La surface des vignobles mondiaux représente environ 7,9 millions ha, ce qui correspond à une production annuelle de 67 millions de tonnes de baies. La production mondiale annuelle de vins est de l’ordre de 300 millions hl/an. La surface du vignoble français est de 843 000 ha. La viticulture moderne doit affronter trois défis majeurs interdépendants : réduire l’utilisation des produits phytosanitaires, s'adapter au changement climatique, maîtriser la qualité et la typicité pour garder ou conquérir de nouveaux marchés.En 2007, la vigne est devenue la première espèce fruitière pérenne dont le génome a été séquencé. Cette avancée scientifique ouvre de nombreuses perspectives en termes de génomique fonctionnelle (ensemble de méthodes permettant de caractériser la fonction des gènes) et de biologie intégrative (ensemble de méthodes visant à appréhender le fonctionnement global de la plante et ses réponses à l’environnement). Ces perspectives dépendent pour une bonne part de la maîtrise de quantités importantes de données qu’il convient d’organiser et de corréler grâce à des outils informatiques adaptés.Des approches fonctionnelles concernant des gènes candidats et des approches transcriptomiques à haut débit ont permis d’identifier certains gènes ou certaines familles de gènes impliqués dans le développement et la maturation de la baie de raisin, mais au moment où cette thèse a débuté, aucun travail de biologie intégrative n’avait été entrepris.Le travail présenté ici, qui décrit l’obtention et l’analyse de métadonnées transcriptomiques et biochimiques portant sur la réponse de la baie à l’environnement radiatif, s’inscrit dans ce contexte. En procédant à un effeuillage partiel après la véraison, nous avons modulé l’exposition des baies au rayonnement solaire. Ceci a permis d’étudier l’influence du rayonnement (baie exposée, non exposée), de la position de la grappe (est, ouest) et de la position de la baie (à l’extérieur ou à l’intérieur de la grappe). Des baies ont été récoltées à 5 moments différents après l’effeuillage et utilisées pour des analyses métabolomiques et transcriptomiques. Leur contenu en sucres, acides organiques, acides aminés, anthocyanes et flavonols a été analysé par des dosages enzymatiques et par chromatographie liquide à haute performance). L’expression des gènes a été étudiée avec des microarrays représentatifs de l’ensemble du génome de la vigne (29600 gènes) pour les conditions présentant les différences métaboliques les plus marquées (baies exposées, situées à l’ouest et à l’extérieur de la grappe vs baies non exposées, situées à l’est et à l’intérieur de la grappe). Des analyses statistiques et corrélatives ont été conduites pour (a) déterminer les métabolites qui répondent au traitement et les facteurs qui les influencent (b) déterminer les gènes qui répondent aux traitements et ceux qui semblent co-régulés (c) préciser les réseaux de gènes et de métabolites qui semblent reliés. L’effeuillage n’affecte pas la teneur en sucres ou en acide tartrique des baies, il affecte peu les acides aminés, mais il augmente la teneur en flavonols et diminue la teneur en acide malique. Il affecte plus particulièrement les gènes associés au stress abiotique, au métabolisme secondaire, au transport et au métabolisme hormonal. Des expériences complémentaires ont permis d’identifier divers gènes spécifiquement associés à la composante thermique de l’exposition au soleil, parmi lequels des gènes codant pour des HSP, des transporteurs ABC, et des enzymes du métabolisme flavonoïdique. Des réseaux reliant des gènes et des métabolites ont pu être construits, qui associent des métabolites secondaires à des gènes de fonctions connues, ou à de nouveaux gènes candidats dont il conviendra d’étudier la fonction précise. / The total surface of vineyards worldwide is about 7.9 millions ha, which corresponds to an annual production of 67 millions tons berries. The annual world production of wines is about 300 millions hl/year. The French wineyard occupies 843 000 ha, among which 481 000 ha are dedicated to high quality wines (VQPRD) and 362 000 ha to table wines. Modern viticulture must deal with three major and related challenges : reduce the use of organic and inorganic phytochemicals, adapt the vineyard to climatic change and control the quality and the typicity in order to keep or gain new markets.In 2007, the grapevine became the first perennial fruit species whose genome was sequenced. This scientific breakthrough opens new pespectives in terms of functional genomics (set of methods allowing to characterize the function of genes) and integrative biology (set of methods allowing to study the global functioning of the plant and its response to the environment). These perspectives mainly depend on our ability to analyze large sets of data with adequate informatic tools.Functional approaches on candidate genes, and high throughput transcriptomic approaches have allowed to identify some genes or some gene families involved in the development and ripening of the grape berry, but when this Ph. D work started, no paper based on integrative biology was published on grapevine. The present work, which describes the collection and analysis of transcriptomic and metabolomic metadata related to the response of the berry to sun exposure. The exposure of the berries to the sun was controlled through a partial defoliation after veraison. This allowed to study the effects of sun exposure (exposed or shaded berries), of the position of the cluster (east, west) and of the anatomical position