Influence de la micro-propagation par embryogenèse somatique sur la variation somaclonale chez le caféier (Coffea arabica): évaluation des changements au niveau phénotypique, cytologique, génétique et épigénique. La variation somaclonale (VS) est une préoccupation majeure de tous les systèmes de micropropagation. Elle est décrite comme un changement phénotypique présent chez les vitroplants et pourrait être générée par une large gamme de mécanismes génétique et épigénétiques. Des hybrides de Coffea arabica hautement productifs sont distribuées sous forme clonale par embryogenèse somatique (ES) en Meso-Amérique. L’objectif de ce travail chez le caféier est d’évaluer la conformité génétique des plants multipliés par ES et de comprendre les mécanismes impliqués dans les SV. Nous avons évalué les variations dans les plantes régénérées au niveau phénotypique, cytologique, génétique (mutations/AFLPs, transposition génétique/S-SAP) et épigénétique (méthylation/MSAP) en utilisant deux approches complémentaires. Tout d’abord, nous avons étudié chez deux hybrides des conditions de cultures industrielles supposées peu mutagènes i.e. une courte période de prolifération (6 mois) et faible apporte en auxine (0-1.4 µM 2,4-D). Deux systèmes de prolifération i.e. l’embryogenèse secondaire et les suspensions embryogènes seront comparés, le dernier étant plus productif et économique. Les analyses moléculaires AFLP et MSAP sur 145 somaplants montrent que les polymorphismes génétique et épigénétique entre plantes mères et somaplants sont extrêmement réduits, i.e. dans l’intervalle 0-0,003% et 0,07-0,18% respectivement, sans différence significative entre les systèmes de prolifération. Pour les deux hybrides testés, des observations phénotypiques massives en pépinière et au champ ont révélé de très faibles niveaux de VS (0,9% pour 800.000 plantes). Des analyses cytologiques ont mis en évidence des nombres de chromosomes anormaux (41-43, 45) chez la plupart des variants et des nombres normaux (44) chez les plants ayant un phénotype normal. Des conditions expérimentales a priori mutagènes ont également été appliquées en utilisant des périodes de prolifération prolongées (4, 12 et 27 mois) chez trois lignées embryogènes indépendantes de la variété Caturra en présence de concentrations élevées en régulateurs de croissance (4.5 μM 2,4-D, 17.8 μM 6-BA), afin de comprendre les mécanismes liés vieillissement des cultures interviennent sur les VS. L’étude des 180 somaplants régénérés a montré que le temps de prolifération affecte fortement la fréquence de VS et d’une manière hautement similaire pour les 3 lignées embryogènes. Aucun variant n’a été trouvé après 4 mois de prolifération alors que 30% et 94% de variants phénotypiques ont été caractérisés chez les plants issus de cultures de 12 et 27 mois, respectivement. Quels que soient l’âge de culture et la lignée embryogène, aucun polymorphisme n’a été trouvé chez les 124 somaplants et un très faible nombre des changements des méthylation avec les MSAP (0,049-0,087%). Cependant, de façon similaire aux somaplants produits en conditions industrielles, les variants phénotypiques montrent systématiquement des nombres de chromosomes anormaux (41-43) et les plants normaux le nombre de chromosomes attendu. Ce travail montre que l’ES s’appuyant sur des suspensions embryogènes peut garantir une propagation conforme des variétés sélectionnées de C. arabica. Il démontre également l’importance de l’âge des cultures sur l’apparition de VS et donc le caractère non aléatoire du phénomène. Les changements génétiques et épigénétiques sont particulièrement limités durant l’ES. Le principal changement chez la plupart des variants est l’aneuploidie, ce qui montre que les aberrations mitotiques jouent un rôle majeur dans les VS chez le caféier. / Influence of micropropagation through somatic embryogenesis on somaclonal variation in coffee (Coffea arabica): assessment of variations at the phenotypical, cytological, genetic and epigenetic level Somaclonal variation (SV) is a major concern in all micropropagation systems. It is described as the phenotypic variation displayed in in vitro-derived regenerants and it is believed to be originated from a large array of genetic and epigenetic mechanisms. Highly productive Coffea arabica hybrids are clonally disseminated in Meso-American region through somatic embryogenesis (SE). The objective of the present work in coffee is to evaluate the trueness-to-type of SE and to understand the mechanisms involved in SV. We assessed the variations in the propagated plants at the phenotypic, cytogenetic, genetic (mutations/AFLP, genetic transposition/S-SAP) and epigenetic (methylation/MSAP) level by using two complementary