Une analyse du transcriptome d’Arabidopsis thaliana soumis à différents stress biotiques a révélé l’activation de certains membres de la famille CYP76, particulièrement celle de CYP76C2 (≈ 50 fois). La caractérisation fonctionnelle de la famille CYP76, et plus particulièrement celle de CYP76C2 a donc fait l’objet de cette thèse. Après confirmation de l’activation sélective de CYP76C2 en réponse aux pathogènes par qRT-PCR, le phénotype de ses mutants d’insertion et de surexpression a été caractérisé sous différentes conditions d’infection par: Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, P. syringae pv. tomato DC3000 avrRpm1 et par Botrytis cinerea. Afin d’identifier la voie métabolique faisant intervenir CYP76C2, un profilage métabolique ciblé et non ciblé a été entrepris, centré sur le(s) métabolite(s) différentiellement accumulés dans les différents mutants en condition d’infection. Alors que des différences subtiles de sensibilité des mutants de CYP76C2 aux pathogènes semblent confirmer son rôle dans la réponse aux pathogènes, les lignées affectées dans son expression ne présentent pas de phénotypes clairement différents de ceux des plantes sauvages. Une analyse non–ciblée en UPLC-MS (Orbitrap) a permis d’identifier un composé absent dans le mutant cyp76c2 qui pourrait correspondre à un dérivé conjugué en C11, sans que sa structure ne puisse pour l’instant être identifiée (formule brute C17H28O9). CYP76C2 ne semble pas impliqué directement dans la synthèse d’une molécule cruciale pour la mise en place du processus de défense, mais exerce plus probablement une fonction spécialisée ou partiellement redondante de défense ou de détoxication. / A transcriptome analysis of Arabidopsis thaliana subjected to biotic stresses has revealed the activation of members of the CYP76 family, especially of CYP76C2 (≈ 50 times). The functional characterization of CYP76C2, has been the objective of this thesis. After confirmation of the selective activation of CYP76C2 by pathogens, the phenotype of its insertion and overexpressor mutants was characterized under infection by Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, P. syringae pv. tomato DC3000 avrRpm1 and Botrytis cinerea. In order to identify the metabolic pathway involving CYP76C2, targeted and non-targeted metabolic profiling was focused on differentially accumulated compounds in the different mutants after infection. Whereas subtle differences of response of the CYP76C2 mutant lines in response to pathogens seemed to confirm its involvement in response to biotic stress, phenotypes strikingly different from those of wild-type plants were not observed. A non-targeted analysis by UPLC-MS (Orbitrap) identified a compound absent in the cyp76c2 line that may correspond to an oxygenated C11 conjugate (raw formula C17H28O9), but its structure was not identified. CYP76C2 thus does not seem directly involved in the synthesis of a molecule crucial for defense responses, but more likely has a role in the synthesis of a potentially redundant specialized defense compound or in a detoxification process.

L'infection des baies de raisin par le champignon Botrytis cinerea, responsable de la pourriture grise, est fréquente et occasionne des dégâts importants. Pourtant, il semble que la baie dispose de moyens de défense parmi lesquels des protéines PR "Pathogenesis-Related". Chez le Pinot Noir, une chitinase (CHI4D) et une thaumatin-like (TL3) s'accumulent naturellement en grande quantité à partir de la véraison et présentent une activité antifongique contre B. cinerea in vitro. L'objectif de ce travail est de comprendre comment B. cinerea peut se développer sur des baies censées disposer de défenses suffisantes. Pour cela, l'expression spatio-temporelle des ARNm et des protéines CHI4D et TL3 a été suivie respectivement par hybridation in situ et immunohistolocalisation dans les baies, au cours de la maturation, à la suite d'un stress abiotique (UV-C) ou d'un stress biotique (B. cinerea). Dans des baies avant véraison (vertes), n'exprimant naturellement que très faiblement CHI4D et TL3, les ARNm et les protéines s'accumulent en grande quantité après application d'un stress abiotique (UV-C) ou biotique (infection artificielle par B. cinerea). Les protéines CHI4D et TL3 sont localisées au niveau des faisceaux conducteurs ainsi qu'au niveau des tissus proches des sites d'exposition aux UV-C (exocarpe) ou au niveau des sites d'inoculation de B. cinerea, suggérant qu'elles sont impliquées dans la défense de la baie avant véraison. Après véraison, les ARNm et les protéines sont naturellement accumulés au niveau de l'exocarpe et des faisceaux conducteurs qui correspondent à des sites potentiels d'entrée ou de propagation des agents pathogènes. Alors que l'application d'un stress UV-C sur ces baies ne provoque qu'un effet mineur sur l'expression de CHI4D et de TL3, au cours de l'infection par B. cinerea, les quantités de transcrits et de protéines