccupation insulaire majeure : c'est toute leur histoire moderne qui est racontée dans les conflits d'usages de l'eau aux XVIIIème et XIXème siècles et dans la première moitié du XXème. <br />Certes, les politiques d'équipements hydrauliques des quarante dernières années ont globalement répondu, avec efficacité, à la très forte croissance des besoins hydriques, modifiant de fait les politiques locales de gestion de l'eau. Celle-ci n'est plus – a priori – une préoccupation majeure ni des gestionnaires ni des insulaires. L'analyse technico-économique montre que l'effort structurel réalisé a induit un surdimensionnement relatif des infrastructures et d'importants surinvestissements comparés aux moyennes régionales et nationales. <br />Pour autant, le risque de pénurie estivale n'est pas complètement jugulé et certaines îles restent vulnérables aux aléas climatiques : en témoigne la situation critique de Belle-Île pendant la sécheresse de 2005. En intégrant les composantes naturelles, anthropiques et infrastructurelles, l'estimation rétrospective et prospective du risque de pénurie constitue une approche nouvelle pour l'évaluation de la durabilité des politiques de gestion de la ressource en eau.

Le tocophérol, le phytostérol, le pourcentage de protéines des graines, l'huile et les teneurs en acides gras ont été mesurés dans une population de lignées recombinantes (RILS) de tournesol, cultivées sous conditions de sécheresse, irrigation et semis tardif. Une analyse génétique de QTL a été réalisée à partir de ces mesures, en utilisant une carte génétique basée sur des marques SSR et avec des gènes candidats (1) impliqués dans la voie métabolique de tocophérol et phytostérol, (2) des gènes codant des antioxydants enzymatiques, (3) des gènes liés à la sécheresse et (4) des gènes homologues à SEC14 chez Arabidopsis. Trois gènes candidats importants (VTE4, VTE2 et HPPD), qui codent pour des enzymes impliquées dans la biosynthèse du tocophérol, ont été cartographiés sur les groupes de liaison LG8 et LG14. Quatre SNPs sont identifiés pour PAT2, le gène homologue chez Arabidopsis SEC14, entre les deux parents (PAC2 et RHA266) et un SNP, identifié par alignement de séquences est converti en marqueur CAPS pour permettre l'analyse génotypique des RIL. Les gènes homologues à SFH3, HPPD, CAT et CYP51G1 ont été cartographiés grâce à la mise au point de marqueurs dominants, tandis que des marqueurs co-dominants ont permis la cartographie des gènes homologues à SEC14-1, VTE4, DROU1, POD, SEC14-2 et AQUA. Les gènes POD, CAT et GST, codant pour des antioxydants enzymatiques, ont également été cartographiés sur les groupes de liaison 17, 8 et 1, respectivement. Le QTL majeur pour la teneur en tocophérol a été identifié sur le groupe de liaison 8, qui explique 59,5% de la variation phénotypique (6.TTC.8). Il colocalsie également avec le QTL identifié pour la teneur en phytostérol (7.TPC.8). Sous condition de semis tardif, un QTL spécifique de la teneur en acide palmitique a été identifié sur le groupe de liaison 6 (PAC-LS.6). Il est situé entre les marqueurs ORS1233 et SSL66_1. Les QTLs pour le pourcentage d'huile de graines et la teneur en acide stéarique colocalisent sur les groupes de liaison 10 (PSO-PI.10 et SAC-WI.10) et 15 (PSO-PI.15 et SAC-LS.15). Sept QTLs associés à teneur en acides palmitique, stéarique, oléique et linoléique sont identifiés sur le groupe de liaison 14. Ils sont liés à l’homologue du gène HPPD. Par ailleurs, les caractères agronomiques tels que les jours du semis à la floraison, la hauteur des plantes, le rendement et la morphologie foliaire ont été étudiés. Des analyses association génétique ont permis d’identifier des QTLs intérêts sur les groupes de liaison 2, 10 et 13 pour les caractères étudiés, d’autres QTLs identifies sur les groupes de liaison 9 et 12 mettent en avant l'importance de ces régions génomiques pour les caractères de morphologie foliaire. Nous avons finalement identifié des marqueurs AFLP et quelques gènes candidats liés aux caractères impliqués dans la qualité des graines sous conditions