approaches. First, with 2 hybrids we studied industrial culture conditions expected to be weakly mutagenic thanks to the combined use of short term proliferation period (6 months) and low auxin supply (0-1.4 µM 2,4-D). Two proliferation systems i.e. secondary embryogenesis and embryogenic suspensions were compared, the latter being more productive and economic. AFLP and MSAP molecular analyses on 145 somatic seedlings showed that genetic and epigenetic polymorphisms between mother plants and emblings were extremely low, i.e. ranges of 0–0.003% and 0.07–0.18% respectively, with no significant difference between the proliferation systems. For the two hybrids tested, massive phenotypic observations in nursery and field plots showed very low levels of SV (0.9% from 800,000 plants). Cytological analysis showed abnormal chromosome numbers (41-43, 45) in most of coffee somaclonal variants and normal numbers (44) in phenotypically normal plants. Stressful experimental conditions were also applied by using extended proliferation periods (4, 12 and 27 months) for three independent embryogenic lines established for the Caturra var. in presence of high growth regulator concentrations (4.5 μM 2,4-D, 17.8 μM 6-BA) to understand the mechanisms of culture ageing on SV. The proliferation time strongly affected the SV frequency among the 180 regenerated plants and in a highly similar way with the three embryogenic lines. No variant was found after 4 months proliferation although 30% and 94% phenotypic variants were observed in plants derived from 12 and 27 month-old cultures, respectively. Regardless the culture age and the embryogenic line, no polymorphisms were found in the 124 plants analyzed and very limited methylation changes with MSAP markers (0.049-0.087%). However, similarly to plants derived from industrial conditions, phenotypic variants systematically showed abnormal chromosome numbers and normal plants systematically showed normal numbers. This work showed that SE based on embryogenic suspensions is reliable for true-to-type propagation of selected C. arabica varieties. It also demonstrated the importance of culture age on SV and hence the non random nature of this phenomenon. The genetic and epigenetic alterations are particularly limited during SE. The main change in most of phenotypic variants was aneuploidy showing that mitotic aberrations play a major role in SV in coffee.

La plupart des espèces végétales sont des polyploïdes récents ou anciens. L’allopolyploïdisation qui résulte d’une hybridation interspécifique couplée à une duplication génomique joue un rôle fondamental dans l’évolution des plantes. Elle provoquerait des changements de l’organisation du génome et de la régulation de l’expression des gènes qui seraient à l’origine de nouvelles aptitudes de ces plantes. Dans ce contexte, l’étude des mécanismes de conciliation des réseaux parentaux de régulation des gènes semble essentielle pour définir leur rôle dans la variation de l’expression des gènes. Le genre Coffea, composé d’espèces diploïdes pouvant s’hybrider et d’une espèce allotétraploïde C. arabica, constitue un modèle approprié pour cette étude. L’allopolyploïde présente deux sous-génomes homéologues peu différenciés, provenant de l’hybridation de C. eugenioides et C. canephora. A l’inverse de ses espèces parentales qui se caractérisent par des écosystèmes différents et d’amplitude thermique faible, C. arabica se développe en tolérant des variations de température plus importantes. Ce travail a consisté à étudier chez C. arabica les conséquences de l’hybridation sur la variation de l’expression et de la régulation des gènes et à analyser la variation de l’expression des gènes homéologues et son implication dans les capacités adaptatives. L’expression et la régulation des gènes au sein d’hybrides F1 entre C. canephora et C. eugenioides ont été analysées en utilisant la technologie RNA-seq. L’étude de ces hybrides a montré que les espèces parentales se distinguent par une proportion importante de divergences de trans-régulation. Pour 77% des gènes différemment exprimés entre les espèces parentales et les hybrides, le niveau d’expression de l’hybride est comparable à celui de l’une des espèces parentales, c’est le phénomène de «level expression dominance». L’analyse de l’expression allélique spécifique a permis de caractériser la régulation de l’expression des gènes ; les deux allèles sont exprimés, avec exceptionnellement un biais en faveur d’un génome. L’expression des gènes est déterminée par des combinaisons complexes de divergences de cis-régulation des espèces parentales et des effets entrecroisés de leurs facteurs de trans-régulation. Le niveau d’expression des gènes dépend de la