La sélection variétale a pour objectif la génération de variétés toujours plus performantes pour des caractères agronomiques d'intérêt. Pour les caractères quantitatifs, qui sont sous contrôle génétique polygénique, la sélection variétale consiste à réunir progressivement dans les nouvelles variétés des allèles favorables pour un maximum de gènes. Les processus de sélection évoluent, notamment par l'intégration des progrès concernant les connaissances génétiques et outils biotechnologiques. La sélection génomique est une méthode qui peut prédire la valeur génétique d'individus à partir de données génomiques et d'un modèle d'effets génétiques appris sur une population de référence. Nos études ont porté sur la possibilité d'insérer la sélection génomique dans le processus de sélection pour en augmenter l'efficacité. Notre sujet a été appliqué à un programme privé qui vise l'obtention de variétés de soja performantes pour le rendement et le contenu des graines en protéines, pour répondre à un besoin de protéines d'origine végétale. Des études génétiques sur une population de lignées générées lors de cycles de sélection successifs ont mis en évidence une structuration génétique en deux sous-populations qui ne sont pas "hermétiques". Nous avons étudié par échantillonnages de populations de test la précision de prédiction obtenue dans nos deux groupes avec différents modèles de GS : des modèles GBLUP additifs avec différentes populations d'apprentissage, puis des modèles d'architectures génétiques plus complexes. Les précisions de prédiction de nos modèles étaient proches les unes des autres. Cependant, nos résultats suggèrent que le modèle GBLUP le plus adapté pour obtenir des prédictions précises au sein de nos deux groupes est un modèle appris sur une population représentative du groupe à prédire et comprenant une composante additive et une composante épistatique additive x additive. Nous avons mis en place une application de la GS dans un cycle de sélection en cours de réalisation. Nous avons estimé le potentiel des croisements de départ par simulation de descendants virtuels et prédiction génomique de leurs performances, ce qui nous a permis de choisir trois populations biparentales prometteuses à l'intérieur desquelles nous avons effectué une sélection sur la base de prédictions génomiques. Nous avons développé un outil permettant de simuler des schémas de sélection sur plusieurs cycles consécutifs. Il s'agit d'un outil flexible et générique du point de vue de la définition des schémas de sélection. Cet outil permet notamment de comparer le gain génétique obtenu avec deux schémas différents à partir d'une même population de départ et d'un même modèle des effets génétiques et environnementaux agissant sur l'expression phénotypique d'un caractère. Avec cet outil, nous avons étudié la précision d'évaluation et les composantes de la variance de deux modèles GBLUP (avec ou sans modélisation de l'épistasie) après simulation de différentes architectures génétiques. Nous avons également comparé le schéma de sélection classique et différents schémas incluant une utilisation de la GS. Avec une comparaison sur un cycle, nous n'avons pas observé de gain à utiliser des schémas intégrant la GS pour augmenter l'efficacité de sélection de nouvelles variétés, à coût constant. Par contre, nous avons observé un gain à utiliser la GS pour choisir les croisements en début de cycle : la valeur génétique moyenne des lignées produites augmente de cycle en cycle. Concernant les alternatives au schéma de sélection classique du soja, des études plus approfondies seront nécessaires. Elles permettront notamment d'inclure la simulation des étapes de sélection sur le contenu des graines en protéines et d'étudier la question du gain génétique à long terme. / Varietal selection aims at the generation of increasingly more performing varieties for agronomic traits of interest. In the case of quantitative traits, which are under polygenic genetic control, varietal selection consists in gradually joining together in the new varieties favorable alleles for a maximum number of genes. Selection processes are evolving, in particular by integrating advances in genetic knowledge and biotechnological tools. Genomic selection is a method that can predict the genetic value of individuals from genomic data and a model of genetic effects learned on a reference population. Our studies have focused on the possibility of including genomic selection in the selection process to increase its efficiency. Our subject has been applied to a private program aimed at obtaining soybean varieties performing for yield and seed protein content to meet a need for proteins of plant origin. Genetic studies on a population of lines generated during successive breeding cycles have shown genetic structuration in two subpopulations that are not "hermetic". We studied by samplings of test populations the prediction accuracies obtained within our two groups with different GS models: additive GBLUP models with different learning populations, and then models of more complex genetic architectures. The prediction accuracies of our