of the berry (outside or inside the berry). Berries were collected at 5 different time points after defoliation and used for metabolomic and transcriptomic analysis. Their content in sugars, amino acids, organic acids, anthocyanins and flavonols was analyzed by enzymatic assays and high performance liquid chromatography. For the berries whose metabolic content differed the most (exposed, west and outside berries vs shaded, east and inside berries), gene expression was studied with microarrays bearing a set of probes covering the whole genome of grapevine (29600 genes). Correlative and statistical analysis were conducted in order to (a) determine the metabolites that are the most responsive to the treatment, and the most important factors that control them (b) determine the genes that respond to the treatment and seem to be co-regulated (c) to precise the networks of genes and metabolites which seem related. Defoliation does not affect the sugar and tartaric acid contents, hardly affects amino acids, but it increases flavonol content and decreases malic acid content. It affects more specifically genes associated with abiotic stress, secondary metabolism, transport and hormonal metabolism. Additional experiments allowed us to identify genes that are specifically associated with the thermal component of sun exposure, among which genes encoding HSP, ABC transporters, and enzymes of flavonoid metabolism. Networks relating genes and metabolites could be constructed. These networks associate secondary metabolites with genes of known function and new candidate genes for which the function will have to be precised.

La vigne (Vitis vinifera) possède un métabolisme secondaire particulièrement riche donnant naissance à une large palette de molécules dont certaines sont impliquées dans les défenses contre les pathogènes et d'autres dans la grande diversité d’arômes qui fait la renommée des vins. L’analyse de la séquence de référence du génome de la vigne a permis de mettre en évidence une remarquable expansion de certaines familles de gènes liés au métabolisme secondaire par rapport aux autres plantes. Dans ce travail, j'ai étudié les familles gènes codant pour les cytochromes P450, dont certains sont impliqués dans la production d’arômes, les gènes codant pour les stilbènes synthases (STS), les endo-β-1,3-glucanases et les gènes de résistance de type NBS impliqués dans les défenses de la vigne. Ma thèse vise à proposer des hypothèses expliquant l’organisation structurale de ces familles de gènes et ainsi à mieux comprendre pourquoi certaines familles présentent une amplification dans le génome de la vigne. Des approches bioinformatiques ont été utilisées afin d’étudier ces différentes familles de gènes. Les gènes cytochromes P450 et gènes R de type NBS ont tout d'abord été annotés de manière manuelle dans le génome de référence de la vigne. L’expression des gènes endo-β-1,3- glucanases, STS et cytochromes P450 a été analysée en utilisant une approche transcriptomique à grande échelle. Pour ce faire, un outil a été développé durant cette thèse pour estimer le niveau d’expression des gènes à partir de données RNA-Seq disponibles dans les banques de données publiques. Parallèlement, des données de reséquençage d’ADN de 56 cépages et espèces de vigne ont été analysées, afin de déterminer les variations structurales de type CNV au sein des familles de gènes à domaine NBS et de gènes STS. Ces différents travaux ont permis de montrer que l’amplification des familles de gènes étudiées n’est pas spécifique du génome de référence mais est retrouvée dans l'ensemble du genre Vitis, mais également de mettre en évidence des variations structurales au sein des différents génomes étudiés. L'analyse de la famille STS a montré que ces gènes sont organisés en blocs de duplication, et que les gènes plus conservés sont aussi les plus exprimés. Nous avons également montré que les gènes à domaine NBS sont organisés en cluster, dont certains sont particulièrement soumis à variation. Ces travaux contribuent à une meilleure connaissance de facteurs de défense efficaces et durables ainsi que des gènes impliqués dans la synthèse d’arômes dans la vigne. Ces connaissances pourront bénéficier aux programmes de création variétale mis en œuvre à l’INRA de Colmar. / Grapevine (Vitis vinifera) has a particularly rich secondary metabolism, giving rise to a wide range of molecules, some of which are involved in defences against pathogens and others in the great diversity of aromas that make wines famous. Analysis of grapevine reference genome has shown a remarkable expansion of certain families of genes linked to secondary metabolism in comparison with the other plants. In this work, I have analysed gene families coding for cytochromes P450, some of them being involved in the production of aromas, genes coding for stilbene synthases (STS), endo-β-1,3-glucanases and NBS type resistance genes involved in grapevine defences. My thesis intends to propose hypothesis to explain the structural organisation of these families and therefore better understand why some of these families are amplified in the grapevine genome. Bioinformatic approaches have been used to study these different genes families. The cytochromes P450 and R genes of NBS type were manually annotated to improve the knowledge of these families of genes. The expression of endo-β-1,3-glucanases, STS and cytochromes P450 genes has been quantified using a large-scale transcriptomic approach. To this purpose, a tool has been developed during this thesis