sur ou sous-régulation simultanée des deux allèles et en particulier, de l’asymétrie des effets des facteurs de trans-régulation qui semble être à l’origine du phénomène de «level expression dominance». Pour l’allopolyploïde, l’étude de l’expression relative des gènes homéologues à l’échelle du génome a révélé que les gènes homéologues des deux sous-génomes s’inter-régulent et contribuent au transcriptome. Le transcriptome de jeunes feuilles de C. arabica cultivés à deux conditions de températures, chacune convenant à l’une des espèces parentales a été analysé pour étudier la variation de l’expression des gènes homéologues chez C. arabica et son implication dans les capacités adaptatives. La contribution des sous-génomes au transcriptome est faiblement modifiée par les conditions de culture et n’apparait pas directement impliquée dans la capacité de C. arabica à tolérer des amplitudes thermiques plus élevées que les espèces parentales. Ces études ont permis de caractériser la réponse transcriptionnelle à un évènement d’hybridation récent et ancien. Elles mettent en évidence les bases génétiques de la variation de l’expression allélique suite à la fusion des réseaux divergents de régulation des gènes d’espèces parentales. Elles ont permis de proposer un modèle de la régulation de l’expression des gènes homéologues pour C. arabica.Mots clés : allopolyploïdie, hybridation, homéologue, expression allélique spécifique (ASE), cis- trans-régulation, transcriptome, RNA-seq, adaptation, caféier. / Polyploidy is a prominent mode of speciation and a recurrent process during plant evolution. Allopolyploidization, that involves inter-species hybridization and genome doubling, can induce an extensive array of genomic rearrangements and gene expression changes generating plants with new abilities to adaptation. The study of the merger of divergent gene expression regulatory networks seems fundamental to elucidate the role of conciliation processes in the gene expression variations.The genus Coffea that contains diploid species able to hybridize and C. arabica a recent allopolyploid between two low divergent diploid species C. eugenioides and C. canephora, represents an appropriate model for this study. Indeed C. arabica can be grown in regions with marked variations in thermal amplitude while the parental species are less adapted to temperature variations. The aims of the present work are, on one hand, the study of the effects of hybridization on the expression and regulation of genes and on the other hand, the analysis of homeologous gene expression variation in response to changing environment.To examine the immediate effects of hybridization, the expression and regulation of genes in F1 hybrids between C. canephora and C. eugenioides were analyzed by genome-wide RNA-seq technology. Parental species are distinguished by an important proportion of trans-regulatory divergences. In hybrids, among divergently expressed genes between parental species and hybrids, 77% are expressed like one parent (expression level dominance). Gene expression was shown to result from the expression of both alleles, with occasional bias toward one genome. The gene expression patterns appear determined by complex combinations of cis- and trans-regulatory divergences of parental species and by intertwined parental trans-regulatory factors. The gene expression level depends on the simultaneous up and down-regulation of both alleles and the observed biased expression level dominance seems to be derived from the asymmetric effects of trans-regulatory parental factors on regulation of alleles. In the allopolyploid, at the genomic scale, both homeologous genes are also inter-regulated and contribute to the transcriptome.The transcriptome of leaves from C. arabica cultivated at different growing temperatures suitable for one or the other parental species was examined to analyze the variation of homeologous gene expression in variable conditions. The relative subgenome contributions to the transcriptome appear to be only marginally altered by the growing conditions. C. arabica’s ability to tolerate a broader range of growing temperatures than its diploid parents does not result from differential use of homeologs. The transcriptional response after a recent or old hybridization event was characterized by these studies. The genetic bases of the variations in allelic expression after the merger of parental gene expression regulatory networks, were elucidated and a model of regulation of homeologous gene expression in C. arabica is proposed. Keywords : allopolyploidy, hybridization, homeolog, Allelic Specific Expression (ASE), cis- trans-regulation, transcriptome, RNA-seq, adaptation, coffee tree.

