Dans leur environnement naturel, les plantes doivent continuellement s’adapter pour survivre aux diverses stimuli auxquels elles sont confrontées. La salinité est responsable de fortes pertes de rendements et une meilleure compréhension des mécanismes capables d’induire la tolérance de la plante est nécessaire. Au niveau cellulaire, les stress biotique et abiotique perçus induisent la production de messagers secondaires ce qui active des voies de signalisation faisant intervenir différentes familles de protéines kinases dont les protéines kinases dépendantes du calcium, les CDPKs. Lorsqu’elles sont activées, elles vont phosphoryler des substrats permettant la mise en place des réponses spécifiques au stress perçu.CPK5 et CPK6 sont des régulateurs positifs de la tolérance au stress salin et également de la résistance aux bactéries, notamment par l’induction de gènes de réponses. L’identification de 25 nouveaux substrats putatifs par une approche phosphoprotéomique pourraient permettre une meilleure compréhension du rôle de CPK5 et CPK6 dans la réponse aux stress. Parmi les candidats étudiés dans ce manuscrit, six ont été validées in vitro, notamment deux ubiquitine ligases E3 dont la mutation d’un site conservé inhibe la phosphorylation par CPK5 et CPK6. Bien que l’étude des mutants knock-out n’ait pas permis de leur attribuer un rôle dans la tolérance à la salinité, certains pourraient agir en aval de CPK5/6 dans la réponse aux pathogènes. / Plants are subjected to several environmental stimuli and must adapt to survive. A better understanding of the mechanisms involved in plant tolerance is necessary to find solution to the salt stress that is responsible for important yield loss. At the cellular level, the perception of biotic and abiotic stress leads to the accumulation of secondary messengers that activate protein kinases involved in different signaling pathways as calcium-dependent protein kinases (CDPKs). Once they are activated, CDPKs can phosphorylate substrates which are able to induce appropriate responses to the stimuli.CPK5 and CPK6 are positive regulators of salt stress and biotic stress, notably through the induction of response genes. To better understand their roles in plant stress response, a phosphoproteomic approach was conducted and could identify 25 new putative substrates for CPK5. Six of the studied candidates were validated in vitro for phosphorylation by CPK5 and CPK6. Among them, two ubiquitin E3 ligases are not phosphorylated anymore by CPK5 and CPK6 when mutated on a conserved phosphosite. Unfortunately, the knock-out mutants of the substrates in salt condition did not show any phenotype. However some of them are known to play a role in response to pathogen and could act downstream of CPK5 and CPK6.

Dans l'étang de Berre, les apports excessifs en eau douce entraînent souvent des variations brusques de la salinité et des apports en azote parfois abondants. Les processus de régénération sédimentaire et d'élimination d'azote constituent des phénomènes majeurs pouvant expliquer le développement phytoplanctoniques et contrôler l'eutrophisation. L'étude de ces processus a été réalisée dans 2 stations ayant subi des historiques de variations de salinité différents. RDNA et anammox étaient négligeables. La dénitrification (couplée à la nitrification) serait le principal processus de sortie de N2 de l'étang. La forte production primaire pélagique utilisant l'ammonium a pu être expliquée par les processus de régénération, contrairement au nitrate dont la demande pélagique serait soutenue par des apports externes. Comme la salinité est susceptible d'influencer les processus d'azote, des microcosmes ont été utilisés afin d'évaluer la sensibilité de ces processus (résistance, résilience, shift) face aux variations à court terme de la salinité. Les 2 stations ont présenté des réponses différentes (dénitrification et nitrate réduction plus résilientes que la nitrification), suggérant que les stress halins à long terme influencent les réponses à court terme. Une hypothèse serait que la diversité et la structure des communautés joueraient un rôle crucial dans le maintien des taux d'activité. Dans cette étude, seule la communauté nitrifiante (AO) a été étudiée. Les AO et leurs transcrits étaient spécifiques aux sites et leurs abondances changeaient faiblement entre les microcosmes (résistance plus forte dans le site fréquemment soumis à des fluctuations de salinité). / The Berre lagoon receives excess freshwater leading to strong changes in the ecosystem salinity and in the nutrient inputs. Regeneration processes and the N2 removal of nitrogen are of a particular interest as they can explain the planktonic development and control the eutrophication state. These processes were studied in 2 stations with different patterns of long term stresses. DNRA and anammox were negligible. Denitrification (particularly the one coupled to nitrification) would be the main N2 removal in the lagoon. The high primary production based on N-NH4+ can be explained by the regeneration processes, while the primary production based on N-NO3- might be sustained by external inputs. As salinity susceptible to influence directly or indirectly the nitrogen processes, a microcosm approach was used in order to assess their sensitivity (resistance, resilience, shifts) to short term salinity fluctuations. Overall, towards the same kind of perturbations, the two stations responded differently (denitrification and nitrate reduction exhibited showed higher resilience than nitrification.), suggesting that long-term saline stresses would influence short-term responses. We suggest that the diversity and the structure of the communities would be crucial in their functional redundancy and thereby in the maintenance of the rates. In this study, we focused on the total structure of the nitrifying community (AO). AO and their transcripts were site-specific and their abundances changed slightly between microcosms (higher resistance in the site subject to frequent salinity fluctuations compared to the other site which is not affected by changes in the in situ salinity).

