La baisse de la performance aérobie en climat tropical a été décrite dans de multiples activités d’endurance mais les processus responsables de cette altération restent assez méconnus. Nous nous proposons donc au travers d’études de laboratoire et de terrain, de tenter d'explorer les mécanismes responsables de cette baisse de performance aérobie en climat tropical. Si l'atteinte d'une température plafond est plutôt observée dans les protocoles de laboratoire, particulièrement à des intensités élevées, il semble que les mécanismes d'anticipation par réduction de l'intensité de l'exercice soient plus prégnants dans un environnement thermique qui exacerbe le stockage de chaleur. En effet, le climat tropical qui provoque l'augmentation du stockage de chaleur et les pertes hydriques, est un environnement susceptible de faire émerger l'un ou l'autre de ces processus. L'incapacité à opérer une thermorégulation optimale en raison de l'inefficacité des processus d'évaporation, mène théoriquement à une augmentation inéluctable de la température corporelle, catalysée par la déshydratation. Aussi, l'atteinte d'une température plafond pourrait être l'origine de l'arrêt de l'exercice. L'hyperthermie, en relation avec les contraintes d'humidité de l'air ambiant, est également susceptible d'accentuer le processus d'anticipation par une baisse d'intensité précoce, et donc la fatigue centrale. Ainsi, nous avons étudié sur 2 épreuves de compétition, un trail de 27 km et un half-Ironman, les relations entre les stratégies d’hydratation, l’évolution de la température gastro-intestinale et la performance des athlètes. Nous avons également testé en situations standardisées les différents paramètres pouvant être responsables de l’arrêt ou de la baisse d’intensité (i.e) en climat tropical : les paramètres cardio-respiratoires, les paramètres psychologiques, d'hydratation et de température corporelle, la fatigue musculaire et centrale. / The decrease in aerobic performance in tropical climate has been widely described in many endurance activities, but the processes responsible for this alteration remain relatively undetermined. We therefore propose through laboratory and field studies, to explore the mechanisms responsible for this diminution in aerobic performance in tropical climate. If reaching a 40 °C core temperature is rather observed in laboratory procedures, especially with high levels of exercise intensity, it seems that the mechanisms of anticipation by reducing the intensity of exercise are more proliferious in a thermal environment intensifying heat storage and dehydration. Indeed, the tropical climate elicits a rise in heat storage and water loss even if sweating is ineffective in releasing heat. The attainment of a critically high level of core temperature has been proposed as the main limiting factor of aerobic performance in the heat. In opposition with this hypothesis, the inability to control optimal thermoregulation in uncompensable environments could lead to central fatigue, with a reduction in power output subconsciously selected by the subjects in order to prevent core temperature from reaching dangerous levels.Thus, we studied on 2 competition events, a 27 km-trail and a half-Ironman, relations between hydration strategies, changes in gastrointestinal temperatures and athletes' performance. We also tested in standardized conditions different factors that may be responsible for exhaustion or decreasing intensity in tropical climate: cardio-respiratory parameters, psychological parameters, hydration and body temperature, and central and muscle fatigue.