La rouille orangée du caféier causée par le champignon biotrophe Hemileia vastatrix (Berk et Br.) est la maladie la plus dévastatrice du caféier (Coffea arabica L.). La résistance à la rouille dans l'espèce allotétraploïde C. arabica semble jusqu'à présent conditionnée principalement par 9 facteurs de résistance majeurs (SH1-SH9), seuls ou en combinaison. Les variétés d'Arabica contenant le facteur de résistance SH3 introgressé d'une espèce de caféier sauvage (C. liberica) ont démontré une résistance durable au champ. L'objectif principal de ce travail était d'étudier l'organisation génomique, l'évolution et la diversité du locus SH3 chez le caféier et parallèlement de développer des outils permettant la validation fonctionnelle des gènes candidats pour la résistance à la rouille. Comme Une carte physique couvrant la région SH3 a tout d'abord été construite chez C. arabica et la position du locus de résistance a été délimitée dans un intervalle de 550 kb. La région a été séquencée chez trois génomes de caféier, Ea et Ca sous-génomes de C. arabica et Cc génome de C. canephora. L'analyse des séquences a révélé la présence d'un nombre variable de membres de la sous-classe CC-NBS-LRR ; ces gènes semblant être exclusivement présents à ce locus chez C. arabica. L'analyse génomique comparative indique que i) l'origine de la plupart des copies SH3-CNL est antérieure à la divergence entre les espèces de Coffea, ii) la copie ancestrale SH3-CNL a été insérée dans le locus SH3 après la divergence entre les Solanales et Rubiales. En outre, les mécanismes de duplication, délétion, conversion génique et de sélection positive semblent être les principales forces qui déterminent l'évolution des membres de la famille SH3-CNL. Différentes approches ont été entreprises pour le clonage des gènes candidats de résistance à la rouille. En parallèle, un protocole très efficace de transformation par Agrobacterium tumefaciens a été développé chez le caféier. Des plantes transgéniques contenant l'un des gènes R candidats ont été produites et acclimatées. Le bio-essai pour évaluer la résistance à H. vastatrix a été mis au point. La mise en place de protocoles efficaces pour le clonage des gènes de résistance et la transformation génétique ouvre la voie à la génomique fonctionnelle en routine chez le caféier. L'amélioration des connaissances sur la diversité des gènes de résistance à la rouille permettra l'optimisation des schémas de sélection pour la résistance durable à cette maladie majeure du caféier. / Coffee leaf rust (CLR) caused by the biotrophic fungus Hemileia vastatrix (Berk and Br.) is the most devastating disease of Arabica coffee (Coffea arabica). Resistance to CLR in its allotetraploid species appears so far conditioned primarily by 9 major resistance factors (SH1-SH9) either singly or in combination. Arabica varieties harboring the SH3 resistant factor introgressed from a wild coffee species (C. liberica) have demonstrated agronomical acceptable durable resistance in field conditions. The main objective of this work was to study the genomic organization, evolution and diversity of SH3 locus in coffee and in parallel to develop tools for functional gene validation of resistance candidate genes to CLR. As the first step, a physical map spanning the SH3 region in C. arabica was constructed and the position of the resistance locus was delimited within an interval of 550 kb. The region was completely sequenced in three coffee genomes, Ea and Ca subgenomes from C. arabica and Cc genome from C. canephora. Sequence analysis revealed the presence of a variable number of members CC subclass of NBS-LRR genes thatappeared to be exclusively present at this locus in C. arabica. Comparative genomic analysis indicated that i) the origin of most of the SH3-CNL copies predates the divergence between Coffea species ii) the ancestral SH3-CNL copy was inserted in the SH3 locus after the divergence between Solanales and Rubiales lineages. Furthermore, duplications, deletions, gene conversion and positive selection appeared as the main forces that drive SH3-CNL evolution. Different approaches have been undertaken to clone candidate genes to CLR. In parallel, a highly efficient and reliable Agrobacterium tumefaciens-mediated protocol was established for coffee. Transgenic plants containing one of the candidate gene were successful produced and acclimated into the greenhouse. The preliminary bioassay against H. vastatrix was achieved. The setting-up of efficient protocols for cloning resistance genes and for genetic transformation paves the way for routine functional genomics in coffee. The better knowledge on CLR resistance gene diversity would allow optimization of breeding schemes for durable resistance to this major coffee disease.