Le littoral Fluminense, situé en zone tropicale humide (23°S-43°W, Rio de Janeiro, Brésil), présente un gradient d'aridité, généré par l'occurrence d'un upwelling côtier, principalement contrôlé par le régime des vents. Les lagunes du littoral, dont les caractéristiques physico-chimiques sont en relation avec ce gradient d'aridité, enregistrent des variations hydro-climatiques en relation avec l'occurrence de cet upwelling. Ce travail porte sur des enregistrements lagunaires prélevés dans deux lagunes (Brejo do Espinho et Padre) et sur un enregistrement marin prélevé dans la zone de l'upwelling. Les variations hydroclimatiques des lagunes ont été reconstituées à partir de l'étude des diatomées complétée par l'estimation de la salinité quantifiée par une fonction de transfert diatomées/salinité. La fonction de transfert a été établie à partir d'une calibration sur les milieux lagunaires actuels en fonction du gradient de salinité. La variabilité de l'intensité de l'upwelling a été reconstituée à partir de la productivité primaire de la zone d'upwelling basée sur l'étude des coccolithophoridés. La comparaison entre la variabilité hydro-climatique reconstituée dans les lagunes et l'occurrence de l'upwelling, en tenant compte de la remontée du niveau marin au cours de l'Holocène, permet de définir les changements d'intensité de l'upwelling et du régime des vents qui se sont exercés sur le littoral Fluminense. Ces changements peuvent être expliqués par l'impact des événements El Niño, par la position des fronts polaires et la migration de la zone de convergence intertropicale.

Dans les zones cristallines semi-arides, les petits aquifères alluviaux sont des ressources hydrogéologiques limitées, mais importantes pour les populations rurales. La durabilité de leur disponibilité repose sur le développement de stratégies de gestion adaptées aux contraintes physiques mais aussi socioéconomiques locales. Sur un bassin versant situé dans la zone cristalline du Nordeste brésilien semi-aride, où l'utilisation des nappes alluviales s'est développée rapidement depuis 10 ans, a été mise en œuvre une double approche 1) physique afin de caractériser et proposer un modèle de fonctionnement hydrosalin de ces ressources traditionnellement peu étudiées, 2) socioéconomique pour caractériser les groupes d'usagers et les stratégies locales d'utilisation et de gestion des ressources en eau. L'étude s'appuie sur 6 ans de données (suivis et études de caractérisation des milieux physique et anthropique) et sur la construction de modèles de bilans hydrologiques et de masse au pas de temps mensuel qui ont permis de quantifier les termes des bilans de la nappe alluviale et de discuter les interactions avec les autres ressources en eau (aquifère de socle, retenues). Les hypothèses de fonctionnement hydrologique ont été testées avec un modèle spatialisé à base physique. Des scénarios d'évolution de l'exploitation des ressources ont été construits en tenant compte des principales contraintes internes (physiques et anthropiques) et externes (politiques publiques). L'impact de ces scénarios sur la disponibilité en eau (en termes de qualité et quantité) a été simulé à plus ou moins long terme ce qui a permis de montrer qu'une gestion intégrée amont/aval des ressources est bénéfique pour l'ensemble des usagers. Enfin, une méthode régionale de cartographie des petits aquifères alluviaux basée sur la télédétection est développée et permet d'évaluer le volume d'eau potentiellement exploitable sur un grand bassin versant.

