Les poissons arc-en-ciel (Melanotaeniidae) se distribuent entre la Nouvelle-Guinée et l'Australie. Ils sont très recherchés en aquariophilie en raison de leur coloration remarquable. Il en existe un très grand nombre d’espèces, dont certaines figurent sur la liste rouge des espèces menacées. L’espèce Melanotaenia boesemani, l'une des plus populaires au sein de cette famille, est en voie de disparition. L’aquaculture de cette espèce apparaît donc comme une solution prometteuse pour limiter la capture de spécimens sauvages. Pourtant, le nombre de fermes qui élèvent M. boesmani est très faible. Ceci est probablement dû aux problèmes rencontrés par les aquaculteurs, à savoir une proportion plus élevée de femelles par ponte, une perte de la coloration, un taux de croissance et une fécondité plus faibles, ainsi que l’apparition fréquente de malformations. Dans ce contexte, cette thèse visait à produire de nouvelles données génétiques en vue d’améliorer l'aquaculture et la conservation de cette famille. Plus précisément, les objectifs étaient: 1) de développer de nouveaux marqueurs microsatellites à partir d'ADN de M. boesemani, 2) d'évaluer la diversité génétique des populations sauvages de Melanotaenia et d'affiner leur taxonomie, 3) de définir l’origine géographique des souches de M .boesemani élevées en Indonésie, et d'évaluer la pression de consanguinité résultant de cette domestication. Par séquençage haut débit, 12 marqueurs microsatellites ont été développés et validés sur l’espèce M. boesemani. Les loci correspondant se sont tous révélés polymorphe et des expériences de croisement ont montré qu’ils se conformaient aux lois de Mendel. Ces nouveaux marqueurs ont ensuite été mis en œuvre pour évaluer la variabilité génétique de 44 populations sauvages (correspondant à 1152 spécimens de poissons). Les valeurs de Fis multilocus ont révélé que 5 espèces présentaient des écarts significatifs à l’équilibre de Hardy-Weinberg et suggéré la présence possible de sous-populations génétiquement différenciées. Combinés à une analyse phylogénétique effectuée sur le gène de la cytochrome oxydase I (COI) et à l'observation de plusieurs caractères morphologiques diagnostic, les 12 marqueurs microsatellites ont également permis de caractériser 8 nouvelles espèces non-encore décrites. Enfin, ces marqueurs microsatellites ont été appliqués pour analyser et comparer la variabilité génétique d’échantillons de M. boesemani obtenus à partir de 6 fermes aquacoles autour de Jakarta avec celle des deux populations indigènes de cette espèce, à savoir des lacs Ayamaru et Uter (Papouasie occidentale). Les résultats ont indiqué que toutes les souches élevés provenaient du lac Ayamaru. Aucun déficit en hétérozygotes n’a été mis en évidence, suggérant qu'il n'y avait pas de consanguinité majeure dans ces souches d’élevage. L’analyse des génotypes a également suggéré que l’espèce M. boesemani représentait probablement une métapopulation constituée de populations génétiquement différenciées. En définitive, ces résultats indiquaient que les problèmes rencontrés par les aquaculteurs ne proviennent pas d’une éventuelle consanguinité mais sont plus surement liés à d'autres facteurs tels qu’une gestion inappropriée et / ou une mauvaise qualité des eaux d’élevage. En conclusion, ces nouveaux marqueurs microsatellites se sont avérés utiles pour évaluer la structure génétique et la diversité d'un grand nombre d'espèces de poisson arc-en-ciel, dont beaucoup sont en voie de disparition. Les résultats présentés ici sur l'une des espèces les plus menacées (M. boesemani) montrent qu'il est encore possible d'éviter son extinction. Ceci nécessite cependant d'augmenter sa production aquacole afin de soulager rapidement la pression de surpêche. Ceci passe par une meilleure gestion des pratiques d'élevage. / Rainbowfishes (Melanotaeniidae) are widely distributed throughout New Guinea and Australia. They are very famous for ornamental trade because of their vivid coloration. They display amazing species richness and some of them are on the red list of endangered species. The species Melanotaenia boesemani, one of the most popular within this family, is.facing great threats. Rearing of this species in aquaculture setups thus appears as a promising solution to limit capture of wild specimens. Yet, the number of farms that raise M. boesmani is very low. This is probably due to the problems reported by the farmers, i.e. higher proportion of females per spawning, loss of coloration, lower growth rate and fecundity, frequent morphological abnormalities. In this context, this study aimed at gathering new