to estimate the level of genes expression from RNA- Seq data available in public databases. In the meantime, DNA resequencing data from 56 cultivars and grapevine species have been analysed to identify structural variations of CNV types within the genes with a NBS domain and the STS genes. These works showed that the amplification of the gene families of interest was not specific to the reference genome but occurred at the scale of the Vitis genus, but also to highlighted structural variations in different genomes. Regarding the STS genes, blocks of duplication and more conserved and expressed genes were identified. For the genes with NBS domain, a clustered organisation has been highlighted with some clusters varying more than others in the studied genotypes. These works contribute to a better knowledge of gene families for efficient and durable defence against pathogens and optimal aromas synthesis in grapevine. This knowledge will benefit to breeding programs currently in progress at INRA Colmar.

Les maladies du bois de la vigne sont responsables de pertes économiques importantes pour la filière viticole. Ces maladies d'origine fongique se manifestent notamment par une dégradation de la partie boisée du matériel végétal et par l'apparition erratique de symptômes caractéristiques sur la partie foliaire. Cette thèse est dédiée à l'étude de ces maladies (principalement l'esca) à l'aide de deux capteurs imageurs en proxidétection.La question de la détection des symptômes visibles est tout d'abord abordée à l'aide d'un capteur couleur RVB permettant d'acquérir une image par pied de manière automatique ou semi-automatique. La reconnaissance des symptômes est abordée en deux étapes, d'abord en considérant la classification à l'échelle de la feuille puis la détection à l'échelle du pied. La particularité de cette étude est l'inclusion de facteurs confondants dans le problème de classification, tirant partie de l'information de forme des symptômes de l'esca pour les différencier d'autres troubles et maladies. Dans ce but, une comparaison entre approches SIFT et approches transfer learning récentes est alors conduite. Les résultats nous poussent alors à considérer une architecture deep learning simple (RetinaNet) pour la détection des symptômes sur les images, permettant d'estimer un niveau d'atteinte pour chaque pied.Le second capteur utilisé, une caméra hyperspectrale couvrant le spectre de 500 nm à 1300 nm, tente de répondre à une problématique plus expérimentale, à savoir le comportement spectral des pieds atteints par la maladie pouvant déboucher sur une détection précoce des pieds malades mais sans symptômes foliaires. Un protocole expérimental et une base de données de spectres sont alors constitués pour l'occasion. Les méthodes de réduction de la dimensionnalité permettent d'exploiter l'information hyperspectrale voire d'isoler les longueurs d'onde associées à chacune des deux classes. Les données ne permettent cependant pas, pour la plage de longueur d'onde mesurée et dans les conditions d'acquisition terrain, de réaliser une détection précoce de la maladie sur les pieds sans symptômes.Les différences et similarités entre chacune de ces deux applications, en terme de constitution de base de données, d'algorithmes, de difficultés et de potentiel d'application en conditions réelles sont discutées tout au long du manuscrit. / Grapevine wood diseases in the vineyard are responsible for significant economic losses in the wine industry. These diseases of fungal origin are caracterised by a degradation of the wooded part of the plant material and by the erratic appearance of characteristic symptoms on the leaf part. This thesis is dedicated to the study of these diseases (mainly esca disase) using two imaging sensors and proximal sensing.The issue of visible symptom detection is first addressed using an RGB color sensor to acquire an image for each plant automatically or semi-automatically. The recognition of symptoms is approached in two stages, firstly by considering the classification at leaf-scale and then the detection at the plant-scale. The particularity of this study is the inclusion of confounding factors in the classification problem, taking advantage of the shape information of esca symptoms to differentiate them from other disorders and diseases. For this purpose, a comparison between SIFT approaches and recent transfer learning approaches is then conducted. The results then lead us to consider a simple deep learning architecture (RetinaNet) for the detection of the symptoms on the images, making it possible to estimate a level of disease severity for each vineplant.The second sensor used, a hyperspectral camera covering the spectrum from 500 nm to 1300 nm, tries to tackle a more experimental problem, namely the spectral behavior of the diseased plants which may lead to early detection of diseased plants without foliar symptoms. An experimental protocol and a database of spectra are then formed for the occasion. The dimensionality reduction methods make it possible to exploit the hyperspectral information or even to isolate the wavelengths associated with each class. However, the data do not allow, for the measured wavelength range and in the field acquisition conditions, to perform early detection of the disease on the plant without symptoms.The differences and similarities between each of these two applications, in terms of database constitution, algorithms, difficulties and application potential in real conditions are discussed throughout the manuscript.