Les estuaires sont des systèmes hautement dynamiques où interagissent des processus biogéochimiques complexes qui influent sur le devenir de la matière organique et non organique. La confrontation des eaux fluviales et marines induit des changements rapides des principaux facteurs structurant la distribution des organismes vivants et gouvernant la spéciation de certains éléments traces entre phase particulaire et dissoute, ex : gradient de salinité, teneurs en matières en suspension (MES). Ce travail vise à étudier l'estuaire de la Charente, principal fleuve influançant le bassin de Marennes-Oléron (première zone ostreicole française) afin (i) de caractériser la structure de la communauté zooplanctonique en relation avec les paramètres environnementaux, (ii) le fonctionnement de la base du réseau trophique de l'estuaire (identification des sources de matière organique exploitée par les organismes zooplanctoniques et suprabenthiques) et (iii) d'établir un état de contamination par les métaux des compartiments biotiques. L'estuaire de la Charente se distingue par des concentrations en MES extrêmement élevées, présentant néanmoins une contribution importante de la matière organique (efflorescence phytoplanctonique printanière en zone mésohaline et production microphytobenthique). La zone de turbidité maximale semble correspondre à un écotone qui contrôle les flux de matière organique et la distribution des organismes. Le mélange physique des particules issues des systèmes dulcicoles et marins adjacents à l'estuaire avec cette forte charge de matériel resuspendu conduit à une homogénéisation des signatures isotopiques et métalliques particulaires en été et automne le long du gradient de salinité. Les quatre assemblages zooplanctoniques identifiés sont structurés spatialement par la salinité et la concentration en MES et temporellement par les variations de température et de débit fluvial. Malgré la dominance quantitative du matériel détritique au sein du pool de matière organique particulaire (MOP), il semble que les 5 taxons planctoniques ou suprabenthiques dominants étudiés (Eurytemora affinis, Acartia spp., Daphnia spp., Neomysis integer, Mesopodopsis slabberi) présentent une sélectivité importante vis-à-vis de sources primaires distinctes. Cette succession spatio-temporelle d'espèces sélectives conduit à une multiplication des flux trophiques et semble ainsi optimiser à l'échelle annuelle l'exploitation de la MOP disponible. Les concentrations en Cd, Cu, Hg, Pb, V et Zn ont par ailleurs été mesurées dans près de 40 taxons estuariens (zooplancton, benthos, poissons). Malgré des concentrations en métaux dissous et particulaires plus faibles que dans les grands estuaires européens subissant une pression anthropique importante (Seine, Gironde), les niveaux de contamination mesurés dans les différents compartiments biotiques semblent globalement équivalents. Les évènements brefs (crue hivernale, efflorescence phytoplanctonique printanière) altèrent toutefois fortement ce schéma général en modifiant les sources primaires de matière organique disponibles et les concentrations métalliques particulaires (Cd notamment).

Une approche pluridisciplinaire (tectonique, géomorphologie, géophysique, forage, datation 10Be...) a été entreprise afin de caractériser les déformations tectoniques récentes en Provence. Elle a consisté à comprendre la mise en place et l'évolution des structures potentiellement sismogènes, de quantifier les taux de déplacement plio-quaternaires, et d'étudier les relations entre tectonique et érosion dans ce type de contexte présentant une déformation lente. Si les déformations pliocènes à actuelles sont contrôlées par la dynamique de la chaîne alpine, les structures résultent essentiellement de la phase de déformation pyrénéo-provençale, de la fin du Crétacé à l'Eocène moyen ; la phase « alpine » d'âge Miocène étant exprimée essentiellement entre la faille de la Moyenne Durance et celle de Salon-Cavaillon (e.g. Luberon, Trévaresse...). Les vitesses de déplacements calculées grâce à la déformation de marqueurs géologiques et géomorphologiques résultant de la crise de salinité messinienne et/ou des cycles glacio-eustatiques quaternaires sont souvent inférieures à 0,1 mm/an. Cette déformation peut-être enregistrée par des marqueurs géologiques très récents, bien que la morphologie actuelle de la région soit contrôlée essentiellement par les processus d'érosion.