genetic information that would be useful for the aquaculture and conservation of the Melanotaeniidae family. Specifically, the objectives of the research were: 1) to develop new microsatellite DNA markers from the endangered M. boesemani, 2) to evaluate the genetic diversity of wild populations of Melanotaenia and refine their taxonomy, 3) to describe the geographic origins of M. boesemani reared by ornamental fish farmers in Indonesia, and evaluate the inbreeding pressure resulting from this domestication. Using next generation sequencing, 12 microsatellite DNA markers were developed and validated from M. boesemani. All microsatellite loci revealed polymorphic and cross-breeding experiments showed that they followed a Mendelian inheritance pattern. These new markers were subsequently implemented to evaluate the genetic variability of 44 wild populations (corresponding to 1152 fish specimens). Multilocus Fis values revealed that 5 species significantly departed from Hardy-Weinberg expectations and suggested the possible occurrence of genetically differentiated subpopulations. Combined with a phylogenetic analysis performed on the cytochrome oxydase I (COI) gene and with the observation of several diagnostic morphological characters, the 12 microsatellite markers also enabled to characterize 8 new species previously undescribed. Finally, these microsatellite markers were applied to analyze and compare the genetic variability of M. boesemani samples obtained from 6 aquaculture farms around Jakarta with that of the two native populations of this species , i.e. from Ayamaru and Uter Lakes (West Papua). Results indicated that all reared strains originated from Ayamaru Lake. No deficit in heterozygotes was evidenced, suggesting that there was no major inbreeding in these reared populations. Genotype analysis also suggested that M. boesemani species consists of a metapopulation composed of genetically differentiated populations. Altogether, these results indicated that the problems experienced by the farmers are obviously not due to inbreeding depression and are probably caused by other factors such as unsuitable management and/or poor water quality. In conclusion, these new microsatellite markers proved useful to evaluate the genetic structure and diversity of a large number of rainbowfish species, among which many are endangered. The results presented here on one of the most threatened species (M. boesemani) show that it is still possible to prevent its extinction. This, however, implies to increase its aquaculture production in order to quickly alleviate the overfishing pressure. This, in turn, involves a better management of rearing practices.

Au Portugal où il a été récemment introduit accidentellement, le nématode phytopathogène invasif Bursaphelenhus xylophilus est véhiculé et transmis par son vecteur indigène Monochamus galloprovincialis aux arbres hôtes (Pinus pinaster). Pour estimer les risques d'invasion et de propagation en France et au reste de l'Europe, une étude approfondie de la biologie et de l'écologie du vecteur M. galloprovincialis,, a été menée dans ce pays, en parallèle avec une étude de la variabilité génétique et morphologique de ses populations et de celles de son espèce sœur M. sutor. Il a été montré que M. galloprovincialis, présent dans toutes les forêts françaises, possède quatre stades larvaires qui ont été décrits. La fécondité, la durée des stades larvaires et la longévité ont été mesurées. L'existence d'une diapause au quatrième stade larvaire a été observée, dont l'effet est une synchronisation des émergences d'adultes ; une diapause prolongée semble exister chez une faible fraction de la population. Le développement larvaire peut être affecté par divers facteurs, dont les dimensions du rondin d'élevage. M. galloprovincialis a montré une préférence pour Pinus sylvestris, mais il peut aussi bien se développer sur d'autres espèces de Pinus notamment P. pinaster, essence majoritairement attaquée dans les régions du Sud Ouest. Il s'est avéré que ce sont surtout les conditions climatiques et non l'essence hôte, qui jouent un rôle important dans la distribution de cet insecte, ce qui a été confirmé par l'étude moléculaire. La proximité génétique et morphologique des espèces M. galloprovincialis et M. sutor a été mise en évidence par douze sites polymorphes du gène de la cytochrome oxydase I et quatre caractères morphologiques dont trois correspondant à des caractères de génitalias mâles. L'ensemble des résultats a permis de conclure qu'un grand nombre de facteurs favorables à la propagation du nématode sont réunis en France.