models were close to one another. However, our results suggest that the most suitable GBLUP model for obtaining accurate predictions within our two groups is a model learned on a population representative of the group to be predicted and including an additive component and an additive x additive epistatic component. We have implemented an application of GS in a selection cycle in progress. We evaluated the potential of initial crosses by simulation of virtual descendants and genomic prediction of their performances, which allowed us to select three promising biparental populations within which we made a selection based on genomic predictions. We have developed a tool to simulate selection schemes over several consecutive cycles. It is a flexible and generic tool from the point of view of selection schemes definition. This tool makes it possible, in particular, to compare the genetic gain obtained with two different schemes starting from a same starting population and from a same model of genetic and environmental effects acting on the phenotypic expression of a trait. With this tool, we studied evaluation accuracy and variance components of two GBLUP models (with or without epistasy modeling) after simulation of different genetic architectures. We also compared the classic selection scheme and different schemes including a use of GS. With a comparison on one cycle, we did not observe any gain in using schemes integrating GS to increase efficiency of selection of new varieties, at constant cost. On the other hand, we observed a gain in using GS to choose crosses at the beginning of cycle: mean genetic value of produced lines increases from one cycle to another. Regarding alternatives to the traditional soybean selection scheme, further studies will be required. In particular, they will include simulation of selection stages on seed protein content and study of long-term genetic gain.

Le lin (Linum usitatissimum L.) est une plante aux intérêts multiples. Sa tige est source de fibres, depuis longtemps utilisées dans le domaine du textile. Ce potentiel économique justifie la sélection variétale du lin en vue de développer des variétés plus riches en fibres et offrant une meilleure résistance aux maladies et la verse. Plus récemment, les fibres de lin ont vu leur utilisation s’étendre au renfort de matériaux composites grâce à leurs étonnantes propriétés mécaniques et morphologiques. Ces propriétés singulières s’expliquent grâce à leur développement et à leurs fonctions dans la tige. Ainsi, ce travail de thèse propose une caractérisation multi-échelle du lin, de la tige jusqu’à la paroi cellulaire de la fibre, afin de comprendre le lien entre les paramètres de croissance de la plante, le développement des fibres et leurs propriétés. L’architecture générale d’une tige de lin est explorée, ainsi que les conséquences de la sélection variétale sur cette structure et sur les propriétés des fibres. De plus, l’évolution des propriétés mécaniques des parois de fibres au cours de la croissance de la plante et de la phase de rouissage est caractérisée. En complément, la contribution des fibres à la rigidité en flexion d’une tige est mise en évidence, de même que leur rôle dans la résistance des tiges au flambage. Enfin, l’influence des conditions de culture sur les architectures des tiges et propriétés des fibres est étudiée par le biais de cultures en serre ou encore en simulant un phénomène de verse. Cette approche originale met en valeur les caractéristiques remarquables du lin qui en font un modèle de bioinspiration pour les matériaux composites de demain / Flax (Linum usitatissimum L.) is a plant with multiple interests. Its stem provides fibers, which have long been used in the textile industry. The economic potential of flax explains its varietal selection, aiming at developing varieties exhibiting higher fiber yields as well as greater resistance toward diseases and lodging. More recently, flax fibers have been dedicated to the reinforcement of composite materials due to their outstanding mechanical and morphological properties. These singular characteristics are related to fiber development and functions within the stem. Thus, the present work offers a multi-scale characterization of flax, from the stem to the fiber cell wall, in order to understand the link between plant growth parameters, the development of its fibers and their properties. The general architecture of a flax stem is investigated, as well as the impact of the varietal selection on this structure and on fiber performances. Moreover, changes in mechanical properties of fiber cell walls over plant growth and retting process are characterized. In addition, the fiber contribution to the stem stiffness is highlighted, as well as the fiber role in the resistance of the stem to buckling. The influence of culture conditions on stem architecture and fiber features is also studied through cultivations in greenhouse and by simulating a lodging event. This original approach emphasizes the uncommon characteristics of flax, which make this plant an instructive model toward future bioinspired composite materials.