La race bovine Tarentaise, originaire des Alpes françaises, est une race mixte rustique de nouveau présente en Tunisie depuis les années 1990. Cette thèse avait pour objectif d’étudier l’adaptation de cette race au stress thermique, dans les conditions climatiques estivales du pays.Un premier dispositif devait permettre de quantifier l’effet du stress thermique sur les performances de production laitière (PL) de la race, en comparaison avec la race Holstein (à partir d’une base de données de 16 400 contrôles laitiers individuels issus de 21 exploitations du nord de la Tunisie) et de définir des relations entre la baisse de la PL estivale et certaines caractéristiques des bâtiments d’élevage (à partir d’une enquête menée dans 19 des 21 exploitations). Lorsque l’index température-humidité (THI) est passé d’une valeur moyenne de 53,7 l’hiver à 75,4 l’été, la PL des vaches Holstein et Tarentaise ont baissé respectivement de 0,93 et 0,15 kg/j. Les taux butyreux, protéique et d’urée dans le lait ont chuté de manière identique pour les deux races, alors que le comptage des cellules somatiques a augmenté pour les vaches Holstein (+352 000 /mL) et légèrement baissé pour les Tarentaise (-160 000 /mL). L’enquête a montré que les bâtiments fermés et les toitures métalliques amplifient l’impact du stress thermique et induisent une baisse de PL plus prononcée que les bâtiments ouverts (-1,13 vs -0,27 kg/j) et les autres types de toitures (-1,04 vs -0,15 kg/j).Un second dispositif expérimental, mis en place en ferme, devait permettre de quantifier les effets du stress thermique estival sur certains paramètres physiologiques des vaches Tarentaise, ainsi que la variation de PL quand ce stress est associé à une amélioration nutritionnelle de la ration estivale. Lorsque le THI est passé de 52,9 l’hiver à 77,4 l’été, comme attendu, les fréquences respiratoire et cardiaque, la température rectale et la teneur en cortisol du lait des vaches ont été plus élevées, mais avec une amplitude moins forte que lors d’essais réalisés avec des vaches Holstein. Par contre, la formule sanguine leucocytaire n’a pas été modifiée. Parallèlement, la distribution d’une ration estivale plus concentrée en énergie et protéines a permis de maintenir le niveau d’ingestion des vaches, un bilan énergétique toujours positif et même d’augmenter leur PL de 7,1 kg/j par rapport à la période hivernale.Les résultats obtenus dans cette thèse montrent que la race Tarentaise s’avère être bien adaptée aux conditions climatiques estivales de la Tunisie. De plus, il est possible de pallier les effets négatifs du stress thermique sur les performances de production laitière par une ration estivale mieux équilibrée et par une meilleure conception des bâtiments d’élevage. / In Tunisia, the Tarentaise cow, a dual-purpose rustic breed was imported from the northern region of the French Alps. The aim of this PhD work was to study the adaptation of Tarentaise breed to heat stress, in particular during summer climatic conditions of Tunisia.To achieve our goals, two different studies were conducted. The first study was carried out to quantify the effect of heat stress on milk yield and components of Tarentaise in comparison to Holstein cows (by means of a data base of 16,400 monthly individual records of production traits from 21 farms situated in the North of Tunisia), and then to describe the relationship between the variations of milk yield during summer and some characteristics of the barns (by means of a survey carried out on 19 of the 21 previous farms). When the temperature-humidity index (THI) increased from an average value of 53.7 in winter to 75.4 in summer, the Holstein and Tarentaise cows decreased their milk yield by 0.93 and 0.15 kg/d, respectively. Milk fat, protein, and urea contents decreased similarly in both breeds, while somatic cell count increased for Holstein (+352,000/mL) and decreased for Tarentaise cows (−160,000/mL). The survey showed that closed buildings amplified the impact of heat stress and led to a more pronounced decrease in milk yield between summer and winter than open buildings (−1.13 vs. −0.27 kg/d), as well as metallic roofs compared to the other roof types (−1.04 vs. −0.15 kg/d).The second study was implemented in a commercial farm to quantify the effects of summer heat stress on some physiological parameters of Tarentaise cows. At the same time, we studied changes in milk production when we provided to the cows a more balanced diet during heat stress conditions. As expected, when the THI increased on average from 52.9 during winter to 77.4 during summer, cows had higher respiratory rate, heart rate, rectal temperature, and milk cortisol content. Nevertheless, the range of variation was lower compared to Holstein cows from other studies. However, in our trial, the blood leucocytes count was not modified during summer. Simultaneously, during summer, the cows maintained their dry matter intake, were still in positive energy balance and increased their milk yield by 7.1 kg/d compared to winter, in response to a more concentrated energy and protein diet.Our results suggest that Tarentaise cows are well adapted to the Mediterranean climate of Tunisia. In addition, it is possible to alleviate the negative effects of heat stress with a more balanced diet during summer and a better design of barns for an adequate microenvironment.