diminuent. A un stade précoce d'infection, la diminution de la quantité des deux protéines est observée en avant du front de propagation du champignon, suggérant une dégradation par des protéases sécrétées par B. cinerea. A un stade d'infection plus avancé, cette diminution s'étend à l'ensemble de la baie. La production hétérologue des protéines CHI4D et TL3 nous a permis de confirmer que CHI4D pouvait être dégradée par des protéases aspartiques sécrétées par B. cinerea. La dégradation de TL3 n'a pas pu être reproduite in vitro. Des tests antigerminatifs effectués in vitro avec les protéines hétérologues n'ont pas permis de mettre en évidence d'effet antifongique malgré la présence d'une activité chitinase pour CHI4D et β-1,3,-glucanase pour TL3. Il est donc possible que ces protéines possèdent des fonctions autres que celles impliquées dans la défense. / Grape berries infection by the phytopathogenic fungus Botrytis cinerea, the causal agent of gray mold, is quite common and causes significant damage. However, it seems that berries have a mechanism of defense, among which are pathogenesis related proteins. In Pinot Noir grape berries, a chitinase (CHI4D) and a thaumatin-like (TL3) protein naturally accrue in large amounts from véraison and show in vitro an antifungal effect against B. cinerea. The aim of this work was to understand how B. cinerea can develop on grape berries that seem to have sufficient defense mechanisms. To do so, the spatio-temporal expression of CHI4D and TL3 mRNAs and proteins in berries was studied respectively by in situ hybridization and immunohistolocalization during maturation, after an abiotic stress (UV-C) or a biotic stress (B. cinerea). Before véraison (green berries) while the expression of CHI4D and TL3 is naturally low, mRNAs and proteins have accumulated in large amounts in berries after UV-C exposition or artificial infection with B. cinerea. CHI4D and TL3 proteins have accumulated around vascular bundles as well as near the sites of UV-C exposition (exocarp) or B. cinerea inoculation, suggesting that before véraison these proteins could be involved in the berry defense. After veraison, mRNAs and proteins naturally accumulate in the exocarp and around vascular bundles that correspond to potential sites of penetration or propagation of pathogenic agents. While the application of UV-C stress on these berries causes only a minor effect on the expression of CHI4D and TL3, during infection by B. cinerea, the amounts of mRNA and proteins decreased. At an early stage of infection, the less amounts of both proteins were observed around the fungus propagation area, suggesting that these proteins could be degraded by B. cinerea secreted proteases. At a more advanced stage of infection, the decrease extended to the entire berry.Production of heterologous CHI4D and TL3 proteins allowed us to confirm that CHI4D could be degraded by aspartic proteases secreted by B. cinerea whereas no degradation of TL3 could be observed in vitro. Both heterologous proteins showed no antifungal effect while a chitinase and a β-1,3-glucanase activities were observed respectively for CHI4D and TL3. It is therefore possible that these proteins have other functions than those involved in the defense.

Thesis (MScAgric)--University of Stellenbosch, 2004. / ENGLISH ABSTRACT: Botrytis cinerea Pers.: Fr., a pathogen of grapevine (Vitis vinifera L.), moves mainly through conidia by air currents in vineyards which are deposited intermittently on the surfaces of leaves, inflorescences and bunches. Little is known about the relationship between the inoculum dosage in air and incidence of Botrytis bunch rot, and how the relationship is influenced by environmental and host factors. To better understand this relationship, information is needed on the period over which conidia have accumulated, the time they are able to survive and remain infectious, time of symptom expression in relation to conidium arrival at the infection court and host surface wetness. The aims of this study were (i) to estimate the amount of viable B. cinerea occurring in air in vineyards, and at different positions on leaves, inflorescences and bunches of grape at different phenological stages, (ii) to determine the relationships between the number of B. cinerea colonies recorded on spore traps placed in the bunch zone of vines and the incidence of B. cinerea recorded from the different tissues, and (iii) to compare the efficacy of fenhexamid on leaves and inflorescences carrying natural B. cinerea inoculum with those inoculated with dry, airborne conidia. Different techniques were used to detect viable Botrytis cinerea in air currents and on plant material obtained from table (cultivars Dauphine and Waltham Cross in Paarl- and Worcester-district) and wine grape (cultivars Chardonnay, Sauvignon Blanc and Merlot in Stellenbosch- and Malmesbury district) vineyards in the Western Cape province during 2001-02 and 