Le mildiou de la vigne, causé par le pathogène Plasmopara viticola, est une maladie cryptogamique pouvant causer de sérieux dégâts sur les récoltes. Pour éviter ces pertes, il est nécessaire de recourir à des produits phytosanitaires. Outre leur coût financier, les questions sur la santé des viticulteurs et des populations vivant à proximité des vignobles, ainsi que la protection de l’environnement ne peuvent être ignorées. Cependant, toutes les variétés de vigne ne présentent pas la même sensibilité au pathogène. En effet, bien qu’elles soient moins appréciées pour leurs qualités organoleptiques, les variétés américaines sont résistantes à cette maladie. Les combiner par croisement variétal avec des espèces européennes peut constituer une alternative viable aux traitements antifongiques. Cependant, pour piloter effacement ces problèmes de sélection variétal, il est nécessaire de mieux appréhender la relation « hôte-pathogène ». C’est dans ce but que l’analyse par spectrométrie de masse a été employée sous différents aspects / Downy mildew, caused by the Plasmopara viticola pathogen, is a fungal disease which can induce serious harvest damages. To avoid these losses, it is necessary to use phytosanitary treatments. In addition to their financial cost, winegrower’s health issues and the environment protection cannot be ignored. However, all grapevine varieties do not present the same sensitivity to the pathogen. Indeed, despite of poor organoleptic qualities, American varieties are resistant to this disease. Combining them with European species by varietal crossing may be a viable alternative to these treatments. However, to lead efficiently these cross breeding programs, it is necessary to know more about the relationship "host-pathogen". In this context, analysis by mass spectrometry has been used under different aspects

Les insectes phytophages causent des dommages importants aux cultures. Ces insectes sont principalement contrôlés par l’utilisation d’insecticides mais les effets néfastes des composés utilisés sur la santé humaine et l’environnement ainsi que l’apparition de populations résistantes à ces composés imposent de trouver des stratégies de lutte alternatives. Sélectionner des plantes pour leur résistance aux insectes pourrait être une solution intéressante. Un frein majeur au développement de cette stratégie est le fait qu’un grand nombre de génotypes doit être criblé pour identifier des sources de résistance et que le phénotypage est souvent complexe et limite les possibilités de criblage à grande échelle. Pour lever ces verrous, il est important de comprendre les mécanismes à l’origine des résistances. Une fois ces mécanismes précisés dans le cadre de l’interaction entre une culture et un ravageur, l’identification de traits clés de cette interaction permet d’envisager l’utilisation de biomarqueurs de la résistance qui peuvent fortement simplifier le phénotypage. Ce type d’approche a été conduit au cours de cette thèse dans le cadre de l’interaction entre le colza (Brassica napus) et l’un de ses principaux ravageurs, le méligèthe (Brassicogethes aeneus). Des travaux antérieurs avaient mis en évidence l’existence de certains composés biochimiques présents dans le périanthe des boutons floraux et corrélés au niveau d’attaque de différents génotypes de colza. Ces résultats avaient été obtenus au laboratoire et il était nécessaire de les confirmer dans des conditions de culture réalistes. Le premier objectif de cette thèse était donc de développer une méthode permettant de cribler au champ différents génotypes de colza pour leur résistance au méligèthe afin de valider ou non le potentiel des composés biochimiques identifiés précédemment comme biomarqueurs mais aussi d’en identifier de nouveaux. Le second objectif de ce travail était de mieux comprendre l’écologie alimentaire du méligèthe afin d’identifier de nouvelles cibles potentielles pour la sélection de plantes résistantes. Nous avons mené plusieurs expérimentations sur le terrain qui nous ont permis de développer une méthode de crible au champ des génotypes de colza pour leur résistance au méligèthe. Cette méthode a mis en évidence l’existence de différences de résistance fortes et robustes entre génotypes parmi une gamme de 19 génotypes testés. Les biomarqueurs potentiels précédemment identifiés n’ont pas été validés au champ mais deux autres composés semblent influencer la résistance au méligèthe et pourraient être utilisés comme futurs biomarqueurs. Ces expériences au champ ont aussi permis de montrer que la biochimie des périanthes était très dépendante des conditions environnementales, ce qui pourra compliquer le travail de sélection. Par ailleurs, des expériences de développement réalisées en conditions