Les protéines accessoires du VIH-1 Vif et Vpr jouent un rôle indirect dans la variabilité génétique virale. La protéine Vpr limite le taux d'erreurs induites par la TI en interagissant avec l'UNG2. La protéine Vif intervient en prévenant l'apparition de mutations résultant de l'activité des cytidines désaminases APOBEC3 sur l'ADN viral. La variabilité génétique induite par ces protéines pourrait jouer un rôle dans la résistance aux antirétroviraux. Dans une première partie de la thèse, nous avons identifié la mutation K22H dans vif chez des patients en échec. Cette mutation favorise l'apparition de mutations G-vers-A dans le génome viral (par perte partielle d'interaction avec la désaminase cellulaire APOBEC3G) et participe à l'apparition de mutations de résistance (M184I dans la TI) pouvant expliquer l'échec virologique chez ces patients. Dans un autre travail, nous montrons que deux mutations de résistance (E138K et M184I dans TI) fréquemment retrouvées en cas d'échec virologique à la combinaison emtricitabine-ténofovir et rilpirivine apparaissent de façon concomitante sous l'action d'APOBEC3 en dehors de tout traitement. Enfin, dans la dernière partie de ce travail, nous avons identifié la mutation E17A dans vpr associée aux " thymidin analog mutations " ou TAMs (M41L, L210W, et T215Y) dans la TI et à la prise de didanosine chez des patients en échec virologique. Des études phénotypiques ont montré que le virus E17A+TAMs confère une résistance à la didanosine supérieure à celle conférée par les TAMs seules ou le virus E17A seul. Ce travail met en évidence un nouveau rôle de Vpr dans les mécanismes de résistance aux antirétroviraux.

Le virus de l'Hépatite C (VHC), de la famille Flaviviridae, est à l'origine d'une pandémiemondiale. L'infection par le VHC provoque le dévelopment d'hépatites chroniques, decirrhoses et de carcinomes hépatocellulaires (CHC). Les fonctions de la majorité des protéinesvirales sont connues, mis à part pour NS5A dont la seule fonction directe attribuée à ce jour,équivaut à celle d'un facteur d'activation transcriptionnelle. Notre laboratoire a montréprécédemment que les variants de quasiespèce de NS5A isolés à partir du sérum d'un mêmepatient présentaient des différences significatives dans leurs propriétés intrinsèques detransactivation. Fort de ces résultats, nous avons analysé des variants de NS5A isolés à partirde tissu hépatique d'un patient chroniquement infecté par le VHC de génotype 1b. Cesanalyses ont révélé une compartimentation génétique et fonctionnelle des variants de NS5Aentre le tissu tumoral et le tissu non-tumoral adjacent. Nous avons donc émis l'hypothèse queles propriétés transactivatrices de NS5A pourraient jouer un rôle dans la pathogenèse ainsique dans la réplication virale, et que la variabilité naturelle de NS5A pourrait influencer sespropriétés transactivatrices. L'objectif de ce travail de thèse était d'analyser le rôle despropriétés transactivatrices de NS5A dans la pathogenèse hépatique viro-induite ainsi quedans la réplication virale. Pour étudier le rôle des propriétés de transactivation de NS5A dans la pathogenèse hépatique,nous avons développé des vecteurs lentiviraux pour exprimer dans les hépatocytes primaireshumains les variants choisis de NS5A portants différents potentiels de transactivation. Enutilisant la technologie RNA-Seq d'Illumina, l'analyse des transcriptomes d'hépatocytestransduits exprimant les variants transactivateurs fort et faible de NS5A, sera utiliser pouridentifier les voies cellulaires ciblées par les propriétés transactivatrices de NS5A. Pour lesétudes in vivo, nous avons lancé le développement des souris transgénique permettantl'activation conditionnelle de l'expression des variants de NS5A avec fort et faible potentielde transactivation, spécifiquement dans le foie. Ces souris transgéniques seront utilisées pourétudier le rôle potentiel des propriétés transactivatrices dans la pathogenèse VHC induite etplus particulièrement dans le développement des cancers. Pour étudier le rôle des propriétés de transactivation de NS5A dans la réplication virale, nousavons utilisé le système de réplicon subgénomique de VHC exprimant les variants de NS5Aprécédemment caractérisés. Pour exercer ses propriétés transactivatrices, NS5A doit êtrelocalisée au moins partiellement dans le noyau. Nous avons démontré qu'une partie de NS5Ase retrouve dans noyau et est recruté sur des promoteurs