Les inflorescences de riz sont sensibles au froid et à la chaleur ce qui se traduit par une stérilité des épillets à floraison. Ce n'est cependant pas directement la température de l'air qui est en cause mais la température des tissus à des stades de développement précis. Les stratégies pour faire face au stress thermique sont : 1) la tolérance physiologique d'une variété particulière; 2) l'échappement temporel au stress par l'ajustement de la phénologie et de l'heure de l'anthèse (TOA); 3) l'évitement du stress par le microclimat généré par la culture. Cette thèse a pour but de caractériser l'effet des composantes climatiques sur 2) et 3), et pour ce, le même essai a été mené au champ sur quatre variétés de riz irrigué cultivées dans quatre environnements climatiques contrastés (Philippines, 2 saisons aux Sénégal, France). Bien que peu de différences variétales aient été observées au sein de chaque site, il existe une grande variabilité de l'heure de l'anthèse et de la différence de température (TD) entre panicule (Tp) et air (Tair) en réponse à l'environnement. La durée de l'anthèse est stable et limitée à environ 2 heures par jour, alors que l'heure de l'anthèse varie de 3.4 à 6.75 heure solaire. Au moment de l'anthèse, TD observée varie entre +2 et -9.5°C. TOA et TD sont principalement caractérisés par Tair et VPD (Vapour Pressure Deficit) observés antérieurement (TOA) ou pendant (TD) l'anthèse. De plus, il existe une corrélation significative entre la stérilité (chaud ou froid) observée à maturité et Tp aux stades sensibles. Ces résultats montrent qu'en termes de risque de stérilité paniculaire pour le riz irrigué à floraison, un climat moyennement chaud et humide est plus dangereux qu'un climat très chaud mais sec car un fort VPD favorise la transpiration de la canopée et des panicules. TOA et TD ont ensuite été intégrés au modèle de culture RIDEV V.2 (qui prédit la stérilité) et les simulations de TD ont été comparées aux résultats d'un autre modèle de Tp (IM2PACT) développé indépendamment au Japon. Ces deux modèles s'avèrent robustes, et de futures collaborations mèneront à une validation complète de chaque modèle voire une intégration de ceux-ci à un nouvel outil en vues d'étudier l'impact des changements climatiques sur les cultures.Les résultats de cette étude permettront dans un futur proche 1) d'aider les sélectionneurs en apportant de nouveaux traits d'intérêts, et 2) de définir un zonage des territoires à haut risque de stress thermique pour le riz irrigué, pour des scénarios climatiques actuels et anticipés. Des études complémentaires seront nécessaires pour permettre l'application de cette approche aux systèmes non irrigués. / At the reproductive stage, rice spikelets are sensitive to cold and to heat which can lead to spikelet sterility. However, it is not the air temperature but the temperature of the sensitive organ itself during some specific sensitive stages that is involved. There are three different strategies to cope with thermal stress: 1) physiological tolerance of a particular variety; 2) temporal escape of the stress thanks to phenology and time of day of anthesis (TOA) adjustments; 3) stress avoidance through microclimate generated by crop architecture and transpiration. This PhD aims to characterize the effect of environment on 2) and 3) and to attain this goal, the same experiment was conducted with four rice varieties irrigated and grown in four different climatic environments (Philippines, Senegal two seasons, France). Even though few varietal differences were observed within a site, a great variability of TOA and difference of temperature (TD) between panicle (Tp) and air (Tair) exists in response to the environment. Anthesis duration is stable and limited to 2 hours per day, whereas time of onset of anthesis varied between 3.4 to 6.75 hours after sunrise. During anthesis, observed TD varied between +2.5 and -9.5°C. TOA and TD are mostly explained with Tair and VPD (Vapour Pressure Deficit) observed before (TOA) or during (TD) anthesis. A significant correlation between spikelet sterility (due to cold or heat) and Tp at sensitive stages was established across sites and varieties. Those results showed that for irrigated rice, humid and moderately hot environments are more subject to heat stress sterility than very hot but dry environments, because panicle and canopy transpiration are favored by high VPD. Ultimately, RIDEV V.2 crop model (predicting spikelet sterility) was developed to integrate the previous results and Tp simulations were compared to another Tp model (IM2PACT) simulations, developed independently with a different approach in Japan. Those two models are robust and future collaborations will lead to complete model validations and maybe integration in a new modeling tool to answer the need in evaluating the impact of different climate change scenarios and the adaptation of crop response to those changes.In a short term, the results of this study will enable to 1) help breeders providing them new interest traits for thermal tolerance, and 2) define geographic zoning for high heat stress risk for irrigated rice, for present and future climate change scenarios. Complementary studies are needed to apply this approach to non irrigated system.