2002-03. For four consecutive days during prebloorn, bloom, pea-size, bunch closure, veraison and harvest, sets of Petri dishes with freshly prepared Kerssies' B. cinerea selective medium (spore traps) were left overnight in the bunch zone of vines. Plant material was collected from the vines on the fourth day. Leaves, infloresence and bunches were treated with paraquat to terminate host resistance and to promote the development of the pathogen on the tissues. The B. cinerea inoculum dosage in air, and the incidence at which the pathogen was detected at various positions on leaves and in bunches normally differed between vineyards. However, the various tests revealed that the pathogen generally occurred in a consistent pattern in air in the bunch zone of vines, on leaves and in bunches from all vineyards. The inoculum dosage in air in the bunch zone of the vine was generally highest during prebioom or during bloom, it decreased at pea size and mostly remained at a very low level at the later growth stages. The estimations of viable B. cinerea residing naturally on leaves and in bunches, showed that their amounts depicted levels occurring in air in the bunch zone of the vine. Necrotic leaves occurring early season in vineyards were identified as an important source of secondary inoculum for dispersal to the developing bunches. Latent infections at the various positions in bunches were few at véraison and harvest. However, due to the necrotrophic ability of the pathogen, extensive berry rot (due to berry-to-berry contact) and thus severe bunch rot developed from a single berry that become symptomatic at the base of the pedicel/berry attachment zone. The B. cinerea occupation pattern explains why Botrytis bunch rot develops mostly from the inner bunch and why disease management strategies should concentrate on the bloom to pre-bunch closure stage and on inhibiting B. cinerea development in the inner bunch during the early part of the season. Thus, to effectively reduce B. cinerea in grapevine, preventative applications are recommended to reduce two primary infection events: (a) between budding and pre-bloom to counteract primary leaf infection; (b) during late bloom or early pea size stage, to reduce the amount of the pathogen on leaves and infloresences and to prevent colonisation of floral debris. A third spray can be applied at bunch closure to reduce the amount of B. cinerea at various positions of the inner bunch, especially for cultivars with tight bunches. The efficacy of fenhexamid on leaves and inflorescences carrying natural B. cinerea inoculum was compared with those inoculated with dry, airborne conidia. Shoots were obtained during late bloom from a vineyard (wine grape cultivar Merlot) in the Stellenbosch region. The shoots were divided into two main groups. One group of shoots was left uninoculated, the other shoots were inoculated by dusting with dry B. cinerea conidia in a settling tower. Before inoculation, equal numbers of shoots in each main group was sprayed with fenhexamid, or left unsprayed. Following inoculation and incubation, shoots of each treatment were divided in two equal groups. The one lot of shoots were rinsed in water. The other lot of shoots were immersed in paraquat solution to terminate host resistance and to promote the development of the pathogen from the tissues. For both uninoculated and inoculated shoots, irrespective of fungicide treatment, leaves remained asymptomatic at both the blade and petiole position for the water rinse treatment. No symptom of B. cinerea decay developed at any of the positions on leaves from shoots sprayed with fenhexamid. Spraying of shoots with fenhexamid completely suppressed B. cinerea infection and symptom expression on both uninoculated and inoculated inflorescens. For inoculated shoots, B. cinerea developed from approximately 50% of the laterals in the water rinse treatment. However, inflorescences rinsed in water remained asymptomatic. The laboratory studies showed that fungicides, if applied properly to shoots and bunches under controlled conditions, effectively reduced the amount of B. cinerea at the various positions on leaves and inflorescence, and prevented infection and symptom expression at bloom. However, these goals are not achieved in vineyards where the fungicides are applied by conventional spraying methods. Therefore, more work is needed to evaluate fungicide application techniques by conventional spraying methods for proper fungicide coverage, and the reduction of B. cinerea in bunches. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Botrytis cinerea Pers.: Fr., 'n patogeen van druiwe (Vilis vinifera L.), beweeg hoofsaaklik deur middel van konidia in lugstrome deur die wingerd, en word dan afwisselend op die oppervlakte van die blare, bloeiwyses en trosse gedeponeer. Daar is nog min bekend oor die verhouding tussen die hoeveelheid inokulum in die lug en die voorkoms van Botrytis op die trosse, en hoe die verhouding deur omgewings- en gasheerfaktore beïnvloed word. Ten einde hierdie interaksie beter te verstaan, word inligting benodig oor die tydperk waarin die konidia akkumuleer, die tyd wat hulle oorleef en virulent bly, en die tyd van simptoom-uitdrukking in verhouding tot die verspreiding van die konidia by die infeksie-setel en benatbaarheid van die gasheer-oppervlakte. Die doel van hierdie studie was (i) om die hoeveelheid lewensvatbare B. cinerea wat in die lug voorkom, asook by verskeie posisies op blare, bloeiwyses en trosse by verskillende fenologiese stadiums te kwantifiseer, (ii) om die verhouding tussen die aantal aangetekende B. cinerea kolonies op spoorvangers wat in die trossone van die wingerd geplaas is, en die voorkoms van B. cinerea, aangeteken van verskeie weefsels, te bepaal, en (iii) om die effektiwiteit van fenhexamid op blare en bloeiwyses wat natuurlike B. cinerea inokulum dra, te vergelyk met dié wat met droë, luggedraagde konidia geïnokuleer is. Verskillende tegnieke is gebruik om lewensvatbare Botrytis cinerea in lugstrome en op plantmateriaal van tafeldruiwe (kultivars Dauphine en Waltham Cross In Paarl- en Worcester-distrik) en wyndruiwe (kultivar Chardonnay, Sauvignon Blanc en Merlot in Stellenbosch- en Malmesbury distrik) in wingerde van die Wes-Kaap provinsie gedurende 2001-02 en 2002-03 te kwantifiseer. Petri bakkies met vars voorbereide Kerssies medium, selektief vir B. cinerea (spoorvangers), is vir vier agtereenvolgende dae gedurende vóórblom, blom, ertjiekorrel, trostoemaak, kleurbreek en oes, oornag in die trossone van wingerdstokke in betrokke wingerde, gelaat. Plantmateriaal is op die vierde dag versamel. Blare, bloeiwyses en trosse is met paraquat behandel ten einde die gasheerweerstand af te breek en ontwikkeling van die patogeen op die weefsel te bevorder. B. cinerea inokulum in die lug, en die frekwensie waarby die patogeen op verskeie posisies op blare en in die trosse voorgekom het, het normaalweg tussen wingerde verskil. Die verskeie toetse het getoon dat die patogeen normaalweg in 'n vaste patroon in die lug en die trossones van wingerde, asook op blare en in trosse van alle wingerde voorkom. Die inokulumkonsentrasie in die lug in die trossones van wingerdstokke was normaalweg die hoogste gedurende vóórblom of gedurende blom. Die inokulumdruk het by ertjiekorrel verminder en meestal by 'n 'n baie lae vlak tydens die latere groeistadia gebly. Die bepaling van lewensvatbare B. cinerea wat natuurlik op blare en in trosse gedeponeer is, het getoon dat hul hoeveelhede ooreenstem met vlakke wat in die lug in die trossone van die wingerd voorkom. Nekrotiese blare vroeg in die seisoen is 'n belangrike bron van sekondêre inokulum en speel dus 'n belangrike rol by die verspreiding van Botrytis tussen die ontwikkelende trosse. Latente infeksies by die verskeie posisies in trosse was laag by kleurbreek en oes. Weens die saprofitiese vermoëns van die patogeen, kan uitgebreide korrelvrot (a.g.v. korrel-tot-korrel kontak) en dus ernstige trosvrot, ontwikkel. 'n Enkele korrel kan by die basis van die pedisel/korrel vashegtingsone simptomaties raak, en vandaar na aangrensende korrels versprei. Die B. cinerea kolonisasiepatroon verduidelik waarom Botrytis trosvrot meestal vanaf die binneste tros ontwikkel en waarom siektebeheerstrategieë op die vóórblom- tot blomstadium gekonsentreer moet word, en op die inhibering van B. cinerea ontwikkeling in die binneste tros gedurende die vroeë stadia van die seisoen. Dus, om B. cinerea effektief tydens die twee primêre infeksie stadiums in wingerde te verminder, kan voorkomende toedienings aanbeveel word: (a) tussen knopvorming en vóórblom om primêre blaarinfeksie te verhoed; (b) gedurende láátblom en vroeë ertjiekorrel om die hoeveelheid inokulum op die blare en bloeiwyses te verminder, en die kolonisasie van blomdebris te voorkom. 'n Derde toediening kan tydens trostoemaak aangewend word om B. cinerea by verskeie posisies in die binneste tros te verminder, veral by kultivars met digte trosse. Die effektiwitiet van fenhexamid op blare en bloeiwyses waarop natuurlike B. cinerea inokulum voorkom is vergelyk met dié wat met droë, luggedraagde konidia geïnokuleer is. Lote is vanaf 'n wingerd (wyndruif kultivar Merlot) in die Stellenbosch distrik tydens láátblom verkry en in twee hoofgroepe verdeel. Die een groep lote is geïnokuleer deur droë B. cinerea konidia in 'n afsettingstoring te strooi, terwyl die ander groep nie geïnokuleer is nie. Vóór inokulasie, is die helfte van die lote in elke groep met fenhexamid behandel, terwyl die ander helfte onbehandeld gelaat is. Ná inokulasie en inkubasie, is lote van elke behandeling verder in twee eweredige groepe verdeel. Die een groep lote is in water gespoel, terwyl die ander groep lote in 'n paraquatoplossing gedompel is om die gasheerweerstand te verwyder, en die ontwikkeling van die patogeen vanuit die weefsels te bevorder. Vir die waterspoelbehandeling