cellulaires, modulant ainsidirectement l'expression de gènes cellulaires essentiels pour la réplication de l'ARN viral.Nous avons observé que les variants de NS5A avec différents potentiels de transactivation,confèrent différentes capacités de réplication au réplicon subgénomique, et corrèlent avec lepotentiel de transactivation de variant correspondant. En accord avec ces observations,l'inhibition de translocation nucléaire de NS5A entraine une inhibition de la réplication virale,suggerant un rôle potentiel des propriétés transactivatrices de NS5A dans la réplication l'ARNvirale. En conclusion, nous avons démontré que l'activation transcriptionnelle des gènes cellulairespar la NS5A est essentielle pour la réplication de l'ARN du VHC. Cette modulation des gènescellulaires pourrait également être impliquée dans les mécanismes de la pathogenèse viroinduite.Nous confirmerons cette hypothèse grâce aux souris NS5A. Par ailleurs, ces résultatspourraient contribuer au développement de nouvelles thérapies anti-VHC, basées surl'inhibition de translocation nucléaire de NS5A

Cette thèse visait à caractériser l'architecture hydraulique du xylème chez les hybrides de peuplier Populusdeltoides × P. nigra et à juger de ses relations avec le fonctionnement hydrique et carboné de l'arbre en conditions d'irrigation contrastées. A cette fin, huit génotypes se distinguant par leur discrimination isotopique vis-à-vis du carbone 13 ont été cultivés en pépinière. Nos travaux ont permis de mettre en évidence d'importantes variations entre génotypes pour les caractéristiques anatomiques du xylème, l'efficience hydraulique de la tige et de la plante entière ainsi que la résistance à la cavitation. Nos travaux démontrent également que l'anatomie et la résistance à la cavitation du xylème s'ajustent aux conditions hydriques du milieu de façon génotype-dépendante. En condition hydrique non limitante, nous avons mis en évidence un compromis entre l'efficience hydraulique et la résistance à la cavitation ou le potentiel de croissance. Ces deux compromis expliquent la relation positive observée entre la résistance à la cavitationet le potentiel de croissance. En condition hydrique limitante, cette relation n'était toutefois plus observable. Aucune relation n'a pu être identifiée entre les propriétés hydrauliques et l'efficience d'utilisation de l'eau. Ces travaux suggèrent que certaines relations couramment observées à l'échelle inter-spécifique ne sont pas nécessairement applicables à des échelles d'étude plus réduites. Ce travail ouvre des perspectives sur le plan fondamental pour l'identification du déterminisme moléculaire à l'origine de la plasticité structurale observée et sur le plan appliqué, pour la création variétale.

La diversification de la production, par la domestication de nouvelles espèces de poissons, constitue l’une des solutions pour une aquaculture durable. Dans ce contexte, l’élevage de la perche Eurasienne, Perca fluviatilis, s’est bien développé ces dernières années permettant aujourd’hui une production stable et croissante. Le progrès de la filière requiert, la mise en œuvre de programmes de sélection génétique pour améliorer, entre-autres, la croissance, la reproduction, et la résistance aux maladies. Pour ce faire, la caractérisation génétique des stocks de poisson actuellement en élevage est un pré-requis indispensable afin d’évaluer si la variabilité génétique est suffisante. Au cours de ce travail, nous avons analysé la variabilité génétique entre les populations sauvages de deux lacs alpins (lacs Léman et Neuchâtel) dont les populations sont utilisées comme fondatrices par les perciculteurs et les stocks de deux fermes d’élevage. Nous avons trouvé une seule population panmictique dans le lac Léman, alors que deux sous-populations ont été identifiées dans le lac Neuchâtel et dont la variabilité génétique est plus forte. Par contre, ces populations sauvages ne sont pas représentées dans les stocks d’élevage bien qu’elles étaient utilisées pour fonder les stocks de géniteurs. De plus, la variabilité génétique est plus forte dans les populations captives. Entre les géniteurs et leurs descendances, la diversité génétique n’a pas diminué malgré une faible augmentation de la consanguinité. Ainsi, ce travail permettra aux perciculteurs de mettre en place une réelle gestion génétique de leurs cheptels et par la suite de développer des programmes de