Les éléments génétiques transposables (ET) sont des séquences d’ADN capables de se déplacer dans tous lesgénomes sous certaines conditions. Les ET ont des structures et des modes de transposition qui lesdifférencient en plusieurs groupes. Les éléments de la famille mariner sont ubiquistes ; lorsqu’ils sont actifs, ilsproduisent une transposase qui coupe l’élément et l’insère dans un autre locus. Des fragments d’éléments detype mariner (MLE) ont été précédemment identifiés chez la diatomée marine Amphora acutiuscula et ils semblaientactifs en condition de stress thermiques. Les diatomées sont caractérisées par une paroi siliceuse ornementée et,dans le milieu marin, elles jouent un rôle primordial dans les chaînes alimentaires.Dans le présent travail, par des méthodes de biologie moléculaire et de bioinformatique, nous avons recherché et caractérisé des MLE complets, et précisé leur activité en conditions de chocs thermiques et métalliques (cuivre et zinc). L’analyse des séquences amplifiées a mis en évidence la présence de MLE particuliers chez cette diatomée qui code une transposase ayant une triade catalytique DD43D jamais décrite jusqu’à présent.L’analyse phylogénétique place les MLE de diatomées dans une sousfamille différente mais proche de celle desMLE de plantes. Parmi les nombreuses copies de MLEprésentes dans le génome d’A. acutiuscula, certaines sont exprimées lorsque la diatomée est placée pendant 2 à 5 heures à unetempérature inférieure à sa température de culture. Par contre, l’expression des MLE n’a pas été mise en évidence chez cette espèce soumise aux stress métalliques appliqués. / Transposable elements (TE) are DNA sequences able to move in all genomes depending on conditions. TE have different structures and transposition mechanisms. Tc1-mariner elements are ubiquist ; when they are active, they produce a transposase which cuts and inserts the element into another locus. Fragments of mariner-like elements (MLE) hadpreviously been identified in the marine diatom Amphora acutiuscula and they seemed active under thermal stress. Diatoms are characterized by a siliceous ornamented cell wall and, in the ocean, they play a major role in trophic networks.In this work, with biomolecular and bioinformatic methods, we have searched for and characterized full length MLE, and precised their activity under thermal and metal (copper and zinc) stresses. The analyse of the DNA sequences obtained highlighted that MLE in diatoms are particular and that they encode a transposase which has a DD43D catalytic triad neverso far depicted. The phylogenetic analyse arranged diatom MLE in a subfamily different and close to that of plant MLE. Among the numerous MLE copies present in the genome of A.acutiuscula, some were expressed when the microalga was put at a lower temperature than the culture temperature for 2 to 5 hours. Conversely, metal stresses we applied did notinduce MLE expression in this species.

La plupart des études sur l’influence de la température sur la production des spermatozoïdes portent en grande partie sur les vertébrés. Néanmoins, les invertébrés constituent la majorité de la biodiversité terrestre animale, sont également plus sensibles à ces variations de température. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont porté sur la compréhension des capacités de reproduction, et sur l’influence d’une augmentation de température sur les fonctions mâles chez Nasonia vitripennis, un hyménoptère parasitoïde. Ce travail de thèse m’a permis de confirmer que chez cette espèce, la spermatogenèse était synchronisée et de décrire pour la première fois, un système de stockage intermédiaire des spermatozoïdes entre les testicules et les vésicules séminales. De plus, j’ai pu mettre en évidence que la spermatogénèse était sensible à une augmentation de température pendant le développement, altérant le sexe ratio de la descendance par des modifications d’allocations des sexes par les femelles. Ces résultats apportent de nouvelles connaissances sur la fertilité mâle chez cette espèce et démontrent la sensibilité de la spermatogenèse à la température. / Many studies on the impact of the temperature on spermatogenesis have largely focused on vertebrates. Nevertheless, invertebrates constitute the vast majority of terrestrial biodiversity, and are especially vulnerable to variations of temperatures. The studies realized during my thesis are focused on understanding male reproductive capacities and effects of heat stress on male fertility in a parasitic wasp Nasonia vitripennis. This work allowed to confirm that spermatogenesis was synchronized, and to describe for the first time a system of spermatozoa regulation between testis and seminal vesicles. Moreover, I was able to demonstrate that spermatogenesis was sensible to temperature variation during male development, and the offspring sex ratio was altered by modifications of sex allocation. These findings open the way to the description of male fertility in this species, and show the sensitivity of spermatogenesis to temperature variation.