irriguée et stress hydrique chez une population de mutants (M8). Deux lignées mutantes, M8-826-2-1 et M8-39-2-1, produisent un niveau significativement élevé d'acide oléique peuvent être utilisées dans les programmes de sélection en raison de la haute stabilité à l'oxydation et des propriétés cardiovasculaire apportés par l’acide oléique qu’elles produisent. L'augmentation du niveau de tocophérol dans les lignées mutantes, M8-862-1N1 et M8-641-2-1, est justifiée par le polymorphisme observé pour le gène, MCT, impliqué dans la voie métabolique du tocophérol. Le marqueur le plus important pour le contenu en tocophérol total est E33M50_16 qui explique 33,9% de la variation phénotypique. Un des gènes candidats les plus importants concernant la biosynthèse des acides gras, FAD2 (FAD2-1), est lié à la teneur en acides oléique et linoléique. Il explique plus de 52% de la variation phénotypique. / The genetic control of tocopherol, phytosterol, percentage of seed protein, oil and fatty acids content in a population of recombinant inbred lines (RILs) of sunflower under various conditions are studied through QTL analysis using genetic-linkage map based on SSR markers and introducing some important tocopherol and phytosterol pathway-related genes, enzymatic antioxidant-related genes, droughtresponsive family genes and Arabidopsis SEC14 homologue genes. Three important candidate genes (HPPD, VTE2 and VTE4), which encode enzymes involved in tocopherol biosynthesis, are mapped to linkage group 8(LG8) and LG14. One of the most important candidate genes coding for sterol methyltransferase II (SMT2) enzyme is anchored to LG17 by CAPS marker. Four SNPs are identified for PAT2, Arabidopsis Sec14 homologue gene, between two parents (PAC2 and RHA266). PAT2 is assigned to LG2 by CAPS marker. Squalene epoxidase (SQE1) is also assigned to LG15 by InDel marker. Through other candidate genes, POD, CAT and GST encoding enzymatic antioxidants are assigned to LG17, LG8 and LG1, respectively. The major QTL for total tocopherol content on linkage group 8 accounted for 59.5% of the phenotypic variation (6.TTC.8), which is overlapped with the QTL of total phytosterol content (7.TPC.8). Under late-sowing condition, a specific QTL of palmitic acid content on linkage group 6 (PAC-LS.6) is located between ORS1233 and SSL66_1 markers. Common chromosomic regions are observed for percentage of seed oil and stearic acid content on linkage group 10 (PSO-PI.10 and SACWI. 10) and 15 (PSO-PI.15 and SAC-LS.15). Overlapping occurs for QTLs of oleic and linoleic acids content on linkage groups 10, 11 and 16. Seven QTLs associated with palmitic, stearic, oleic and linoleic acids content are identified on linkage group 14. These common QTLs are linked to HPPD homologue, HuCL04260C001. QTLs controlling various traits such as days from sowing to flowering, plant height, yield and leaf-related traits are also identified under well-, partial-irrigated and late-sowing conditions in a population of recombinant inbred lines (RILs). The results do emphasis the importance of the role of linkage group 2, 10 and 13 for studied traits. Genomic regions on the linkage group 9 and 12 are important for QTLs of leaf-related traits in sunflower. We finally identified AFLP markers and some candidate genes linked to seed-quality traits under well-irrigated and water-stressed conditions in gammainduced mutants of sunflower. Two mutant lines, M8-826-2-1 and M8-39-2-1, with significant increased level of oleic acid can be used in breeding programs because of their high oxidative stability and hearthealthy properties. The significant increased level of tocopherol in mutant lines, M8-862-1N1 and M8- 641-2-1, is justified by observed polymorphism for tocopherol pathway-related gene; MCT. The most important marker for total tocopherol content is E33M50_16 which explains 33.9% of phenotypic variance. One of the most important candidate genes involving fatty acid biosynthesis, FAD2 (FAD2-1), is linked to oleic and linoleic acids content and explained more than 52% of phenotypic variance.