contrôlées ont montré que le méligèthe utilisait le nectar présent dans les fleurs de colza mais que celui-ci ne semblait pas affecter son développement. Le pollen semble, jouer un rôle important sur son développement mais les larves parviennent à se développer sans son apport. Les expériences sur le comportement alimentaire du méligèthe adulte ont montré que cet insecte avait un patron d’attaque spécifique sur les inflorescences de colza en s’alimentant avant tout sur les boutons de petite taille (donc moins riches en pollen par rapport aux gros). Il semble que la disponibilité mais surtout l’accessibilité du pollen médiée par le périanthe joue un rôle essentiel dans le comportement de cet insecte. Ce travail a permis de mieux comprendre le comportement alimentaire du méligèthe et d’identifier des traits importants pour son développement. Ce travail montre que des résistances modérées existent au sein du colza et qu’elles pourraient être utilisées pour la sélection variétale. Il pointe aussi les limites des approches basées sur des biomarqueurs biochimiques. / Herbivorous insects cause important yield losses to crops. These insects are mainly managed through insecticides but negative effects of used compounds on the human health and the environment as well as the development of resistant pest populations impose finding alternative strategies to manage them. Breeding plants for enhanced resistance to insects is an attractive strategy. This kind of strategy was already implemented to manage insects but examples of its utilisation remain rare. The main limitation of this strategy is that a large number of genotypes needs to be screened through generally complex phenotyping methods to identify resistances. To circumvent these issues, an approach based on the understanding of plant defence mechanisms and the utilisation of biochemical biomarkers linked to resistance could be interesting. During this PhD, this kind of approach was developed on the oilseed rape (Brassica napus) and one of its main pests, the pollen beetle (Brassicogethes aeneus). Previous studies identified chemical compounds present in the perianth of flower buds and correlated to oilseed rape resistance to pollen beetle. However these studies were carried out in the laboratory and need to be validated in field conditions. Moreover, information on pollen beetle feeding ecology are still lacking while they could help identifying new targets for breeding. The first objective of this PhD is to develop a method allowing to screen resistance to the pollen beetle in the field. This method will allow to confirm the potential biomarkers previously identified and to look for additional biomarkers. The second objective of the present work was to better understand key steps in the interaction between the pest and its host plant to identify potential new target traits for resistance. For this purpose, the importance of food sources present in flowers such as pollen and nectar on pollen beetle development and the factors impacting the feeding pattern of adults on the inflorescence were investigated. We conducted field experiments in two different sites and for two consecutive years and propose a method allowing to screen oilseed rape resistance to pollen beetle in the field. Using this method, we were able to identify genotypes with moderate levels of resistance among a set of 19 genotypes. Previously identified biochemical biomarkers were not correlated with plant resistance in the field but new markers were identified (i.e. quinic acid and arginine). Our field experiments also showed that plant composition is highly variable according to the environment and this variability could affect usefulness of these markers during plant breeding programs. Experiments under controlled conditions also showed that pollen beetle used nectar for feeding but that it did not seem to affect its development. Pollen, on the other hand, seemed to have a more important impact but was not indispensable to pollen beetle development. The study of the pollen beetle feeding behaviour showed that this insect has a surprising feeding pattern on oilseed rape inflorescences and that small buds are more used for feeding than large buds that contain more pollen. It seems that accessibility and to a lesser extend availability of feeding resource explain this pattern and that the perianth has a major role on this preference. These experiments allowed to better understand the pollen beetle feeding ecology and to identify plant traits important for its development. Our work showed that moderate levels of resistance are present in oilseed rape and could be used in breeding programs. Limitations of approaches based on biochemical biomarkers are discussed.