van beide ongeïnokuleerde en geïnokuleerde lote, ongeag van die fungisiedbehandeling, het die blare asimptomaties by beide die bladoppervlakte en blaarsteelposisie gebly. Geen simptome van B. cinerea verrotting het by emge van die blaarposisies van die lote, met fenhexamid gespuit, ontwikkel nie. Die spuit van die lote met fenhexamid het die B. cinerea infeksie en die simptoomontwikkeling op beide die ongeïnokuleerde en geïnokuleerde bloeiwyses heeltemalonderdruk. By die geïnokuleerde lote, het B. cinerea vanaf ongeveer 50% van die laterale in die waterspoelbehandeling ontwikkel, alhoewel, bloeiwyses wat in water afgespoel is, heeltemal asimptomaties gebly het. Laboratoriumstudies het getoon dat fungisiedes, indien korrek toegedien op lote en trosse onder gekontroleerde toestande, tot effektiewe vermindering van B. cinerea getalle by die verskillende posisies op blare en bloeiwyses lei, en infeksie en simptoomuitdrukking tydens blom voorkom. Weens die feit dat die doelwitte nie behaal kan word in wingerde waar die fungisiede deur konvensionele spuitmetodes toegedien is nie, moet meer studies gedoen word om fungisied toedieningstegnieke, by konvensionele spuitmetodes, VIr deeglike fungisiedbedekking en die vermindering van B. cinerea in trosse, te evalueer.

La pourriture grise est une maladie qui affecte de nombreuses cultures dont la vigne. Elle est provoquée par un complexe de deux espèces fongiques, l’espèce majoritaire Botrytis cinerea et l’espèce minoritaire Botrytis pseudocinerea. Les deux espèces se distinguent par leur sensibilité à certains fongicides notamment au fenhexamid, inhibiteur de la 3-cétoréductase des stérols. Ce fongicide a un spectre d’action restreint aux espèces phylogénétiquement proches du genre Botrytis (Sclerotinia et Monilinia fructicola). Son utilisation a conduit à la sélection de souches résistantes parmi lesquelles on distingue trois phénotypes : le phénotype HydR1 correspond à l’espèce B. pseudocinerea naturellement résistante ; les phénotypes HydR2 et HydR3 correspondent à l’espèceB. cinerea ayant acquis la résistance suite à l’introduction du fongicide. L’objet de cette thèse est l’étude des phénotypes HydR1 et HydR2 présents à de faibles, voire très faibles fréquences dans des populations de pourriture grise.Chez B. pseudocinerea (HydR1), nous avons identifié une monooxygénase à cytochrome P450 nommée Cyp684 responsable de la résistance au fenhexamid. Le gène cyp684 montre des polymorphismes (structure et séquence nucléotidique) entre les espèces ainsi qu’une induction par le fenhexamid chez B. pseudocinerea. La comparaison de la séquence du gène cyp684 chez plusieurs espèces de Botrytis et de leurs niveaux de résistance au fenhexamid indique que les acides aminés polymorphes de la protéine Cyp684 sont responsables de la résistance au fenhexamid chez B. pseudocinerea. Le rôle connu des monooxygénase à cytochrome P450 dans la métabolisation des xénobiotiques et la synergie entre le fenhexamid et des inhibiteurs de monooxygénases à P450 suggèrent que Cyp684 soit impliqué dans la métabolisation du fenhexamid. Concernant le phénotypeHydR2 de B. cinerea, le mécanisme de résistance reste à identifier. Les souches HydR2 se distinguent par leur phénotype rose dû à un métabolite secondaire nommé bikavérine. Le génotypage réalisé sur les descendantes d’un croisement entre une souche HydR2 et une souche sensible a mis en évidence un lien physique entre le gène ou l’allèle hydR2 et le cluster bikavérine. Afin d’identifier la niche écologique et de comprendre l'épidémiologie de B. pseudocinerea, nous avons développé une méthode de qPCR espèce spécifique, nommée « B. pseudocinerea allele specific PCR » (BpASP). Cet outil permettra de détecter et de quantifier l’espèce B.pseudocinerea dans les populations de Botrytis, selon la saison, la région géographique et les plantes hôtes. / Grey mold is a fungal disease affecting many crops including grapevine. It is generated by a species complex of two fungal species, the major one, Botrytis cinerea, and the minor species, Botrytis pseudocinerea. Both species differ by their sensitivity to several fungicides, in particular to fenhexamid, a potent inhibitor of sterol 3-ketoreductase. This fungicide has a narrow spectrum of activity limited to species closely related to the genus Botrytis (e.g., Sclerotinia and Monilinia fructicola). Fenhexamid applications have led to the selection of resistant strains with three different phenotypes: the HydR1 phenotype corresponds to the naturally resistant species B. pseudocinerea; HydR2 and HydR3 phenotypes correspond to B. cinerea strains that acquired resistance after the introduction of fenhexamid. The topic of this thesis is the study of the phenotypes HydR1 andHydR2 present at low or even very low frequencies in grey mold populations. We identified a cytochrome P450 monooxygenase named Cyp684 responsible for resistance to fenhexamid in B.pseudocinerea (HydR1). The cyp684 