Chez Arabidopsis thaliana, le silencing transcriptionnel est associé notamment aux modifications post-traductionnelles des queues des histones et à la méthylation des cytosines en contexte CG, CHG et CHH (où H peut être indifféremment T, A ou C). Plusieurs voies indépendantes conduisent à la méthylation de l’ADN en tout contexte via les méthyltransférases. A contrario, ROS1, une ADN déméthylase, « élague » les profils de méthylation et prévient ainsi d’une hyperméthylation du génome. Or, de façon intéressante, plusieurs mutants impliqués dans les voies de méthylation de l’ADN voient l’expression du gène ROS1 diminuer, ce qui trahit l’existence d’une boucle de rétrocontrôle négative entre les voies de méthylation et de déméthylation de l’ADN. Nous avons donc réalisé un crible génétique afin d’identifier un régulateur de l’expression de ROS1. Pour cela, nous avons utilisé une lignée pROS1:GUS constituée du gène rapporteur de la glucuronidase sous contrôle du promoteur de ROS1. Dans le fond mutant nrpd1a-4, le gène de ROS1 et de la glucuronidase sont sous-exprimés. Le crible consiste alors à identifier un mutant qui relâche l’expression de la glucuronidase et de ROS1 dans le fond mutant nrpd1a-4. Six mutants présentent une expression de la glucuronidase plus forte que le témoin pROS1:GUS dans le fond nrpd1a-4. Cependant, contrairement à ce qui était attendu, l’expression de ROS1 endogène est plus basse encore que chez pROS1:GUS dans le fond nrpd1a-4.Face à ses résultats, nous avons alors réorienté la thèse vers l’étude d’une voie de contournement du silencing des éléments répétés. En effet, lorsque l’on applique un stress thermique de 37°C durant 24h, l’on observe un relâchement du silencing de ces derniers. Toutefois, aucune modification épigénétique connue ne semble être impliquée. Pour étudier ce phénomène, nous disposons d’une lignée L5 qui, dans des conditions normales de culture, voit son transgène soumis aux mécanismes de silencing. Parce que la construction L5 comprend plusieurs répétitions de la glucuronidase sous contrôle du promoteur 35S, elle est alors assimilée à n’importe quel autre élément répété et, à ce titre, se retrouve être également exprimée après stress thermique. L’équipe a alors réalisé un crible sur cette lignée et a mis en évidence 3-1S, un mutant qui est déficient dans le relâchement du silencing à 37°C. Dans un premier temps, nous avons mis en évidence que le phénotype de 3-1S est dû à une mutation de RH35, une hélicase ARN à boîte DEAD. D’autre part, nos résultats montrent que le gène RH35 est exprimé plus fortement à 37°C et sa protéine présente, en outre, une relocalisation dans ces conditions de stress. RH35 serait, en fait, impliquée de manière plus globale dans le métabolisme des ARN en réponse au stress thermique et jouerait également un rôle dans la réponse au stress thermique et salin. / In Arabidopsis thaliana, transcriptional silencing is associated with histone tail post-translational modifications and cytosine modifications in CG, CHG and CHH contexts (where H can be indifferently T, A or C). Numerous independent pathways lead to DNA methylation in all contexts through méthyltransférases. Conversely, the DNA demethylase ROS1 “prunes” methylation profiles and prevents genome hypermethylation. Interestingly, several mutants which are involved in DNA methylation pathways present a decrease in ROS1 gene expression, what reveals the existence of a negative feedback loop between DNA methylation and demethylation pathways. A genetic screening was carried out in order to find a ROS1 regulator. To do this, pROS1:GUS line, which carries the glucuronidase reporter gene under ROS1 promoter, was used. In the nrpd1a-4 mutant, ROS1 and glucuronidase genes are underexpressed. The screen consisted to find a mutant which release glucuronidase and ROS1 gene expression in nrpd1a-4 mutant background. Six mutants presented a higher expression of the glucuronidase than the pROS1:GUS control in nrpd1a-4 background. However, unlike what it was expected, endogene ROS1 expression is even lower than what we have for pROS1:GUS in nrpd1a-4 background.In view of these results, the thesis was redirected toward the study of the silencing circumvention pathway of the repeated elements. Indeed, when heat stress at 37°C during 24h is applied, a release of silencing is observed for repeated elements. Nevertheless, no known epigenetic modifications seem to be involved. To study this phenomenon, we used a L5 line. Its transgene is silenced in standard conditions. Because L5 construct is composed by several glucuronidase repetitions under 35S promoter, it is considered as any other repeated elements and, for this reason, it is also expressed after heat stress. The team performed a genetic screen on this line and found 3-1S, a mutant which is deficient in the release of silencing at 37°C. On the one hand, we demonstrated that 3-1S phenotype is due to a mutation in RH35 DEAD box RNA helicase. On the other hand, our results revealed that RH35 gene is expressed at 37°C and its protein is relocated in heat stress conditions. In fact, RH35 would be involved more globally in RNA metabolism and would play a role in heat and salt stress.