L'acide abscissique (ABA) est une phytohormone universellement conservée dans les plantes terrestres qui coordonne plusieurs aspects de la réponse des plantes au déficit hydrique telles que l'architecture de la racine, la dormance des graines et la régulation de la fermeture des stomates. Un mécanisme de transduction du signal de l'ABA a été proposé incluant des récepteurs intracellulaires (ABA PYR/PYL/RCARs) qui coopèrent avec les phosphatases PP2Cs et des protéines kinases SnRK2 régulant ce système tripartite. Le but de cette étude était d'identifier et de caractériser pour la première fois les gènes orthologues de ce système tripartite chez Coffea. Ainsi, les séquences de protéines d'Arabidopsis, de citrus, du riz, du raisin, de la tomate et de la pomme de terre ont été choisis pour la requête des gènes orthologues dans le Coffee Genome Hub (http://coffee-genome.org/). L'expression différentielle dans les tissus tels que les feuilles, les graines, les racines et les organes floraux a été vérifié par le biais des analyses in silico. L'expression des gènes in vivo a été également réalisée par RT-qPCR dans les feuilles et les racines des clones Conilon de C. canephora tolérant (DT 14, 73 et 120) et susceptibles soumis (ou non) à la sécheresse (DS 22). Les profils d'expression des genes du système tripartite CcPYL-PP2C-SnRK2 ont également été analysés dans des feuilles de C. arabica (Ca) et de C. canephora (Cc) cultivées dans des conditions hydroponiques et soumis à un traitement d´ABA exogène (500 uM). Cette approche a permis l'identification et la caractérisation de 24 gènes candidats (9 PYR/PYL/RCARs, 6 PP2Cs et 9 SnRK2s) dans le génome de Cc. Les motifs protéiques identifiés dans les séquences de café ont permis la caractérisation de ces gènes comme des membres de la famille des récepteurs PYL /RCARs, les phosphatases PP2Cs ou kinase SnRK2 de la voie de réponse dépendante d'ABA. Ces familles ont été fonctionnellement annotés dans le génome de Cc. Les analyses in vivo ont révélées que huit gènes étaient surexprimé en condition de sécheresse dans les feuilles et les racines. Parmi eux, trois gènes codant phosphatases se sont exprimés dans tous les clones (DT et DS), suggèrant qu'ils ont été activés comme une réponse générale face au stress de la sécheresse. Cependant, deux autres gènes de la phosphatase de codage n´ont été surexprimé que dans les clones DT, suggèrant qu'ils constituent les principaux gènes de tolérance à la sécheresse chez ces clones. Les clones DT ont également montré des profils d'expression génique différents pour les cinq autres gènes, renforçant ainsi l'idée que des multiples mécanismes biologiques sont impliqués dans la tolérance à la sécheresse en Cc. En réponse à l´ABA exogène, 17 gènes se sont exprimés dans les feuilles des plantes Cc et Ca. Plusieurs gènes se sont exprimés differament chez le clone DT 14, soit en traitement contrôle ou après 24h de traitement avec ABA. En condition contrôle, cinq gènes se sont surexprimés aussi bien chez le Cc que chez le Ca DT. La kinase CcSnRK2.6 a été soulignée comme un gène exprimé spécifiquement chez le Cc (DT et DS) après 72h de traitement avec ABA. En géneral, on a observé que la voie de signalisation de l'ABA est retardée chez le DS Ca Rubi. Ces preuves moléculaires sont confirmées par des analyses de microscopie montrant que le clone DT 14 était plus efficace dans le contrôle de la fermeture des stomates que d'autres plantes de café en réponse au traitement d´ABA. Tous ces évidences nous aideront à identifier le déterminisme génétique de la tolérance à la sécheresse par la voie de l´ABA, essentielle pour obtenir des marqueurs moléculaires qui pourraient être utiles dans les programmes de sélection du café. / Abscisic acid (ABA) is a phytohormone universally conserved in land plants which coordinates several aspects of the plant response to water deficit such as root architecture, seed dormancy and regulation of stomatal closure. A mechanism of ABA signal transduction has been proposed, evolving intracellular ABA receptors (PYR/PYL/RCARs) interacting with PP2Cs phosphatases and SnRK2 protein kinases regulating this tripartite protein system. The goal of this study was to identify and characterize for the first time the orthologs genes of this tripartite system in Coffea. For this purpose, protein sequences from Arabidopsis, citrus, rice, grape, tomato and potato were chosen as query to search orthologous genes in the Coffee Genome Hub (http://coffee-genome.org/). Differential expression in tissues as leaves, seeds, roots and floral organs was checked through in silico analyses. In vivo gene expression analyses were also performed by RT-qPCR in leaves and roots of drought-tolerant (DT 14, 73 and 120) and drought-susceptible (DS 22) C. canephora