Cette étude a été menée en collaboration entre une équipe universitaire UBO, un organisme de recherche appliqué à la gestion de pollutions chimiques accidentelles liées au transport maritime (Cedre) et d'entreprises industrielles. La collecte de données physico-chimiques sur quatre produits est organisée autour d'une double démarche : identification des facteurs encore non pris en compte dans les protocoles de gestion d'accidents et mise au clair des grandes lois régissant des phénomènes déjà identifiés comme importants. Ainsi peuvent être présentées en toute limpidité des équations raisonnables mais simples, utilisables dans des logiciels d'aide à la décision. Dans ce cadre sont traitées les limites de solubilité, avec l'influence de la salinité et de la température. Cet ouvrage contient donc une collection de données (solubilités, tensions superficielles et interfaciales, masses volumiques, stabilité chimique, vitesses d'évaporation), mais surtout met en évidence l'importance des tensions interfaciales dans la gestion des étalements et contribue à clarifier l'influence de la salinité et de la température sur les solubilités dans les conditions marines.

En tant qu’acteurs moléculaires impliqués dans le transport d’eau au travers des membranes biologiques, les aquaporines (AQP) jouent un rôle et sont régulées en réponse à des stress. Ils sont soumis à d’intenses recherches, en particulier chez le riz. En utilisant une approche de génomique fonctionnelle, nous avons généré 5 lignées transgéniques de riz dans le fond génétique Nipponbare, en sur-exprimant des AQP uniques fusionnées à un marqueur fluorescent ; parmi celles-là, figurent trois AQP de la membrane plasmique (OsPIP1;1, OsPIP2;4, OsPIP2;5) fusionnées à la GFP et deux AQP de la membrane tonoplastique (OsTIP1;1 and OsTIP2;2) fusionnées à la mCherry. Leurs localisations subcellulaires en condition contrôle ont été observées. Chez le riz, les isoformes OsPIP présentaient un marquage homogène typique de la membrane plasmique, tandis que les isoformes OsTIP ont été trouvées avec un marquage des invaginations intracellulaires qui entourent le noyau, typique du tonoplaste. Le comportement des AQP de la membrane plasmique a été testé en conditions de stress salin et osmotique. Les stress abiotiques ont provoqué une relocalisation des AQP et le stress salin a augmenté l’endocytose de l’isoforme OsPIP2;5 dans les cellules de la racine. Par ailleurs, la sur-expression de tels transgènes ne semblait pas affecter la morphologie des plantes et ne conférait pas un effet bénéfique sur la production de graines, aussi bien en condition contrôle que stressée. Enfin, nous nous sommes focalisés sur la contribution des AQP dans la racine de riz en relation avec la morphologie racinaire. Nous avons trouvé que les AQP contribuaient à un pourcentage relativement important dans le transport de l’eau dans la racine entière (44-58%) et que cette contribution semblait plus importante dans les racines primaires que latérales. / As molecular players involved into the water transport through biological membranes, aquaporins (AQPs) have a role and are regulated in stress response. They were deeply investigated in plants and particularly in rice. Using functional genetic approach, we generated 5 transgenic rice lines based on Nipponbare cultivar, by overexpressing a single AQP in fusion with a fluorescent marker; among them, 3 plasma membrane AQPs (OsPIP1;1, OsPIP2;4, OsPIP2;5) fused with GFP and 2 tonoplast AQPs (OsTIP1;1 and OsTIP2;2) fused with mCherry. Their subcellular localizations in resting condition were investigated. In rice, OsPIP isoforms showed typical homogeneous labelling of the plasma membrane, whereas OsTIP isoforms were observed localized in the tonoplast with a typical labelling of intracellular invaginations that skirted the nucleus. The behaviors of plasma membrane AQPs were tested in salt and drought stress-mimicked-conditions. Abiotic stresses triggered a re-localization of plasma membrane AQPs and salt stress enhanced endocytosis process of OsPIP2;5 in rice root cells. Overexpressing such transgenes did not seem to affect the plant morphology and showed no beneficial effects for grain yield in both non-stress and stress conditions. We took more focus on the contribution of AQPs in rice root water transport in link with root morphology. AQPs contributed a relative high percentage of water transport in whole root system (44-58%) and seemed to contribute more in primary roots rather than in lateral roots.