L'adaptation des plantes face au stress thermique est cruciale pour leur survie et implique des réponses spécifiques telles que l’induction de protéines chaperonnes et la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS). Les glutaredoxines (GRX), une famille de protéines thiol anti- oxydantes, jouent un rôle important dans la régulation redox et la réponse au stress oxydatif. Mes études se concentrent sur GRXS17, une protéine multi-domaine à cœur fer-soufre. Malgré un phénotype de développement sévère du mutant grxs17 à des températures normales et plus élevées, peu est connu sur les fonctions biochimiques et les rôles intracellulaires précis de GRXS17. J’ai montré au cours de ma thèse que GRXS17 fonctionne comme une chaperonnedépendante de l’oxydation de la cellule. Elle présente à la fois une activité de type foldase mais également holdase. L'exposition aux stress oxydatif et thermique provoque le passage d'une forme dimérique à des complexes à poids moléculaires élevés ce qui est consistant avec une activité holdase. J’ai également montré que GRXS17 est requis pour la tolérance à des hausses de température de manière dépendante de ses cystéines catalytiques. Des approches de transcriptomique, métabolomique et protéomique montrent une réponse au stress thermique retardée dans le mutant grxs17, des défauts dans l’accumulation de certains métabolites clés, et ont permis d'identifier de potentiels nouveaux interactants de GRXS17 dans des conditions de stress thermique. Ces éléments soutiennent la fonction chaperonne de GRXS17 dans desconditions normales et de stress thermiques. / Adaption of plants to heat stress is crucial for their survival and involves dedicated response such as chaperones proteins induction and production of reactive oxygen species (ROS). Glutaredoxins (GRX), a family of thiol redox proteins, play an important role in redox regulation and response to oxidative stress. The focus of our studies is on GRXS17 which is a multi-subunit iron-sulfur glutaredoxin. Despite the severe developmental phenotype of the grxs17 mutant at normal and elevated temperatures, relatively little is known about the biochemical functions and precise intracellular roles of GRXS17. I show during my thesis that GRXS17 function as a foldase and holdase redox-dependent chaperone. Oxidative and heat stress exposure cause a shift from a dimeric form to high MW complexes which is concordant with a holdase activity. I show that GRXS17 is required for the tolerance to moderated heatstress in a Cys-dependent manner. Transcriptomic, metabolomic and proteomic approaches show heat stress response delayed in grxs17, key-metabolites defects and allowed to identifynew potential GRXS17-interactor under heat stress conditions, supporting a potential protecting function of GRXS17 against stress damage.

L'objectif de la thèse est de caractériser la variabilité génétique de la tolérance à la chaleur chez le porc P.n r.roissance.Dans un premier temps, l'effet de deux envîrnnnements climatiques (tempéré, TEMP vs. tropical humide, TROP) sur les performances de production et les réponses thermorégulatrices des porcs en croissance a été évalué.Dans un deuxième temps, nous avons caractérisé le déterminisme génétique de l'adaptation à la chaleur chez le porc en croissance.Les 2 analyses ont permis de proposer des régions qui affectent significativement: les caractères de croissance, l'ingestion, l'efficacité alimentaire, l'épaisseur de lard et les caractères de réponse de thermorégulation sur le chromosome sur SSC 2, 5, 8, 10, 11 et 15. Les mutations des gènes MC4R et IGF2 semblent avoir un effet sur les températures corporelles. Des interactions entre ces mutations et des ré ions sur le énome ont été détectées. / The aim of the thesis is to characterize the genetic variability of heat tolerance in pork P.ngrowth.Initially, the effect of two climatic events (temperate, TEMP vs. tropical moist, TROP) on production performance and thermoregulatory responses of growing pigs was evaluated.In a second step, we characterized the genetic determinism of heat adaptation in growing pigs.The two analyzes made it possible to propose regions that significantly affect: growth characteristics, ingestion, feed efficiency, blubber thickness and thermoregulatory response characteristics on the chromosome on SSC 2, 5, 8, 10, 11, and 15. Mutations in the MC4R and IGF2 genes appear to have an effect on body temperatures. Interactions between these mutations and ions on the enome have been detected.