La vigne (Vitis vinifera) est sensible à un grand nombre de maladies. Les politiques de limitation des traitements phytosanitaires font qu'aujourd'hui, les viticulteurs ne disposent d'aucun moyen de lutte contre certains bioagresseurs. C'est le cas des maladies du bois causées par des complexes fongiques nécrosant les ceps et du court noué, maladie virale transmise par des nématodes. La vigne est une espèce végétale connue pour sa production particulière de métabolites secondaires en réponse à des infections. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux phytoanticipines, préformées dans les plantes et dont le potentiel de toxicité envers des agents pathogènes est intéressant, c’est le cas des triterpénoïdes. Les objectifs de cette thèse ont donc été dans un premier temps d'estimer la capacité de la vigne à produire de tels composés. Pour cela, la composition en triterpénoïdes de différents organes et de différents cépages a été analysée. Nous avons pu montrer que la composition générale en triterpénoïdes est caractéristique de chaque cépage et de chaque organe. Dans une deuxième partie, 9 gènes impliqués dans la synthèse de triterpènes chez la vigne ont été identifiés et leur expression a été évaluée dans différents organes, chez différents cépages et sous différentes conditions de stress biotique et abiotique. Cette étude exploratoire nous donne des pistes pour mettre en corrélation l'expression de certaines triterpène synthases avec la production différentielle de certains triterpènes à la surface des feuilles de différents cépages. Enfin, nous nous sommes intéressés aux triterpènes glycosylés, les saponines, afin d'évaluer leur potentiel dans la lutte contre certaines maladies majeures de la vigne pour lesquelles aucun traitement n'est actuellement disponible. Pour cela, l'efficacité de saponines issues de la gypsophile et du quillaja a été testée contre certains champignons associés aux maladies du bois ainsi que contre les nématodes vecteurs des virus du court noué. Nous avons pu mettre en évidence que les souches de champignons testées étaient capables de contourner la toxicité des saponines, tandis qu'un tel traitement était rapidement efficace pour lutter contre les nématodes. Afin de vérifier l'innocuité de ce traitement pour l'environnement, les doses efficaces ont été testées et n'ont pas eu d'impact significatif sur différents bioindicateurs. / Vitis vinifera is susceptible to many pathogens. These past few years, treatment policies led to the withdrawal of many pesticides. Renee, no chemical treatments are available to treat some grapevine diseases such as the grapevine trunk diseases caused by fungi complexes and the grapevine fanleaf degeneration, a viral disease transmitted from grapevine to grapevine by vector nematodes. Grapevine is known for the production of secondary metabolites as a response to pathogen infections. In this work, we focused on phytoanticipins such as triterpenoids, that are found as preformed compounds and that confer a basal resistance level to plants. First, a chemical analysis was made on the triterpenoid composition of some grapevine cultivars and organs. This study revealed that the triterpenoid composition is specific to the V. vinifera cultivar and the organ. In a genomic approach, 9 candidate genes involved in the triterpene biosynthesis were identified and their expression was studied in different organs, varieties and biotic or abiotic stress conditions. This explorative study shows correlations between gene expression and differential triterpene production at the leaf surface of the different varieties. In the last part of this study, the use of glycosylated triterpenes, also called saponins, as a substitution solution to withdrawed treattnents against major grapevine diseases was tested. Therefore, the efficiency of saponins extracted from gypsophila and quillaja was tested against fungi associated to grapevine trunk diseases and some nematodes vector of the grapevine fanleaf degeneration. These tests evidenced that the fungi were able to avoid saponins toxicity, whereas such treatment was efficient to kill nematodes. In order to evaluate the effect of the treatment on the environment, the efficient doses were tested and bad no significant impact on some bioindicators.