sélection. De plus, il a permis de mieux comprendre les liens possibles entre le processus de domestication et l’évolution de la variabilité génétique / The diversification of production, by the domestication of new fish species, is one of the possible solutions for sustainable aquaculture. In this context, the farming of the Eurasian perch, Perca fluviatilis, has developed well in recent years allowing today a stable and increasing production. The progress of the sector requires, among others, the establishment of breeding programs to improve, growth, reproduction and disease resistance. For this, the genetic characterization of currently farmed fish stocks is an essential prerequisite to assess whether genetic variation is sufficient. In this work, we analyzed the genetic variability among wild populations of two alpine lakes (lakes Geneva and Neuchâtel) whose populations are used by fish farmers to establish their stocks. We found one panmictic population in Lake Geneva, while two sub-populations were identified in Lake Neuchâtel, whose genetic variability is higher. However, those wild populations are not found in captive stocks. In addition, the genetic variability is higher in captive populations. Between parents and their offspring, the genetic diversity has not decreased despite a small increase in inbreeding. Thus, this work will allow fish farmers to set up a real genetic management of their stocks and subsequently to develop breeding programs. Moreover, it provides a better understanding of the possible links between the process of domestication and the evolution of genetic variability

Dans la continuité des projets du programme d'amélioration génétique de l'épinette blanche (Picea glauca [Moench] Voss.), l'utilisation de la variabilité génétique familiale pourrait améliorer l'enracinement des boutures. Des boutures d'épinette blanche, provenant de 75 familles unifamiliales, ont été produites et les échantillonnages, couvrant la phase d'enracinement (B+0) et deux saisons de croissance (B+l, B+2), ont permis d'évaluer les variables de croissance, d'architecture du système racinaire, les échanges gazeux et le statut nutritionnel. L'estimation des paramètres génétiques a montré que l'enracinement des boutures est sous contrôle génétique, notamment par des valeurs élevées d'héritabilités individuelle et familiale de la masse racinaire durant ces phases de croissance. Les corrélations génétiques mettent en perspective la relation entre la masse racinaire et le diamètre ou la hauteur. La variabilité génétique familiale d'enracinement est suffisamment importante pour inclure une sélection des pieds-mères utilisés aux fins du bouturage et ainsi améliorer l'enracinement chez l'épinette blanche.

Afin de prévoir les conséquences des changements environnementaux sur la biodiversité, une approche est de mieux comprendre la réponse des espèces à une modification de leur environnement. Les écosystèmes de montagne sont particulièrement concernés par ces changements environnementaux. En particulier, dans les Alpes françaises, les pelouses et prairies constituent des formations végétales importantes, du point de vue de leur intérêt patrimonial et de la biodiversité en espèce animales et végétales qu'elles renferment. Pour estimer la capacité des espèces à s'adapter/s'acclimater à de nouvelles conditions environnementales, différentes expériences ont été mises en place afin d'estimer le rôle de la variabilité génétique et de la plasticité phénotypique dans la variation des traits fonctionnels. Les résultats mettent en évidence l'importance de la plasticité phénotypique comme source de variation des traits fonctionnels, la variabilité génétique expliquant une part significative mais plus faible de la réponse. Cette coexistence des deux mécanismes indique que les espèces étudiées sont capables de s'acclimater et, à plus long terme, pourront s'adapter. Toutefois, des niveaux différents de plasticité et de contraintes ont été observés au sein et entre les espèces, pouvant conduire des réponses différentes selon les espèces et les populations. Les différents résultats ont permis de mettre en évidence la complexité de la réponse des espèces à leur environnement. Les différents aspects ainsi que l'origine de la réponse sont donc des éléments clés pour prévoir la réponse des espèces aux changements globaux de l'environnement, et donc l'évolution de la biodiversité.