Les changements climatiques et socio-économiques dans la région méditerranéenne constituent une menace importante pour les écosystèmes forestiers en affectant leur fonctionnement direct (augmentation de la sècheresse) et le régime des perturbations (incendies). Les interactions entre végétation, sécheresse, régime des feux et activités anthropiques ont été étudiées à l'échelle régionale sur la région Languedoc-Roussillon (LR) à partir des observations durant les dernières décennies (1971-2006) et de scénarios climatiques pour la fin du 21ième siècle (2071-2100). Les résultats montrent que l'évolution récente du climat dans la région LR est caractérisée par une augmentation des conditions de sècheresse présentant une variabilité spatiale importante. Ces tendances climatiques ont entrainé des modifications des caractéristiques de la période de sècheresse des écosystèmes (augmentation de l'intensité, décalage de la saisonnalité). Malgré cette augmentation des conditions favorables à l'occurrence et au développement des incendies, un nouvelle politique de suppression des incendies initié en 1987 a entrainé une diminution du nombre de départs de feux et des surfaces brulées. Cette politique a également modifié les facteurs explicatifs du développement des feux qui, auparavant majoritairement contrôlés par l'état hydrique de la végétation, sont désormais déterminés par la cooccurrence de la sècheresse et d'épisodes venteux. D'autre part, nos résultats ont pu quantifier la contribution relative des caractéristiques spatiales des activités humaines (densité des infrastructures, interface habitat forêt), de la végétation (composition, continuité) et des conditions météorologiques sur la distribution spatiale des incendies. Ainsi, les prédictions de l'évolution du régime des feux sur le siècle prochain sont fortement dépendantes des futures trajectoires de l'activité anthropique, des stratégies d'occupation du territoire mais également de l'incertitude liée à la régionalisation des modèles climatiques. / Climate and socio-economic changes in the Mediterranean region are expected to affect the functioning of forested ecosystems (increased drought) and the disturbance regime (wildfire). The interactions between vegetation, drought, fire regime and human activities were studied at regional scale in the Languedoc-Roussillon region (LR; Southern France) from observations over recent decades (1971-2006) and climate scenarios for the end of the 21st century (2071-2100). Recent climate changes in the LR region are characterized by an increase in drought conditions with a high spatial variability. These climate changes modified the features of the major drought period in forested ecosystems (increasing intensity, shifting seasonality). However, despite this increase in fire prone conditions, a new policy of fire suppression started in 1987 led to a decrease in the number of fire starts and burnt areas in LR region. This policy also changed the relative contribution of factors explaining fire spread, which previously mainly controlled by the water status of vegetation, are now determined by the co-occurrence of drought and windy events. Furthermore, our results could quantify the relative contribution of the spatial patterns of human activities (infrastructure density, forest habitat interface), vegetation (composition, fuel continuity) and weather on the regional distribution of fires. Thus, predictions on the future fire regime in the region should be mainly controlled by changes in human activities and settlements, as well as climate forecasts and their related uncertainty in downscaling methods, which have a significant impact on predictions of drought of forested ecosystems.

Les interactions entre chloroplastes et mitochondries restent encore mal connues, notamment en réponse à des conditions de stress. Dans ces conditions, il est suggéré que les voies de transfert d'électrons liées à des protéines découplantes AOX ou pUCP (mitochondriales) et PTOX (plastidiale) pourraient limiter la formation de ROS afin d'atténuer les dommages oxydatifs dans ces organites. Dans le cadre de notre travail, nous avons retenu deux cultivars de Vigna unguiculata, cv 1183 et cv EPACE. Les deux cultivars n'ont pas montré de réelles différences de sensibilité à la sécheresse. Par contre le cultivar EPACE s'est montré plus tolérant à l'O3 sur la base du développement des nécroses et plusieurs paramètres physiologiques (Fv/Fm, [phi]PSII) et biochimiques (glutathion). Pour les profils d'expression des gènes codant pour l'AOX, la pUCP et la PTOX deux réponses ont été clairement identifiées chez le cultivar EPACE. Sur un court terme l'expression de ces protéines est généralement stimulée. Sur un plus long terme (14 jours), la réponse diffère en fonction de la contrainte. Sous O3, la plus forte expression des protéines mitochondriales est maintenue alors que le gène codant pour la PTOX est sousrégulé. Sous sécheresse seule la protéine plastidiale (PTOX) reste sur-régulée. Dans des conditions de combinaison de contrainte, la sécheresse a peu d'effet sur l'influx d'O3 dans les feuilles, et les gènes VuPTOX et VuUCP1b sont sur-régulés après 3 et 7 jours de contrainte. Cette sur-régulation, déjà observée en réponse à la sécheresse seule, pourrait jouer un rôle déterminant pour prévenir la formation de ROS à la fois dans la mitochondrie et dans le chloroplaste / Possible interactions between chloroplast and mitochondria remain poorly known, particularly in response to stress conditions. Under these conditions, it is suggested that the electron transfer pathways linked to AOX or pUCP (mitochondrial uncoupling proteins) and PTOX (plastidial uncoupling protein) could limit the formation of ROS to reduce oxidative damage in cellular organelles. In our work, we selected two cultivars of Vigna unguiculata, cv 1183 and cv EPACE. Under our experimental conditions, both cultivars showed no real differences in sensitivity to drought. However cv EPACE was more tolerant to O3 based on the development of necrosis and several physiological parameters (Fv/Fm, [phi]PSII) and biochemical (glutathione content). For the expression profiles of genes encoding AOX, PUCP and PTOX two responses were clearly identified in the cultivar EPACE. On a shortterm, expression of these proteins is generally stimulated. On a longer term (14 days), the answer differs depending on the treatment. Under O3, the strongest expression of mitochondrial proteins is maintained while the gene encoding the PTOX is down-regulated. Under drought only the plastid protein (PTOX) is upregulated. Under conditions of stress combination, drought has little effect on the influx of O3 in the leaves, and the VuPTOX and VuUCP1b genes are up-regulated after 3 and 7 days of stress. This over-regulation, already observed in response to drought alone could play a role in preventing the formation of ROS in both mitochondria and chloroplasts