Les anthocyanes constituent une composante importante de la qualité des fruits rouges, particulièrement pour le raisin noir, et pour la couleur des vins qui en dérivent. La biosynthèse des anthocyanes est déterminée par des facteurs génétiques et affectée par des facteurs environnementaux, notamment la lumière. Pour la plupart des cépages, la pellicule des baies est le tissu principal ou exclusif accumulant les anthocyanes. Notre travail analyse les effets de la lumière et du génotype sur la biosynthèse des anthocyanes. Le matériel végétal que nous avons utilisé était constitué de cépages teinturiers, qui accumulent des anthocyanes dans la pellicule et dans la pulpe, et de populations hybrides. Dix-neuf anthocyanes mono-glycosylées ont été identifiés dans sept tissus colorés du cépage teinturier Yan-73 (V. vinifera). La composition et la concentration en anthocyanes varient selon les organes et le stade de développement. Les anthocyanes de la pellicule incluent principalement les dérivés de la malvidine, alors que les dérivés de la péonidine sont les plus abondants dans la pulpe. Les dérivés de malvidine et de péonidine prédominent dans le rachis, les pédicelles des baies, les limbes foliaires, les nervures et les pétioles, et dans l‘écorce à la base du cep. Les concentrations des anthocyanes dans les pellicules, la pulpe, le rachis et les pédicelles augmentent rapidement à partir de la véraison, ou une semaine après la véraison. Elles sont élevées dans les limbes foliaires jeunes et sénescents, et faibles dans les feuilles en expansion et les feuilles adultes. Elles ne varient pas beaucoup au cours de la saison dans les nervures et les pétioles, ou dans l‘écorce. Les cépages ont pu être distingués selon leur réponse à des traitements d‘exclusion de la lumière imposés de la nouaison à la maturité en entourant les grappes par des boîtes opaques. Le cépage non teinturier ―Gamay‖ à peau rouge accumule très peu d‘anthocyanes dans la pellicule en absence de lumière. Au contraire, les cultivars teinturiers, ‗Yan-73‘ et ‗Gamay Fréaux‘ (mutant teinturier de ‘Gamay’) accumulent des anthocyanes aussi bien dans la pellicule que dans la pulpe et présentent une coloration sombre même en absence de lumière... / Anthocyanins are an important component of red fruit quality, especially for grape berries, and for the color of the wines made from these berries. Anthocyanin biosynthesis is determined by genetic factors and affected by environmental factors, especially sunlight. For most grape cultivars, the berry skin is the main or only tissue accumulating anthocyanins. The present work investigates the effects of light and grape genotype on anthocyanin biosynthesis. We used teinturier grape cultivars (also called dyers, which synthesize anthocyanins in both skin and pulp) and its hybrid population as plant materials. Nineteen monoglucoside anthocyanins were identified in seven colored tissues of the teinturier cultivar Yan-73 (V. vinifera). Anthocyanin composition and concentration varied among grape organs and with developmental stage. Skin anthocyanins were mainly composed of malvidin derivatives, while peonidin derivatives were the most abundant anthocyanins in the pulp. Both malvidin and peonidin derivatives were predominant in rachis, berry pedicels, leaf lamina, vein and petioles, and living bark at the base of the shoot. The concentration of anthocyanins in berry skin, pulp, rachis and pedicels rapidly increased starting from veraison on, or one week after veraison. Anthocyanin concentrations were high in young and senescing leaf lamina and low in expanding and mature lamina. They did not vary much throughout the growing season in the leaf veins and petiole tissues, or in the bark. Grape cultivars could be distinguished by their response to sunlight exclusion treatments imposed from fruit set to maturity by surrounding the clusters with opaque boxes. The red-skinned non-teinturier cultivar Gamay could barely accumulate anthocyanins in berry skin under sunlight exclusion. In contrast, teinturier cultivars, Yan-73 and Gamay Fréaux (teinturier mutant of Gamay) accumulated anthocyanins in both skin and pulp and showed dark color even under sunlight exclusion...

Dans l’histoire évolutive, deux gènes paralogues sont issus d’un évènement de duplication de leur ancêtre commun. Les gènes paralogues sont caractérisés par des duplications globales de génome (WGD) ou à petite échelle (SSD) et par leur datation. Les WGDs ont lieu à deux reprises à la base de la lignée des vertébrés. Les évènements de SSD ont lieu à plusieurs moments pouvant être plus récents, plus anciens ou contemporain de la période des évènements de WGD. La rétention des paralogues dans le génome, associée à une divergence de l’expression spatiale est une contribution importante pour l’augmentation de la complexité de l’organisme au cours de l’évolution. Certaines études ont montré que les duplications anciennes seraient plus associées aux maladies. L’objectif de la première partie de la thèse est de créer une ressource sur les paralogues en collectant et en analysant différentes annotations. Nous avons construit une ressource robuste de paralogues humains à partir de listes publiées mais aussi à partir d’annotations externes. L’exploration de différentes annotations nous a permis d’identifier une identité de séquence élevée entre gènes paralogues pouvant biaiser la mesure d’expression des gènes et diminuer leur expression. L’objectif de la seconde partie, est d’explorer l’expression spatiale et la co- expression des paralogues au sein du cerveau humain, à partir des données RNA-seq du consortium GTEx. Les données d’expression GTEx de 13 tissus cérébraux, nous ont permis de montrer que la datation récente mais aussi que le type SSD contribuaient à une expression plus tissu-spécifique. Nous avons utilisé l’analyse de la co-expression (WGCNA) afin de regrouper les paralogues possédant une expression similaire au travers des tissus et nous avons pu suggérer une co-expression des SSD récents. Nos études sur les maladies ont montré que les SSD récents accumulaient des mutations associées à des maladies cérébrales. Finalement, nous avons trouvé que la co-expression des paralogues et leur tissu-spécificité au travers des régions cérébrales pouvaient enrichir nos connaissances sur les gènes associés à des maladies cérébrales. / In evolution history, two paralogous genes originate from the duplication event of a common ancestor gene. Paralogous genes are characterized by whole genome (WGD) or small-scale (SSD) duplications and their duplication date. The WGDs happened twice in the early vertebrate lineage. SSD events take place at any moment in evolutionary history and can be younger, older or dating to the same period than WGD events. Retention of paralogs in the genome associated with divergence of spatial expression is an important contributor to the increase of organism complexity through evolution. Different studies found that old duplications are more associated with diseases. The objective of the first part of the thesis is to create a resource on paralogs by collecting and analyzing annotations. We built a robust resource of human paralogs from published lists of paralogous genes and also from external annotations. Annotation exploration allowed us to identify a high sequence identity between paralogous genes impacting the gene expression measurement from RNA-seq data and decreasing the gene expression. The objective of the second part is to explore spatial expression and co-expression of paralogs in the human brain, from the GTEx consortium RNA-seq data. The GTEx expression data of 13 brain tissues allowed us to show that duplication youth and SSD type contributed to a more tissue-specific expression. We used co-expression analyses (WGCNA) to group paralogs with similar expression across tissues and we suggested the co-expression of younger SSDs. Our disease studies showed the younger SSD accumulation of mutations associated with brain diseases. We finally found that paralog co-expression and their tissue-specificity across brain regions could enrich information of known brain disease-associated genes.