Une des caractéristiques définissant les êtres vivants est leur capacité à se reproduire. La reproduction sexuée est le mécanisme qui a encouragé la sélection positive des espèces au cours de l’évolution en augmentant leurs diversités génétiques. Lors de leurs reproductions les angiospermes (les plantes à fleurs) utilisent un organe sexuel appelé fleur. Le sexe de cet organe est déterminé par la présence ou l’absence de deux différents types de tissus reproducteurs. Le tissu reproducteur mâle est appelé étamine et porte le pollen. Le tissu reproducteur femelle est appelé pistil et est constitué d’un ou plusieurs carpelles. La labilité sexuelle et l’importance économique des Cucurbites comme Cucumis melo (le melon), Cucumis sativus (le concombre) et Citrullus lanatus (la pastèque) ont fait d’eux des organismes-modèles pour l’étude du déterminisme du sexe contrôlé par un réseau génétique. Le modèle génétique du déterminisme du sexe de Cucumis melo peut être expliqué par la modulation et l’interaction de trois gènes: CmACS-7, CmWIP1, CmACS11. Le gène CmACS-7 est situé au locus M et code une enzyme de biosynthèse de l’éthylène (Boualem et al 2008) réprimant le développement des étamines. Le gène CmWIP1 est situé au locus G et code un facteur de transcription potentiel réprimant le développement du carpelle (Martin and al 2010). Et le gène CmACS11 est situé au locus A et code une enzyme de biosynthèse de l’éthylène réprimant l’expression de CmWIP1 (Boualem et al 2015). Au vu de la croissance de la population mondiale, il est nécessaire d’élargir le nombre d’outils génétiques permettant l’amélioration de la sélection variétale des plantes cultivées dont font partie les Cucurbites. La plupart des plantes hybrides sont issues d’un croisement entre deux plantes différentes, une plante mâle et une plante femelle. Pour améliorer la production de ces hybrides, il est primordial de connaître le sexe des plantes parentes et particulièrement celui des lignées femelles. Dans cette optique, les sélectionneurs ont besoin d’élargir leurs panels d’allèles permettant le contrôle du développement du carpelle. L’ingénierie de ces allèles permettra de générer des plantes gynoïques portant uniquement des fleurs femelles mais aussi d’augmenter la proportion de fleurs pistillées et de contrôler le délai d’apparition des fleurs pistillées. Ces améliorations de la sélection variétale des Cucurbites pourraient générer des alternatives aux mécanismes de stérilité mâle, de castration manuelle ou chimique. Ainsi qu’une meilleure maîtrise de l’apparition de l’effet nid, générant des plantes potentiellement plus compactes et plus rapidement productives. La manipulation des mécanismes, régulés par CmWIP1 et contrôlant le développement du pistil, pourrait permettre d’identifier de nouveaux allèles impliqués dans le développement du carpelle. Mes travaux de recherche se sont appuyés sur la mise en œuvre d’un crible génétique afin d’identifier les membres du réseau génétique auquel appartient CmWIP1, l’unique gène identifié à ce jour contrôlant le développement du carpelle chez C. melo. Ma thèse a eu pour but d’identifier des gènes suppresseurs de la fonction de TT1 (AtWIP1) et de NTT (AtWIP2), deux membres de la famille WIP chez Arabidopsis thaliana. Ces mutations suppresseurs pourront supprimer les phénotypes d’arrêt de croissance et de sénescence induits par la surexpression de TT1 ou de NTT. Pour cela, j’ai généré une population de lignées d’Arabidopsis thaliana surexprimant de manière inductible les séquences codantes de TT1 ou NTT et ayant subi une mutagenèse à l’EMS. J’ai ensuite criblé cette population pour identifier les plantes suppresseurs et les mutations causales. Mon projet de recherche a permis d’identifier quatre locus potentiellement impliqués dans le contrôle du développement du carpelle. La caractérisation de ces locus pourra aboutir à un meilleur contrôle du déterminisme du sexe des Cucurbites et des plantes possédant un mécanisme similaire. / One of the characteristics of living organisms is the ability to reproduce themselves. Sexual reproduction is a mechanism that increases the potential diversity of species and their positive selection. To reproduce most of plants species use a type of sexual organ named flower. The sex of this organ is determined by the presence or absence of two different types of reproductive tissue. The stamen is the male reproductive tissue and the carpel is (the female reproductive tissue). In many species the development of these tissues is controlled by a network of genes. Cucumis melo (melon) is a model plant to study genetic network controlling sex determination. Melon sex