Appliqués à forte dose, les rayonnements UV-C sont délétères, alors que administrés à faibles doses, ces memes rayonnements stimulent des réponses bénéfiques. Ce phénomène est connu sous le nom d’hormesis et la dose bénéfique est qualifiée d’hormique. L’application des faibles doses d’UV-C sur les fruits et les légumes en post-récolte a permis donc d’augmenter leur résistance vis à vis des pathogènes (Charles et al, 2008), d’améliorer leur qualité nutritionnelle (Mercier et al, 2001) et d’améliorer leur rendement et leur croissance (Siddiqui et al, 2011). Ces travaux ont été réalisés sur des espèces différentes. Dans le cadre de ma thèse, nous avons traité une seule espèce de laitues romaines var Claudius après récolte avec une dose non délétère d’UV-C (0.85kJ.m-2) puis nous avons évalué son effet sur leur aspect de résistance aux champignons Botrytis cinerea (BC87) et Sclerotinia minor (SM), sur leurs valeurs nutritionnelles au cours du stockage et sur leurs réponses à la contrainte saline du milieu. L’analyse de tous les résultats obtenus,a mis en évidence que la dose d’UV-C choisie diminue la sensibilité de la laitue romaine à ces deux agents pathogènes (Ouhibi et al. 2014a), améliore sa valeur nutritionnelle en augmentant la concentration des composées phénoliques et de l’acide ascorbique et acquière aux plantes provenant de grains prétraitées aux UV-C un meilleur potentiel d'adaptation à la contrainte saline (Ouhibi et al, 2014 b). Le traitement des plantes avec une dose d’UV-C non délétère permet d’agir de façon bénéfique et simultanément sur différents processus physiologiques. / Applied in high doses, UV-C radiations are harmful, while administered at low doses, these same radiations stimulate beneficial answers. This phenomenon is known as hormesis and the beneficial dose is qualified hormic. The application of low doses of UV-C on fruits and vegetables in post harvest enhances resistance against pathogens (Charles et al, 2008), improve their nutritional quality (Mercier et al, 2001) and their performance to grow (Siddiqui et al, 2011). This works were carried out on different species. In my thesis, we treated a single species of romaine lettuce var claudius after harvest with a non-harmful dose of UV-C (0.85kJ.m-2) and we evaluated its effect on resistance to Botrytis cinerea (BC87) and Sclerotinia minor (SM), in their nutritional value during storage and their responses to salt stress. The analysis of all the results obtained showed that the UV-C dose decreases the sensitivity of romaine lettuce to these two pathogens (Ouhibi et al. 2014a), improve nutritional value by increasing the content in phenolic compound, in ascorbic acid and acquire to plants from seeds pre-treated with UV-C greater potential for adaptation to salt stress (Ouhibi et al, 2014 b).