gene differs between both species in its gene structure, nucleotide sequence (polymorphisms) and expression. The comparison of cyp684 sequences among different Botrytis species and their resistance levels to fenhexamid indicate the polymorphic amino acids of the Cyp684 protein to be responsible for fenhexamid resistance in B. pseudocinerea. The known involvement of cytochrome P450s in xenobiotic metabolisation and synergy between fenhexamid and P450-inhibitors suggest that Cyp684 could be involved in fenhexamid metabolisation. Concerning the B. cinerea HydR2 phenotype, the resistance mechanism remains to be identified. HydR2 strains have a specific purple pigmentation due to the secondary metabolite bikaverin. Genotyping of progeny derived from a cross between a HydR2 and a sensitive strain revealed aphysical link between the hydR2 gene or allele and the gene cluster involved in bikaverin biosynthesis. In order to identify the ecological niche of B. pseudocinerea and its epidemiological behavior we developed a species-specific qPCR method named “B. pseudocinerea allele specific PCR” (BpASP). This tool will allow detecting and quantifying the species B. pseudocinerea in natural Botrytis populations, collected according to season, geographic origin or plant hosts.

Le fractionnement au pressurage, étape clé de la méthode champenoise, et le type de pressurage, conditionnent de façon significative la composition biochimique du moût et du vin. Le pressurage est fractionné en séparant les premiers moûts extraits, qui constituent la "cuvée", et qui proviennent de la pulpe, partie la plus riche en sucre et en acides (tartrique et malique), des volumes suivants, appelés "tailles", qui sont aussi riches en sucre, en sels minéraux (potassium notamment) et en matières colorantes mais moins acides. Les moûts ont des caractéristiques analytiques bien spécifiques. L’évolution de la composition des moûts au cours du pressurage et la mesure des principaux paramètres analytiques permettant de juger de la qualité de l’extraction ont fait l’objet de quelques études (Valade et Blanck, 1989; Blouin, 1998) sur la base d’un fractionnement volumétrique répondant à un cahier des charges champenois. Toutefois, aucune étude portant sur un large nombre de paramètres, dont les propriétés moussantes, n’avait été entreprise avant ce travail de thèse.Une contamination du raisin par le champignon pathogène Botrytis cinerea (pourriture grise) et l’effet de la maturité du raisin, autres paramètres clés dans l’élaboration du Champagne, ont un impact sur la qualité et la composition des moûts et des vins de base et notamment sur les compositions protéique, polysaccharidique et oligosaccharidique. Les essais ont été réalisés avec 2 pressoirs différents : un pressoir pneumatique industriel (capacité 8000 kg) et un pressoir de laboratoire (capacité 6 kg). Ce travail a été réalisé sur deux cépages : Pinot meunier (millésimes 2013 et 2015) et Chardonnay (millésimes 2014 et 2015). Les analyses suivantes ont été réalisées sur les moûts et vins de base : (i) paramètres œnologiques classiques des moûts et des vins, (ii) isolement et analyse des polysaccharides et oligosaccharides solubles des vins de base, (iii) quantification et identification des protéines solubles des vins de base, (iv) mesure de l’activité protéasique des vins de base (impact de Botrytis cinerea), (v) comparaison de la composition des moûts et des vins issus de raisins sains de deux millésimes : 2013 (pressoir industriel) et 2014 (pressoir de laboratoire).La connaissance de l’état sanitaire et l'optimisation du choix de la date des vendanges en fonction de la maturité sont des outils à la disposition de l’œnologue qui lui permettent d’améliorer la qualité des moûts produits au cours du pressurage et par conséquent celle des vins qui en sont issus. A la suite de cette approche, il serait intéressant de voir dans quelles conditions ces paramètres pourraient être reproduits à grande échelle pour une application industrielle. / Press fractioning is a key step in the Champagne method, and the type of pressing will significantly determine the biochemical composition of the juice and the wine. The first pressed juice obtained in the fractioned pressing cycle, called the “cuvée”, is rich in sugar and acids (tartaric and malic). The second pressed juice, called the “tailles”, is as rich in sugar, mineral salt (potassium in particular) and colorant materials as the first one but less acidic. Must has specific analytical characteristics. The evolution of composition in the must during the pressing cycle and the measure of current analytical parameters, allowing the understanding of grapes extraction, have led to little studies in the Champagne region (Valade et Blanck, 1989; Blouin, 1998). These studies have followed the changes between the Cuvée and the Tailles, according to the rules applied for Champagne production. Nevertheless, no study had considered a