determination genetic model can be explained by the modulation of three genes. The gene CmACS-7 at the locus M which encodes for an ethylene biosynthesis enzyme that represses stamen development (Boualem and al 2008). The gene CmWIP1 at the locus G which encodes a putative transcription factor that represses carpel development (Martin and al 2010). And the gene CmACS11 at the locus A which encode for an ethylene biosynthesis enzyme that represses CmWIP1 expression (boualem et al 2015). The aim of this thesis project is to understand in which biological process cmWIP1 is involved to inhibit carpel development. The identification of the precise function of cmWIP1 will lead to the identification of new putative alleles controlling carpel development and sex determination. To achieve this goal we set up a genetic screen in Arabidopsis thaliana to unravel genetic interactors of CmWIP1. At the present moment we found four putative genetic interactors. These putative candidates will be tested in melon. Plants that are mutated in theses cmWIP1 genetic interactors should harbour female organ inside each of their flowers. Then the introgression of these alleles in crop species may increase fruit and/or seed yields.

Le problème de l’accès aux ressources génétiques des plantes pour la sélection variétale est au cœur de la Révolution Verte. A partir des années 1960, les sélectionneurs font de la disparition des variétés locales sous l’effet de la diffusion de nouvelles variétés génétiquement homogènes un problème public à l’échelle mondiale. Dans une perspective qui croise la recherche d’archives et l’enquête de terrain, cette thèse revient sur la formation de ce problème, sur sa trajectoire historique et ses enjeux actuels. Il s’agit d’analyser l’hétérogénéité des savoirs scientifiques et des approches qui sont développés sur le thème de la conservation des ressources génétiques dans les arènes internationales. L’étude des débats et des initiatives menés dans le cadre de la FAO permet de comprendre quels sont les savoirs légitimés, lesquels sont marginalisés et comment la nature et les contours du problème ont été négociés. La place que les ressources génétiques occupent au cours d’épisodes clés de la Révolution Verte est également au cœur de ce travail. Cette thèse analyse spécifiquement l’importance accordée aux variétés locales de maïs dans le programme agricole que la Fondation Rockefeller met en place au Mexique à partir de 1943. Alors que le maïs hybride est généralement présenté comme un vecteur de la modernisation agricole, cette thèse montre que les experts sont confrontés à l’échec du paradigme d’amélioration variétale qu’ils étaient censés exporter. Face à une innovation uniquement applicable à une échelle très limitée, les semences paysannes du maïs restent l’option variétale la plus utilisée au Mexique. Ce travail montre que ce sont bien les choix pragmatiques des agriculteurs qui constituent le fondement de la conservation, de facto, des ressources génétiques du maïs dans ce pays. / The issue of access to plant genetic resources for plant breeding is at the heart of the Green Revolution. Beginning in the 1960s, the disappearance of local varieties with the spread of new genetically homogeneous varieties evolved into a public problem on a global scale. Combining archival research and field investigations, this thesis explores the emergence of this problem, its historical trajectory, and its current forms. I analyze the heterogeneity of scientific knowledge and approaches to the conservation of genetic resources developed in international arenas. An exploration of debates and initiatives within the framework of the FAO sheds light on the issues of which knowledges are legitimated and which marginalized, and on how the nature and outlines of the problem have been negotiated. An examination of the role of genetic resources in key episodes in the Green Revolution is also central to the study. The thesis specifically analyzes the importance attributed to local maize varieties in the agricultural program that the Rockefeller Foundation implemented in Mexico beginning in 1943. While hybrid maize is generally presented as a vector of agricultural modernization, this thesis shows how experts were faced with the failure of the varietal improvement paradigm that they were supposed to export. As hybrid maize is an innovation that is only applicable on a very limited scale, farmers’ maize seeds still are the most widely used varietal option in Mexico. The study shows that it is indeed the pragmatic choices of farmers that form the basis for the de facto conservation of the country’s maize genetic resources.