Conilon clones submitted (or not) to drought. The expression profiles of the tripartite system CcPYL-PP2C-SnRK2 genes were also analyzed in leaves of C. arabica (Ca) and C. canephora (Cc) plants grown under hydroponic condition and submitted to exogenous ABA treatment (500 µM). This approach allowed the identification and characterization of 24 candidate genes (9 PYL/RCARs, 6 PP2Cs and 9 SnRK2s) in Cc genome. The protein motifs identified in the predict coffee sequences enabled characterize these genes as family’s members of PYL/RCARs receptors, PP2Cs phosphatases or SnRK2 kinases of the ABA-dependent response pathway. These families were functionally annotated in the Cc genome. In vivo analyses revealed that eight genes were up-regulated under drought conditions in both leaves and roots tissues. Among them, three genes coding phosphatases were expressed in all (DT and DS) clones therefore suggesting that they were activated as a general response to cope with drought stress. However, two other phosphatase coding genes were up-regulated only in the DT clones, suggesting that they constitute key-genes for drought tolerance in these clones. The DT clones also showed differential gene expression profiles for five other genes thus reinforcing the idea that multiple biological mechanisms are involved in drought tolerance in Cc. In response to exogenous ABA, 17 genes were expressed in leaves of Cc and Ca plants. Several genes were differentially expressed in the DT clone 14 either in control condition or after 24h with ABA treatment. Under control condition, five genes were higher expressed as in the Cc as in Ca DT plants. The kinase CcSnRK2.6 was highlighted as a gene specifically expressed in the Cc plants (DT and DS) after 72h of ABA treatment. Overall, it was observed that ABA signaling pathway is delayed in the DS C. arabica Rubi. Those molecular evidences corroborated with microscopies analyses which showed that the DT clone 14 was more efficient to control the stomatal closure than other coffee plants in response to ABA treatment. All these evidences will help us to identify the genetic determinism of drought tolerance through ABA pathway essential to obtain molecular markers that could be used in coffee breeding programs

Haïti présente des potentialités de production du café de qualité que les marchés de spécialité recherchent. D’une grande importance dans la vie socio-économique et culturelle des Haïtiens, la caféiculture devient de moins en moins dominante dans l’économie haïtienne depuis des décennies. Face à cette situation, depuis 1999, les producteurs de la région Baptiste s’organisent en coopératives pour faire face aux différents défis de la filière café grâce à l’appui d’une organisation non gouvernementale locale. Ainsi, ce changement se fait dans un contexte de démarche qualité et s’accompagne d’un ensemble d’avantages sociaux, économiques et environnementaux, mais aussi d’inconvénients pour les producteurs de café. En recourant à une approche qualitative s’appuyant sur des observations directes et des entrevues individuelles, ce mémoire analyse ces avantages et inconvénients. Cependant, malgré les incidences positives des coopératives sur les producteurs dans l’organisation de la filière café de qualité, le développement de la filière café de qualité reste encore un défi pour les différents acteurs tant au niveau de la production, de la transformation que de la commercialisation du café. Mots clés : Filière café, coopératives, démarche qualité, marché de spécialité, avantages, inconvénients, producteurs, région Baptiste, Haïti. / Haiti has a great potential for quality coffee production and is therefore attractive for specialty markets. Of great importance in the socio-economic and cultural life of Haitians, coffee farming has however become less and less dominant in the Haitian economy for decades. Given this situation, the producers of the Baptist region are organized since 1999 in cooperatives in order to face the various challenges of the coffee sector with the support of a local non-governmental organization. This change has been made in the context of quality approach and is accompanied by a set of social, economic and environmental benefits, but also disadvantages for coffee producers. Using a quality approach based on individual interviews and observations, this document analyses these avantages and disadvantages. However, despite the positive impact of cooperatives on the producers in the organization of quality coffee chain, the development of quality coffee remains a challenge for the different actors in the production, processing and marketing of coffee. Keywords: Coffee chain, cooperatives, quality approach, specialty market, advantages, disadvantages, producers, Baptiste region, Haiti.