Le travail de recherche présenté concerne l'étude des pulvérisations de produits phytosanitaires. Les études réalisées au début de ma carrière (ma thèse et les travaux qui en ont découlé) concernent le développement, la validation puis le transfert d'un modèle de calcul de la répartition des dépôts au sol, pour des pulvérisateurs à rampe. Ce travail a servi de base à la définition des méthodologies mises en place par la suite.<br />L'étude de la pénétration de la pulvérisation dans la vigne a ensuite été étudié. Un modèle a été développé à l'aide d'outils commerciaux de CFD pour la représentation du flux d'air dans la végétation et le calcul de trajectoires représentatives de gouttes. Le modèle a été paramétré à partir de mesures de vitesses d'air de part et d'autre de la canopée. Le comportement des nuages de gouttes et la proportion de produit retenue par le feuillage a été développé de manière plus détaillée : le modèle s'appuie sur un coefficient d'efficacité obtenu à partir d'autres simulations. Ces simulations ont été conçues de manière à permettre une<br />validation expérimentale. Les mesures de dépôt réalisées en conditions réelles ont ensuite permis de discuter des résultats du modèle global ainsi que des limites de l'approche.<br />Enfin des contaminations atmosphériques pendant les applications ont fait l'objet d'une démarche expérimentale pour mettre en évidence les relations entre les variables météorologiques, les paramètres-machine et les émissions de pesticide. L'analyse par des systèmes d'inférence floue ont débouché sur une proposition d'outil d'expertise. Un modèle dédié a par ailleurs été développé pour simuler les quantités émises ainsi que leur dispersion atmosphérique.

En relació amb les novel•les de Llorenç Villalonga que integren l’anomenat Cicle de Flo la Vigne, aquesta tesi en caracteritza el context històric, analitza el concepte novel•lesc de l’autor, fa una anàlisi detallada de cadascuna de les novel•les i es detura en la recepció crítica coetània que tingueren. Els principals resultats i conclusions que s’han obtingut de l’anàlisi de les dades són els següents. Tot i que el sintagma és operatiu, no existeix realment un Cicle de Flo la Vigne, sinó la novel•la de Flo i el cicle de la decadència d’Occident. En la seva pràctica novel•lística, Villalonga no es va ajustar a les seves propostes teòriques. Temàticament, Villalonga és un compulsiu, la seva obra gira obsessivament a l’entorn de la mort individual i col•lectiva; totes les seves creacions són un pretext per incidir en aquest tema, al qual adequa materials de la més diversa procedència encara que els hagi de tergiversar. Així, conscient de la pròpia mort, l’amor a ell mateix l’empeny a aconseguir la immortalitat a través de la literatura. Al llarg d’aquesta cerca de la immortalitat, Villalonga esdevindrà un cronista i un vaticinador; a més, molt més racionalista que retrògrad, es convertirà en un pioner de l’ecologia i evolucionarà cap al pancatalanisme. Tant com s’ha negat aquesta darrera adscripció, s’ha suggerit l’homosexualitat de Villalonga; tanmateix, Villalonga no fou homosexual, sinó homòfil. Per acabar, s’han obtingut algunes conclusions que són les de més transcendència. Tradicionalment s’ha considerat l’obra de Villalonga dividida entre les obres que fan l’elegia del passat i les que fan la sàtira del present. Aquesta divisió és operativa, però té les seves limitacions. Hi ha elegia a Bearn, en efecte, però també n’hi ha a Lulú regina, tot i que sigui futura. Afirmem que hi ha una línia força més significativa que divideix en dos l’obra de Villalonga, la qual està sempre lligada a la voluntat de pervivència. D’una banda, la crònica escatològica, que connecta amb la pervivència literària. De l’altra, la literatura memorialista, que li permet la supervivència personal; privat de la biologia, li quedava la literatura: Les fures, El misantrop, L’àngel rebel, Falses memòries de Salvador Orlan. En aquest context, L’àngel rebel és una obra doblement singular. En primer lloc, perquè participa dels dos fronts productius esmentats: el memorialista i l’escatològic. En segon lloc, perquè recull la negativa de Porcel, la qual constitueix, de fet, l’empenta que impulsarà Villalonga a completar el seu gran cicle escatològic: Don Toni de Bearn, Obdúlia de Montcada, la Lilí, les Lulús, Andrea Víctrix. Així, usar el sintagma l’autor de Bearn com a perífrasi sinònima de Villalonga és correcte, però si es fa servir com a sinècdoque descriptiva de la seva obra s’està caient en un reduccionisme inacceptable: quan s’ha llegit Bearn, tot just si s’ha començat a llegir Villalonga. / In connection with the novels that make up the so-called Villalonga Cicle de Flo la Vigne, this thesis characterizes the historical context, analyzes the novelistic concept of the author, makes a detailed analysis of each novel and stops in the contemporary critique re-conception that they had. The main results and conclusions obtained from the analysis of the data are the following ones. Although the syntagma is operating, there isn’t actually a Cicle de Flo la Vigne, but the novel Flo and the West decline cycle. In his novelistic practice, Villalonga did not fit to his theoretical proposals. Thematically, Villalonga is compulsive, his work revolves around the individual and collective death; all his creations are a pretext to talk about this issue, which adapt materials of many different origins, even if he has to distort them. So, aware of his own death, love