Le processus ancestral est appliqué pour étudier la variabilité génétique et la mesure de déséquilibre de liaison de séquences d’ADN, et faire de l’inférence statistique sur les divers facteurs responsables de cette variabilité. En tenant compte, en premier lieu, des facteurs de dérive génétique, de mutation, et de recombinaison, les calculs exacts de la mesure de déséquilibre de liaison de deux loci sont retrouvés. De plus, une approximation du processus exact, SMC (sequentially Markov chain), est utilisée pour trouver la mesure d’association à deux loci, et une formule de covariance pour calculer cette mesure est corrigée. En intégrant le facteur de conversion dans le modèle de Moran, on trouve l’espérance des mesures de polymorphisme exprimées par les espérances des mesures de variation intra-locus et inter-locus. Celles-ci sont calculées à l’aide de temps espérés dans les états ancestraux. De plus, l’espérance du déséquilibre de liaison est trouvée et il est montré qu’elle diminue quand le taux de recombinaison augmente. En utilisant ces résultats théoriques, on présente une méthode pour estimer les paramètres de mutation, de recombinaison, et de conversion. / The ancestral process is applied to investigate the amount of DNA variation and the amount of linkage disequilibrium ; it is also applied to make statistical inference about the multiple factors responsible for this variation. Considering genetic drift, mutation, and recombination events, the exact solutions for linkage disequilibrium between two loci are obtained. Furthermore, the association measure between two loci is obtained by using an approximation of the exact process, SMC (sequentially Markov chain), and correcting a covariance formula. After introducing intrachromosomal gene conversion under the Moran model, the expected amounts of variation within and between two loci are obtained using expected times spent in the ancestral states. Furthermore, the expectation of linkage disequilibrium is obtained and it is shown to decrease as the recombination rate is increased. Using these theoretical results, a method for estimating the mutation, recombination and gene conversion parameters is presented. / Les diagrammes de transitions d'états ont été réalisés avec le logiciel Latex.

Cette thèse visait à caractériser l’architecture hydraulique du xylème chez les hybrides de peuplier Populusdeltoides × P. nigra et à juger de ses relations avec le fonctionnement hydrique et carboné de l’arbre en conditions d’irrigation contrastées. A cette fin, huit génotypes se distinguant par leur discrimination isotopique vis-à-vis du carbone 13 ont été cultivés en pépinière. Nos travaux ont permis de mettre en évidence d’importantes variations entre génotypes pour les caractéristiques anatomiques du xylème, l’efficience hydraulique de la tige et de la plante entière ainsi que la résistance à la cavitation. Nos travaux démontrent également que l’anatomie et la résistance à la cavitation du xylème s’ajustent aux conditions hydriques du milieu de façon génotype-dépendante. En condition hydrique non limitante, nous avons mis en évidence un compromis entre l’efficience hydraulique et la résistance à la cavitation ou le potentiel de croissance. Ces deux compromis expliquent la relation positive observée entre la résistance à la cavitationet le potentiel de croissance. En condition hydrique limitante, cette relation n’était toutefois plus observable. Aucune relation n’a pu être identifiée entre les propriétés hydrauliques et l’efficience d’utilisation de l’eau. Ces travaux suggèrent que certaines relations couramment observées à l’échelle inter-spécifique ne sont pas nécessairement applicables à des échelles d’étude plus réduites. Ce travail ouvre des perspectives sur le plan fondamental pour l’identification du déterminisme moléculaire à l’origine de la plasticité structurale observée et sur le plan appliqué, pour la création variétale. / This work aimed at characterizing xylem hydraulic architecture and at describing its relationships with whole plant water and carbon relations among Populus deltoides × P. nigra hybrids under contrasting water regimes. Eight genotypes differing in carbon isotope discrimination were grown in the field in a common garden test. Significant variations were observed between genotypes for all xylem anatomical characteristics, stem or whole-plant hydraulic efficiency and xylem resistance to cavitation. Drought-induced acclimation was observed for xylem structural features and xylem resistance to cavitation, but in a genotype-dependant manner. Under optimal irrigation, a trade-off was observed between hydraulic efficiency and xylem resistance to cavitation or growth performance. These two trade-offs translated into an uncommon positive relationship between xylem resistance to cavitation and growth performance. Under water deficit,this relationship broke down. No relationship could be detected between xylem hydraulics and water-use efficiency estimates. Our results suggest in part that several common relationships that are observed at the between-species level may not necessarily hold true at narrower scales. Further, this work opens up prospects both for identifying the molecular basis of xylem structural acclimation and for breeding strategies.