Les estuaires sont des systèmes hautement dynamiques où interagissent des processus biogéochimiques complexes qui influent sur le devenir de la matière organique et non organique. La confrontation des eaux fluviales et marines induit des changements rapides des principaux facteurs structurant la distribution des organismes vivants et gouvernant la spéciation de certains éléments traces entre phase particulaire et dissoute, ex : gradient de salinité, teneurs en matières en suspension (MES). Ce travail vise à étudier l’estuaire de la Charente, principal fleuve influançant le bassin de Marennes-Oléron (première zone ostreicole française) afin (i) de caractériser la structure de la communauté zooplanctonique en relation avec les paramètres environnementaux, (ii) le fonctionnement de la base du réseau trophique de l’estuaire (identification des sources de matière organique exploitée par les organismes zooplanctoniques et suprabenthiques) et (iii) d’établir un état de contamination par les métaux des compartiments biotiques. L’estuaire de la Charente se distingue par des concentrations en MES extrêmement élevées, présentant néanmoins une contribution importante de la matière organique (efflorescence phytoplanctonique printanière en zone mésohaline et production microphytobenthique). La zone de turbidité maximale semble correspondre à un écotone qui contrôle les flux de matière organique et la distribution des organismes. Le mélange physique des particules issues des systèmes dulcicoles et marins adjacents à l’estuaire avec cette forte charge de matériel resuspendu conduit à une homogénéisation des signatures isotopiques et métalliques particulaires en été et automne le long du gradient de salinité. Les quatre assemblages zooplanctoniques identifiés sont structurés spatialement par la salinité et la concentration en MES et temporellement par les variations de température et de débit fluvial. Malgré la dominance quantitative du matériel détritique au sein du pool de matière organique particulaire (MOP), il semble que les 5 taxons planctoniques ou suprabenthiques dominants étudiés (Eurytemora affinis, Acartia spp., Daphnia spp., Neomysis integer, Mesopodopsis slabberi) présentent une sélectivité importante vis-à-vis de sources primaires distinctes. Cette succession spatio-temporelle d’espèces sélectives conduit à une multiplication des flux trophiques et semble ainsi optimiser à l’échelle annuelle l’exploitation de la MOP disponible. Les concentrations en Cd, Cu, Hg, Pb, V et Zn ont par ailleurs été mesurées dans près de 40 taxons estuariens (zooplancton, benthos, poissons). Malgré des concentrations en métaux dissous et particulaires plus faibles que dans les grands estuaires européens subissant une pression anthropique importante (Seine, Gironde), les niveaux de contamination mesurés dans les différents compartiments biotiques semblent globalement équivalents. Les évènements brefs (crue hivernale, efflorescence phytoplanctonique printanière) altèrent toutefois fortement ce schéma général en modifiant les sources primaires de matière organique disponibles et les concentrations métalliques particulaires (Cd notamment). / Estuaries are highly dynamic systems where complex biogeochemical greatly affect the fate of organic and non-organic matter. The physical mixing of freshwater and saltwater leads to high variability in the main drivers controlling organisms distribution and trace metals partitioning between the particulate and dissolved phases: eg. salinity gradient, suspended particulate matter concentration (SPM). This work aims thus at studying the Charente estuary, which is the main river discharging into the Marennes-Oléron Bay (first oyster producing area in France) in order to (i) characterize the zooplankton community structure and relate it to the main environmental parameters, (ii) identify the main organic matter sources contributing to the functioning of the planktonic food web and (iii) to characterize contamination of the biological compartment of this estuary. Although being one of the most turbid estuaries in Europe, the Charente estuary displays quite high organic matter contribution, especially through a spring phytoplankton bloom in the mesohaline area and microphytobenthic production. The maximum turbidity zone (MTZ) displays some ecotonal characteristics, controlling both organic matter fluxes and organisms distribution. The physical mixing of terrestrially and marine derived particles within the high load of resuspended estuarine particles leads to quite homogeneous isotopic and metallic signatures in particles all along the salinity gradient during summer and autumn. Salinity and SPM concentration significantly controls the spatial distribution of the four zooplankton assemblages identified while temperature and river discharge controls their temporal variations. Despite the quantitative dominance of terrestrially derived detrital organic matter, the five dominant planktonic and suprabenthic taxa studied (Eurytemora affinis, Acartia spp., Daphnia spp., Neomysis integer, Mesopodopsis slabberi) display strong selectivity toward different organic matter sources. At the annual scale, the exploitation of the available stock of organic matter seems optimized by this spatio-temporal succession of selective species that leads to multiple trophic pathways. In addition, the concentrations of Cd, Cu, Hg, Pb, V and Zn were measured in nearly 40 estuarine taxa (zooplankton, benthos, fishes). Although particulate and dissolved metal concentrations were somewhat low as compared to those measured in highly impacted European estuaries (Seine, Gironde), the contamination levels recorded in these biotic compartments were of the same order of magnitude. Moreover, brief events such as high water levels and phytoplankton blooms greatly affect this overall pattern by modifying the available organic matter sources and particulate trace metals concentrations (especially Cd).