to himself pushes him to achieve the immortality through the literature. Along this immortality search, Villalonga will become a journalist and a predictor, much more rationalist than retrograde, will become an ecology pioneer and will evolve to pancatalanism. As much as this latest relevance has been refused, has been suggested Villalonga homosexuality, however Villalonga was not gay but homophile. To finish, some obtained conclusions are momentous. Traditionally, Villalonga work has been considered divided between the works that make an elegy of the past and the ones that make a satire of the present. This division is operational, but has its limitations. There is indeed an elegy in Bearn, but there are also in Lulú regina, even if it’s located in the future. We affirm that there is a much more significant line that divides the work of Villalonga, which is always linked to the will to survive. On the one hand, the eschatological chronic, which connects with the literature survival. On the other hand, the memorialist literature, which allows him the personal survival; as he had a lack of biology, he had the literature: Les fures, El misantrop, L’àngel rebel, Falses memories de Salvador Orlan. In this context, L’àngel rebel is a doubly unique work. First, because it participates in both of the two mentioned productive points: the memorialist and the scatological. Secondly, because it takes the negative of Porcel, which is, in fact, the push to boost Villalonga to complete his great eschatological cycle: Don Toni de Bearn, Obdúlia de Montcada, Lilí, Lulús, Andrea Víctrix. So, use the syntagma “the autor of Bearn” as a synonymous phrase for Villalonga is correct, but if it is used as a descriptive synecdoche of his work is to fall into an unacceptable reductionism: when you have read Bearn, you have just started reading Villalonga.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences agronomiques : Toulouse, INPT : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 180 réf.

Le déterminisme de la formation de la grappe reste parmi les phénomènes les moins bien précisés de la physiologie de la Vigne. La question a été abordée de plusieurs façons mais les éléments de réponse obtenus ne permettent pas encore de se faire une idée synthétique des mécanismes fondamentaux qui produisent l’apparition des primordia inflorescentiels (PI) en année N-1 et qui pourraient régir jusqu’à 65 à 70% du rendement final en année N. Notre étude s’est donc focalisée sur (i) la caractérisation du processus de formation des PI dans les bourgeons latents de vigne (Vitis vinifera L. Merlot) et la redéfinition de la constitution du rendement, (ii) la compréhension des mécanismes d’initiation et de différenciation des PI et (iii) l’évaluation des impacts de différents facteurs (ABA exogène, lumière et effeuillage) sur ces mécanismes.Cette étude intégrale combinant des approches multi-échelles et multi-disciplinaires a permis dans un premier temps de mettre en évidence le déterminisme de la phase d’induction inflorescentielle dans la construction du rendement en identifiant trois phases clés du processus de formation des PI et en y intégrant une nouvelle notion qu’est le « degré de ramification des PI » ; puis dans un second temps, de proposer certains modes de régulation des mécanismes d’initiation et de différenciation des PI en identifiant trois types de marqueurs précoces de la fertilité potentielle : des marqueurs moléculaires (VvCLE25-1, VvTFL1a et VvMFT1), biochimiques (équilibre CKs/AIA, D-glucose et amidon), et environnementaux (ensoleillement et température journaliers cumulés). L’ensemble des résultats pourra contribuer au développement d’un outil prédictif précoce de la « fertilité potentielle » (et donc du rendement probable maximum) afin de mieux guider et gérer la taille et les pratiques culturales. / The grape cluster formation determinism remains the one of the undefined phenomena in grapevine physiology process. The topic has been tackled in multiple ways. However, based on all the known information, we still are not allowed to get a synthetic idea of the fundamental mechanisms that produce the appearance of inflorescential primordia in year N-1 and which could govern up to 65 to 70 % of final yield in year N. Our study focuses thus on (i) the characterization of IP formation process in grapevine latent buds (Vitis vinifera L. Merlot) and the redefinition of yield constitution, (ii) understanding IP initiation and differentiation mechanisms, and (iii) evaluating the impacts of different factors (exogenous ABA, light and leaf removal) on these mechanisms.This comprehensive study, which combines multi-scale and multi-disciplinary approaches, firstly allowed us to highlight the determinism of inflorescence induction phase in yield construction by identifying three key phases in IP formation process and by incorporating a new notion which is "IP branching degree". Secondly, it proposed certain modes of regulation of IP initiation and differentiation mechanisms by identifying three types of early markers of bud fruitfulness: molecular markers (VvCLE25-1, VvTFL1a and VvMFT1), biochemical markers (CKs/IAA balance, D-glucose and starch), and environmental markers (cumulative daily sunshine and temperature).The all-inclusive results contribute to the development of an early predictive tool of "bud fruitfulness" (and thereby the probable maximum yield) to better guide and manage the grapevine training and other cultural practices.