Biodiversité élevée, complexité des réseaux trophiques et des interactions biotiques, forte productivité, source de produits et de richesses, protection du littoral ... sont quelques unes des caractéristiques emblématiques des écosystèmes coralliens. Cette prodigieuse diversité est largement liée à la biologie particulière des principaux bioconstructeurs du récif, les coraux hermatypiques et leurs zooxanthelles symbiotiques. Mais depuis quelques décennies, la plupart des récifs sont durement affectés par diverses perturbations d'origine naturelle ou anthropique, dont l'intensité et la fréquence augmentent, en lien avec le changement climatique global pour certaines d'entre elles. Parmi ces perturbations, le blanchissement corallien (perte de zooxanthelles symbiotiques et/ou de leurs pigments photosynthétiques) et les maladies coralliennes ont engendré une mortalité importante, parfois massive, des coraux. Le dernier bilan de l'état de santé des récifs à l'échelle planétaire réalisé en 2008 est particulièrement préoccupant : 19% des récifs sont complètement détruits, 20% présentent tous les symptômes d'une destruction imminente, et 20% sont considérés comme menacés dans les décennies à venir. Dans ce contexte, l'ambition de ce travail est d'améliorer les connaissances sur les méchanismes physiologiques et transcriptomiques des coraux soumis à des stress thermiques conduisant au blanchissement, et à des stress biotiques d'origine bactérienne. L'objectif est également de fournir des bases solides pour la mise en oeuvre de biomarqueurs pertinents pour le suivi de l'état de santé des coraux et la prédiction précoce des perturbations. Ce travail a porté sur le corail scléractiniaire Pocillopora damicornis et la bactérie Vibrio coralliilyticus, et a mis en oeuvre des expérimentations "écologiquement réalistes" de stress en milieu contrôlé. Dans une première étude, des colonies de P. damicornis ont été confrontées à une montée graduelle de la température (28 à 32°C) sur une période de 15 jours. Les ARNms différentiellement exprimés (entre conditions stressées et non stressées) ont été isolés par hybridation soustractive et les taux de transcription des gènes les plus intéressants ont été quantifiés par RT-PCR-quantitative. Ces approches ont révélé 2 candidats présentant une répression drastique de leur expression 6 jours avant les premiers symptômes visibles du blanchissement. Des expériences de RACE-PCR ont montré que l'un d'entre eux (PdC-Lectin) contient un domaine lectine de type C présentant une spécificité de reconnaissance pour le mannose. Les expériences d'immuno-localisation ont démontré que cette protéine hôte était potentiellement le médiateur moléculaire des interactions hôte/symbiote, suggérant un rôle dans l'acquisition ou la séquestration des symbiotes. Le second gène (Pdcyst-rich) code une protéine potentiellement impliquée dans les mécanismes de calcification. Sa répression pourrait être le reflet d'un mécanisme de type trade off conduisant à l'arrêt de la croissance durant le stress. La seconde étude a examiné les réponses de P. damicornis confronté à son pathogène spécifique V. coralliilyticus, dans un état virulent (augmentation de la température) et non virulent (température stable). Le processus infectieux a été examiné par microscopie électronique et RT-PCR-quantitative alors que l'état général des coraux a été évalué par des observations visuelles et des mesures de la densité en zooxanthelles. Les résultats montrent que l'infection ne s'est développée qu'après augmentation de la témpérature. Au sein de nombreuses EST obtenues par hybridations soustractives, 6 gènes candidats ont été sélectionnés pour leur implication potentielle dans les mécanismes de la réponse immunitaire, et leur expression a été mesurée tout au long des cinétiques d'interactions virulences et avirulentes (RT-PCR-quantitative). Parmi ces gènes, 3 appartiennent à la famille des lectines, 2 codes des protéines fixant des éléments métalliques et le dernier code un inhibiteur de protéase. L'analyse de leurs patterns de transcription a permis de mieux comprendre la réponse immunitaire du corail, mais