large number of parameters, including the foaming properties, before this thesis.The contamination of grapes by the pathogenic Botrytis cinerea (gray mold) and the effect of grape maturity, which are other key parameters in the elaboration of Champagne, have an impact on the quality of must and base wine, especially on proteins, polysaccharides and oligosaccharides. The essays were carried out in two different presses: an industrial automatic press (capacity 8000 kg) and a laboratory press (capacity 6 kg). This study was made on two grape varieties: Pinot meunier (vintages 2013 and 2015) and Chardonnay (vintages 2014 and 2015). The following analyzes were effectuated on must and base wine: (i) determination of current oenological parameters of must and base wine, (ii) isolation and analysis of soluble polysaccharides and oligosaccharides in base wine, (iii) analysis, quantification and identification of soluble proteins in base wine, (iv) quantification of protease activity in base wine (the impact of Botrytis cinerea), (v) comparison of composition of must and base wine from healthy grapes of two vintages: 2013 (industrial press) and 2014 (laboratory press).The knowledge of the sanitary state and the optimization of the harvest date are tools used by oenologist to improve the quality of must, obtained during the pressing cycle, and therefore of wine elaborated from them. Following this study, it could be interesting to examine in which conditions these parameters may be reproduced at a bigger scale for forward industrial applications.

Paraburkholderia phytofirmans souche PsJN est une bactérie endophyte capable d’induire une promotion de croissance de la vigne et de lui conférer une tolérance vis-à-vis des basses températures. Puisque la bactérie PsJN induit également une tolérance de la vigne contre la pourriture grise causée par le champignon Botrytis cinerea, l’objectif de ce travail était de caractériser les mécanismes de la résistance induite par P. phytofirmans suite à une infection par B. cinerea chez la vigne.Nos résultats indiquent que l’inoculation des racines de vitroplants par la bactérie PsJN entraîne des modifications du métabolisme phénolique au niveau des plantules bactérisées. En effet, des tanins d’origine gallique et ellagique sont accumulés au niveau des racines en réponse à PsJN alors qu’une accumulation de lignine a été observée dans la tige et d’anthocyanes dans les feuilles. De même, PsJN induit une résistance contre B. cinerea en potentialisant l'expression de gènes de défense dépendants de l’acide salicylique et de l’acide jasmonique dans les feuilles de vigne. Parallèlement, une accumulation de callose et d’H2O2 a été observée ainsi qu’une meilleure mobilisation des glucides dans les plantules bactérisées, corrélée à une réduction des dommages de l’activité photosynthétique.Suite aux résultats obtenus avec le modèle vitroplant, nous avons optimisé la bactérisation des boutures fructifère et évaluer l’impact de cette bactérie sur la résistance des inflorescences contre B. cinerea. Les résultats présentés dans ce travail permettent d’envisager l’utilisation de la bactérie PsJN comme agent de lutte biologique. / Paraburkholderia phytofirmans strain PsJN is an endophytic beneficial bacterium able to promote the growth of grapevine and to induce the plant resistance to biotic and abiotic stresses. Indeed, the interaction between PsJN and grapevine confers to the grapevine a protection towards cold stress (4 °C), by reducing damages on the photosynthetic system and modulating the carbon metabolism. The PsJN strain also induces a protection against gray mold caused by Botrytis cinerea. In this context, the aim of this work was to better characterize this P. phytofirmans strain PsJN-induced resistance in grapevine against B. cinerea.Our results indicate that the inoculation of in vitro-plantlets roots with PsJN altered the phenolic metabolism in bacterized-plantlets. Gallic and ellagic derived tannins are clearly accumulated in roots of bacterized-plantlets whereas an accumulation of lignin in stems and anthocyanins in leaves was observed. We also showed that PsJN induces a protection against B. cinerea by priming the expression of genes involved in salicylic acid and jasmonic acid pathways. In parallel, an accumulation of callose and H2O2, as well as a better mobilization of carbohydrates in bacterized plantlets were observed. In addition to the defense mechanisms setting up by plants, we demonstrated that PsJN reduces in vitro and in vivo development of B. cinerea, in a dose-dependent manner.Following results obtained with the in vitro-plantlets model, we optimized the protocol of bacterization of grapevine fruiting cuttings by the PsJN strain, and evaluate the impact of the bacteria on to induce the resistance of inflorescences to B. cinerea. Our results provide new insights for the use of PsJN and suggest its commercial use as a biological control agent.