La protection des vignes contre les maladies cryptogamiques telles que le mildiou est assurée majoritairement par des fongicides de synthèse dont certains posent des problèmes environnementaux et sanitaires. L’induction de résistance de la vigne par des éliciteurs des réactions de défenses pourrait permettre de réduire leur utilisation. Toutefois, l’efficacité de cette stratégie est avérée en conditions de serres, mais reste plus variable au vignoble. L’efficacité des éliciteurs est conditionnée par le niveau de réponse défensif de la plante, et plus globalement, par son état physiologique. Dans ce contexte et dans le cadre de ce travail intégré au projet FUI IRIS+, l’objectif était de vérifier si des biostimulants, via leurs effets sur la physiologie de la plante, étaient susceptibles d’augmenter son niveau de réponse aux éliciteurs. Ce projet impliquait en amont le criblage d’éliciteurs et de biostimulants efficaces sur vigne. L’activation des défenses par des éliciteurs a un coût métabolique et énergétique que la plante doit assumer. Dans un premier temps, nous avons utilisé le modèle « suspensions cellulaires » afin de comparer l’impact de deux éliciteurs oligosaccharidiques sur le métabolisme primaire de la vigne. Des analyses enzymatiques et métaboliques ont permis de montrer que l’oligogalacturonide, qui a eu la plus forte capacité à activer le métabolisme secondaire associé à la défense, comparé à la laminarine, est également celui qui a eu l’impact le plus marqué sur le métabolisme primaire ; notamment sur certains glucides et acides aminés. Ainsi, l’élicitation mobilise des ressources, impacte le métabolisme primaire de la vigne et son efficacité pourrait être conditionnée par l’état physiologique global de la plante. Dans un second temps, un criblage a été réalisé afin d’identifier de nouveaux éliciteurs potentiels parmi sept fournis par le partenaire industriel. Des tests de protection contre Plasmopara viticola (agent du mildiou) réalisés sur boutures herbacées en conditions de serres, ont permis de retenir un extrait de plante codé SDN3. Les autres ont été écartés car déjà utilisés en laboratoire (l’un d’entre eux), insuffisants en terme d’efficacité, instables ou phytotoxiques. Des études in vitro et in planta ont révélé que l’activité biologique de SDN3 est liée à deux modes d’action : par activation des défenses et par effet direct contre l’agent pathogène. Dans un troisième temps, un criblage de cinq biostimulants potentiellement efficaces sur vigne était à réaliser mais aucune méthodologie de test n’était disponible au laboratoire. Ainsi, quatre dispositifs de complexités différentes ont dû être mis au point, permettant le suivi phénotypique des parties aériennes et/ou racinaires (et dans certains cas physiologique) : systèmes « godets », « rhizotron plan », « tubes » et un autre système appelé « X » (non décrit car lié à une protection industrielle). Seuls deux modèles ont montré un intérêt. En effet, le modèle « tube » a permis de montrer une augmentation du poids frais moyen par racine primaire en réponse à un apport par la voie racinaire de l’un des produits testés, codé BS3. Le modèle « X » a également mis en évidence une accélération de l’ouverture du bourgeon, et une augmentation du nombre de racines primaires en réponse à BS3 appliqué par voie racinaire. La mise au point d’applications d’éliciteurs et d’infection par P. viticola est en cours de finalisation afin de vérifier l’hypothèse de départ à l’aide de la combinaison de BS3 avec SDN3. / The protection of vineyards against cryptogamic diseases such as downy mildew is mainly ensured by synthetic fungicides, which cause serious environmental and health problems. The induction of resistance by elicitors could allow to reduce their use. However, even if their efficacy is demonstrated in greenhouse conditions, it remains quite variable in field conditions. Indeed, the efficacy of an elicitor depends on the plant’s ability to respond, or more generally, on the latter’s physiological status. In this context, part of the FUI project IRIS+, the aim of this present work is to evaluate whether biostimulants, through their effect on the plant’s physiology, would be able to increase their responsiveness to elicitors. The activation of defenses implies a metabolic and energetic cost that the plant must get in charge. First of all, we used a cell suspension model in order to compare two oligosaccharidic elicitors on the primary metabolism of grapevine. Enzymatic and metabolic analyses showed that the oligogalacturonide, which