Le taro (Colocasia esculenta L.), la grande igname (Dioscorea alata L.) et le manioc (Manihot esculenta Crantz) représentent trois cultures amylacées d'importance dans les régions tropicales et subtropicales du monde. Afin d'évaluer la diversité chimique en molécules bioactives de ces espèces, nous avons développé des méthodologies analytiques CLHP/DBD et CPG/SM à moyen débit permettant de doser les teneurs de 129 caroténoïdes et composés phénoliques/indoliques et de 16 acides organiques/gras dans les tissus souterrains consommés. Ces substances ont ensuite été dosées pour la première fois sur un large échantillonnage représentatif de la diversité agro-morphologique de ces trois espèces (respectivement 173, 113 et 79 cultivars de taro, grande igname et manioc cultivés sur un même site). Les résultats montrent l'existence d'une énorme diversité qualitative et quantitative des marqueurs chimiques et une absence de chimiotype marqué. De nombreux métabolites secondaires n'ont été détectés que dans peu de variétés en accord avec les résultats d'études antérieures sur la diversité, et la distribution, d'allèles génétiques neutres. Bien qu'appréciées, les substances colorées ou perceptibles en bouche n'ont pas fait l'objet d'amélioration variétale poussée sur leurs teneurs et ne peuvent être perçues que dans un petit nombre de cultivars. Dans l'ensemble, les résultats soutiennent l'importance de la sélection participative de petits agriculteurs pour la création et le maintien d'une large biodiversité chimique chez ces plantes. Ils offrent également des perspectives et des outils nouveaux pour améliorer la qualité nutritionnelle de ces espèces / Taro (Colocasia esculenta L.), the greater yam (Dioscorea alata L.) and cassava (Manihot esculenta Crantz) are three important staple crop species from tropical and subtropical regions. In order to evaluate the diversity in bioactive molecules of these three species, we have developed medium throughput HPLC/DAD and GC/MSbased analytical methodologies to estimate the contents of 129 carotenoids and phenolic/indolic compounds and 16 organic/fatty acids in the consumed underground tissues. The contents of these substances have then been quantified for the first time in a large sampling representative of the agro-morphological biodiversity of these three species (respectively 173, 113 and 79 landraces of taro, greater yam and cassava that were cultivated on a common site). Results demonstrate the existence of a large qualitative and quantitative diversity of chemical traits and the absence of clear-cut chemotype. Most secondary metabolites have only been detected in few landraces in agreement with results from previous studies on the diversity, and distribution, of neutral genetic alleles in these plants. Though well appreciated by consumers, colored and mouth-perceivable substances have not been subjected to major content improvement through targeted selection and are in fact only detectable in a limited number of landraces. As a whole, these results support the importance of participatory selection by small farmers in the creation, and maintaining, of a large chemical diversity in these species. They also offer novel tools and perspectives for the improvement of the nutritional value of these species by plant breeders