La baisse de la production et la prolifération des maladies engendrées par le changement climatique dans la caféiculture, particulièrement pour Coffea arabica, conduit à chercher de nouvelles pratiques culturales et étudier la réponse adaptative des caféiers aux modifications environnementales. En se basant sur l’importance des composés phénoliques dans la réponse des plantes aux stress et sur la richesse des caféiers en ces composés antioxydants, la réponse adaptative des caféiers cultivés en plein champ a été étudiée en s’intéressant à l’évolution du contenu des feuilles en ces composés dans différentes conditions de culture simulées par un gradient altitudinal, des cultures sous ombrage ou l’obtention de plants greffés. Les analyses biochimiques montrent que certains composés phénoliques s’accumulent dans les feuilles en réponse à la modification d’un paramètre météorologique spécifique. Ainsi, acides chlorogéniques et flavanols sont plus accumulés en cas de sécheresse alors que les flavonols glycosylés s’accumulent sous forte radiation solaire. La comparaison avec C. canephora permet de valider ces marqueurs. Les analyses transcriptomiques indiquent une différence d’expression des gènes de biosynthèse de ces composés suivant le stade de croissance de la feuille. Elles montrent également que la réponse à la lumière passe par la surexpression de nombreux gènes codant des HSP ainsi que ceux impliqués dans la photosynthèse et la glycosylation des flavonoïdes. Enfin, ces résultats montrent l’intérêt, suivant l’altitude, de l’ombrage et du greffage pour la culture de C. arabica. / The decline in production and the proliferation of diseases caused by climate change in coffee growing, especially for Coffea arabica, leads to search new cultural practices and to study the adaptive response of coffee trees to environmental changes. Based on the importance of phenolic compounds in the response of plants to stress and the richness of coffee in these antioxidant compounds, the adaptive response of coffee grown in the field was studied by looking at the evolution of the leaf content in these compounds under different culture conditions simulated by an altitudinal gradient, shaded cultures or obtaining grafted plants. Biochemical analyzes show that certain phenolic compounds accumulate in the leaves in response to the modification of a specific meteorological parameter. Thus, chlorogenic acids and flavanols are more accumulated in case of drought while glycosylated flavonols accumulate under strong solar radiation. The comparison with C. canephora validates these markers. Transcriptomic analyzes indicate a difference in expression of the biosynthesis genes of these compounds according to the stage of growth of the leaf. They also show that the response to light is the overexpression of many genes encoding HSPs as well as those involved in photosynthesis and flavonoid glycosylation. Finally, these results show the interest, according to altitude, of shading and grafting for the cultivation of C. arabica.

Comparés aux monocultures, les systèmes agroforestiers (SAF) sont censés permettre une meilleure efficience d'utilisation de la ressource et améliorer les services écosystémiques. Cependant, la complexité des interactions se produisant dans les SAF rend délicate la quantification et la décomposition des effets des arbres d'ombrage sur la productivité primaire nette (NPP) de la culture principale. Peu de modèles sont capables d'analyser les effets des interactions entre culture principale et arbres d'ombrage sur les échanges de CO2 et d'eau. En effet, les interactions pour la lumière, l'eau et la chaleur se produisant entre culture et arbres d'ombrage peuvent produire des effets contre-intuitifs sur la photosynthèse, l'efficience d'utilisation de la lumière (LUE), l'efficience de transpiration et le microclimat. Nous montrons que MAESPA, un modèle 3D mécaniste, peut-être utilisé pour étudier la variabilité de ces processus à des échelles allant de la plante à la parcelle, et de la demi-heure à l'année entière. MAESPA a simulé de manière satisfaisante l'interception de la lumière dans un SAF à base de caféier composé de 2 couches hétérogènes. Des variables modélisées par MAESPA ont été utilisées pour produire de puissantes variables explicatives dans un dispositif expérimental étudiant les déterminants de la NPP aérienne (ANPP) du caféier. Il a été démontré que LUE était deux fois plus élevée pour les caféiers poussant à l'ombre ce qui compensait totalement la diminution de leurs budgets lumineux, résultant en une absence de différence de ANPP entre caféiers de plein soleil et caféiers d'ombrage. MAESPA a aussi simulé de manière satisfaisante les échanges de CO2 à l'échelle du caféier et à l'échelle de la parcelle, lorsque comparés à des mesures d'échanges gazeux dans des chambres plantes entières ou à des enregistrements de flux turbulents au-dessus de la canopée, respectivement. Nous avons utilisé MAESPA pour simuler la variabilité spatiale de la photosynthèse et de LUE. MAESPA a démontré être un modèle robuste pour quantifier les interactions