had a stronger impact on secondary metabolism related to defense, compared to laminarin, also showed a more notable impact on primary metabolism, particularly on some sugars and amino acids. The elicitation of grapevine defenses effectively turned out to require resources. Secondly, a screening was carried out to select the most effective elicitor among seven products that were provided by the company. Protection assays against Plasmopara viticola on herbaceous cuttings allowed us to identity SDN3 as the most interesting candidate. In vitro and in planta studies revealed that the mode of action of SDN3 relied on both the activation of defenses and a direct effect against the pathogen. Lastly, as no protocol, nor methodology were available in our laboratory to screen biostimulants, four systems were developed, in order to monitor phenotypic traits of aerial and/or root system: the “pot” model, the “rhizotron” model, the “tubes”, and another termed “X” (no description allowed because of an industrial protection). Only the “X” model showed potential interests, since it allowed to display biostimulating effects such as the acceleration of the bud opening, and the increase of the mean number of primary roots, in response to BS3, applied to the roots. The development of the protocol to apply the elicitor and to infect with P. viticola spores are currently in progress, in order to assess the initial hypothesis by using the combination of BS3 and SDN3.

Ce travail porte sur la mise au point et l’étude d’un nouveau système de culture in vitro permettant une production efficace de dérivés de t-resvératrol. Pour cela, des lignées de racines transformées de Vitis vinifera L. ont été établies, stabilisées et criblées. Le faible taux de croissance a été amélioré par criblage de différents milieux de cultures et différentes concentrations en saccharose, montrant une préférence pour le milieu ½ SH avec 2% (p/v) de saccharose. Les cinétiques de croissance et de production de stilbènes ont ensuite été évaluées dans ces conditions. Nous avons mis en évidence une production basale de stilbènes par les racines, bien que celles-ci soient aussi fortement inductibles par des traitements d’élicitation par du méthyl jasmonate et des cyclodextrines. Dans ces conditions, les racines transformées de vigne ont montré une forte capacité de production et d’excrétion de différents stilbènes. Un profilage phytochimique des racines et de leur milieu de culture a été réalisé par CPC-RMN et LC-MS pour illustrer cette diversité. En parallèle des études sur un modèle simplifié, les cultures de cellules en suspension ont été réalisées pour rechercher des transporteurs candidats pour l’excrétion active du t-resvératrol vers son lieu d’action. Une approche de protéomique globale de la membrane plasmique par iTRAQ a permis de cibler des candidats de type ABC transporteurs, qui ont ensuite été caractérisés par des approches d’étude de l’expression de leurs transcrits. Ensemble, ces résultats soutiennent l’intérêt de cet outil pour l’étude du métabolisme ainsi que pour la bioproduction de stilbènes. / This work aims at the setting up and the study of a new in vitro culture for a cost-effective production of highly pure resveratrol derivatives. To answer that need, hairy root lines of Vitis vinifera L. were established, stabilized and screened. Their low growth rate was improved by testing various culture media and different sucrose concentrations. The best growth rate was obtained with ½ SH medium with 2% (w/v) sucrose. The growth and stilbene production kinetics were assessed in these conditions. A constitutive production of stilbenes was observed in roots, though they showed a strong response to eliciting treatments such as methyl jasmonate and cyclodextrines. In these conditions, the hairy roots yielded high stilbene production in terms of concentrations as well as diversity. The diversity of the stilbenes obtained has been described by biochemical profiling of both root and their culture medium extracts using CPC-NMR and LC-MS. Together with the study of hairy roots, we used cell suspensions cultures as a simplified model to study the excretion of t-resveratrol. Candidate transporters have been screened for using a global plasma membrane proteomic approach based of iTRAQ. ABC G transporters were pointed out as promising candidates and were further characterized by studying their gene expression. Together, these results support the interest of grapevine hairy root cultures for the study of stilbenes metabolism and their bioproduction.