aussi l'impact du vibrio sur son hôte. Enfin, la dernière étude a spécifiquement porté sur la caractérisation du premier peptide antimicrobien (AMP) de scléractiniaires, la damicronin de P. damicornis. Nos résultats montrent que la damicornin est constitutivement transcrite dans des cellules granulaires de l'ectoderme oral et stockée sous forme inactive dans les granules. Lors d'un stimulus immun, la damicornin est sécrétée et activée. Nos résultats montrent également que la transcription de la damicornin est réprimée par V. coralliilyticus lorsque ce dernier s'installe dans les tissus coralliens, ce qui semble être le premier exemple de répression d'un AMP lors d'une interaction hôte/Vibrio. Finalement ce sont donc 9 biomarqueurs de stress environnementaux qui ont été identifiés, 2 présentent une répression précoce de leur expression lors d'un stress thermique inducteur de blanchissement et 7 répondent à des stress bactériens. Pour ces derniers, selon l'association de biomarqueurs utilisée il est possible de distinguer des coraux confrontés à des interactions de type avirulente ou virulente. Maintenant que ces biomarqueurs sont identifiés, il apparaît nécessaire de passer aux étapes de validations. Ces dernières auront pour but de quantifier la variabilityé d'expression de ces biomarqueurs à différentes échelles, mais aussi de définir une ligne de base, indispensable pour suivre l'état de santé des coraux à l'aide de ces biomarqueurs. Au terme de ce travail, il apparaît particulièrement judicieux de se pencher sur l'implication des mécanismes épigénétiques dans l'adaptation fonctionnelle des coraux en réponse aux stress environnementaux. L'étude des liens entre l'immunité et la symbiose, marquée ici par les implications différentes d'un même gène (PdC-Lectin) dans ces fonctions, nous paraît également une voie de recherche prometteuse. Enfin, il conviendrait d'étudier l'effet d'un stress acide, ce qui serait particulièrement judicieux dans le contexte actuel d'acidification des océans.

Dans le cadre de la lutte biologique par lâchers inondatifs, le stockage au froid est utilisé pour obtenir des quantités importantes d'ennemis naturels. L'objectif de cette thèse est de comparer une grande variété de traitements de stockage au froid, considérés comme un stress thermique, et d'évaluer leurs effets sur la fitness des survivants, en utilisant comme modèle biologique le parasitoïde Aphidius ervi. Pour chacune des conditions de stockage, les effets du stress ont été évalués sur différents traits de vie, comme la longévité, la fécondité à l'émergence, la fécondité totale, la capacité d'accouplement, le sexe ratio des descendants, et sur différents paramètres physiologiques dont la quantité de lipides. Les principaux résultats montrent que les régimes de température fluctuants améliorent considérablement le taux de survie (principalement après quatre semaines de stockage), mais que les parasitoïdes stockés dans ces conditions consomment une plus grande proportion de lipides. Pour une longue durée de stockage (4 semaines), les régimes fluctuants à basse température (0°C) permettent d'obtenir le meilleur taux de survie associé aux meilleures performances de fitness et cet aspect n'avait jamais été mis en évidence auparavant. Lorsque le taux de mortalité lié au stockage est négligeable, le premier trait de vie atteint est la longévité. La fécondité n'est pas modifiée mais le sexe-ratio des descendants est plus biaisé vers les mâles. Lorsque le taux de mortalité est important, on peut observer la sélection d'individus résistants au stockage, dont les performances sont identiques à celle des témoins non stockés. Cependant, ces individus ont une taille réduite par rapport à celle des témoins. Lors du stockage au froid, les individus de plus grande taille sont plus affectés par ce stress que les individus de petite taille. Ces derniers ont de plus une reproduction plus précoce. Ce point n'avait encore jamais été mis en évidence; sachant que chez les parasitoïdes, les individus les plus grands ont potentiellement une meilleure fitness, ce point peut avoir des répercussions négatives en lutte biologique.