spatiales dans un SAF. Le prochain développement pertinent de cette approche serait de coupler MAESPA avec un modèle d'allocation du carbone dans les organes des plants de caféiers / Compared to monocultures, agroforestry systems (AFS) are expected to provide enhanced resource-use efficiency and larger ecosystem services. However, due to the complexity of the interactions occurring in AFS, it is challenging to quantify and decompose the effects of shade trees on the main crop net primary productivity (NPP). Few process-based models are able to analyze the interactions between crop and shade trees for carbon and water. Interactions for light, water and energy occurring between tree and crops might have counterintuitive effects on photosynthesis, light use efficiency (LUE), transpiration efficiency and microclimate. We showed that a 3D process-based model, MAESPA, was able to quantitatively describe the spatial variability of those processes from the plant to the plot, and from hourly to yearly timescales. MAESPA simulated satisfactorily light interception in a 2-layer heterogeneous coffee AFS. It was used to produce powerful explanatory variables in AFS experiments and to analyze the determinants of coffee plant NPP. LUE displayed a 2-fold increase for shaded coffee plants totally compensating the expected decrease of local irradiance interception, and coffee plant ANPP was the same below shade trees or in the open. MAESPA also simulated satisfactorily carbon exchange at whole plant and plot scales, when compared to gas exchange records in a whole-plant chamber, or with eddy-covariance records above the canopy. We used MAESPA to simulate the spatial variability of photosynthesis and LUE. Overall, MAESPA proved to be a relevant model to quantify spatial interactions. The next very relevant development would be to couple it to a model of carbon allocation among organs in the coffee plants

Le caféier Coffea arabica var. Laurina, aussi appelé Bourbon Pointu, est apparu à la Réunion suite à une mutation spontanée de la variété Bourbon. Cette mutation Laurina, monolocus et récessive, a des effets pléiotropiques qui différencie le Bourbon pointu du Bourbon. Au niveau morphologique, elle se caractérise par un nanisme, un port pyramidal et une forme pointue de ses graines. A un niveau moléculaire, la teneur des grains en caféine est fortement réduite. Malgré des caractéristiques agronomiques d'intérêt et d'excellentes qualités organoleptiques, peu d'études sont disponibles sur ce mutant naturel. Ce travail a ainsi pour objectif d'étudier la mutation Laurina et d'en caractériser les effets afin de mieux décrire les cascades de réaction mises en place. Il se base sur la comparaison du Bourbon pointu avec sa variété parente Bourbon. Au niveau morphologique, des mesures de croissance végétative ont permis l'analyse et l'explication de la forme pyramidale du mutant. Au niveau histologique, l'étude de l'apex, centre initiateur des organes de surface, et de différents entre-noeuds de l'axe orthotrope a permis d'expliquer l'origine du nanisme en terme de division et d'élongation cellulaire. Des hypothèses quant à l'action de la mutation Laurina sur certaines hormones ont été émises à partir des résultats d'application de gibbérelline exogène. Ces études macro et microscopiques ont été couplées au niveau moléculaire à la recherche de gènes différentiellement exprimés entre les deux variétés. La comparaison des transcriptomes des deux variétés à un stade précoce post-cotylédonaire avait pour but la recherche de gènes candidats impliqués dans les premières cascades de réactions menant aux effets pléiotropiques observés. Le clonage différentiel basé sur la méthode SSH (Hybridation Suppressive Soustractive) couplé à une étape de tri à haut débit (macro-array) a été appliqué à ces fins. L'ensemble des résultats décrit plus précisément les effets pléiotropiques induits par la mutation Laurina. La description précise des effets pléiotropiques de la mutation ouvre des pistes quant à la caractérisation moléculaire de la mutation à travers une approche gène candidat.

Dans ce mémoire, l'auteure s'interroge sur les effets de la migration mexicaine internationale ainsi que sur la division sexuelle du travail. La migration dont il s'agit est celle de milliers de Mexicains délaissant leur famille pour aller s'installer illégalement aux États-Unis pour une période indéterminée. Plus précisément, l'auteure s'intéresse à la migration ayant pour point de départ les communautés caféières du Veracruz ainsi qu'à ses effets sur ces communautés. Réalisée dans une perspective féministe, cette recherche contribue à illustrer que le processus de migration affecte à la fois le travail de reproduction, de production et de participation communautaire des femmes touchées par la migration de leur conjoint. Le départ de ces hommes a en effet un impact direct sur la division sexuelle du travail et, de façon plus globale, sur les rapports sociaux de sexe au sein des maisonnées et localités touchées. En somme, la migration est ici examinée comme facteur de changement social sur le plan local.