Certains champignons sont très dommageables pour les plantes mais aussi pour la conservation après récolte des produits végétaux. Les restrictions réglementaires concernant l’utilisation des fongicides nécessitent de trouver des solutions alternatives. L'amélioration de la résistance des plantes en utilisant des méthodes physiques, comme les rayonnements UV, peut présenter une alternative prometteuse en association avec d’autres méthodes dans le cadre d’une protection intégrée des cultures. L'objectif de cette thèse a été d’étudier l’effet des rayonnements UV-C sur la sensibilité des plantes aux agents pathogènes. Les rayonnements UV-C ont été appliqués durant la culture, seuls ou en combinaison à des agents de biocontrôle, ou en post-récolte. Les expérimentations ont été menées sur deux espèces végétales : le fraisier et la tomate.Sur fraisier, des traitements UV-C à une dose de 1,70 kJ/m² entraînent une diminution systématique d'environ 20 % de la sensibilité des feuilles à Botrytis cinerea et diminuent jusqu’à 50 % le nombre de feuilles attaquées par Podosphaera aphanis, l’agent causal de l’oïdium. Chez la tomate, la protection des feuilles contre B. cinerea atteint 43 % avec une dose d’UV-C cumulée de 4,0 kJ/m². Ces mêmes traitements UV-C appliqués sur fruits réduisent la sensibilité des fraises vis-à-vis de Rhizopus de 75 % mais aucun effet n’est observé vis-à-vis de B. cinerea. Au contraire, sur fruits de tomate, la sensibilité est diminuée d'environ 63 % contre cet agent pathogène. Parallèlement, des tests biochimiques et gustatifs suggèrent que la qualité des fruits n’est pas significativement améliorée ni altérée par les expositions UV-C. Malgré un effet germicide marqué des rayonnements UV-C sur feuilles de fraisiers, aucun effet bénéfique de l’application de ces rayonnements sur le niveau d’efficacité d’agents de lutte biologique n’a été mis en évidence.Nos observations sont encourageantes pour envisager une utilisation de cette méthode dans un schéma de protection intégrée des cultures. Cependant, une compréhension claire de la façon dont les rayonnements UV-C sont perçus par les plantes et traduits en mécanismes de défense est nécessaire avant que leur utilisation ne soit recommandée sur le terrain. / Some fungi are very damaging during plant cultivation and also in post-harvest storage of products. Regulatory restrictions on fungicide use require alternative solutions. Improving plant resistance using physical methods, such as aplication of UV radiation, can be a promising alternative in association with other methods as part of an integrated pest management strategy. The objective of the present thesis was to study the effect of UV-C aplication on the sensitivity of plants to fungal pathogens. UV-C radiation was applied during plant cultivation, alone or in combination with biocontrol agents, or in post-harvest. Experiments were conducted on two plant species: strawberry and tomato.On strawberry plants, UV-C treatments at 1.70 kJ/m² result in a systematic 20 % decrease in leaves sensitivity to Botrytis cinerea and in a reduction by up to 50 % of the number of leaves infected by Podosphaera aphanis, the causal agent of powdery mildew. In tomato, leaves protection against B. cinerea reaches 43 % with a cumulative dose of 4.0 kJ/m². UV-C treatments applied on fruits reduce the strawberry sensitivity to Rhizopus by 75 % but no effect is observed against B. cinerea. On the contrary, sensitivity against B. cinerea is reduced by 63 % on tomato fruit. Biochemical and taste tests suggest that fruit quality is not significantly improved or altered by UV-C treatment. Despite a marked germicidal effect of UV-C radiation on strawberry leaves, it has no significant effect on the protective efficacy of biocontrol agents.Our observations are encouraging to consider the use of this tool in an integrated crop protection scheme. However, a clear understanding of how UV-C radiations are perceived by plants and their translation into defense mechanisms is necessary before their use is recommended in the field.

Le lion de mer Australien a un cycle de reproduction non-annuel et asynchrone entre les colonies.Contrairement aux autres pinnipèdes, ce système unique offre l’opportunité aux mâles de se reproduiredans plusieurs sites lors d’une saison de reproduction. L’accès des mâles à plusieurs sites dereproduction pourrait contrecarrer le fort degré de structure génétique de population chez les femellesdûe à une fidélité extrême au site de reproduction. J'ai utilisé deux méthodes indépendantes maiscomplémentaires, moléculaire et acoustique, afin d’étudier la structure de la population et le systèmede reproduction. Pour l'analyse moléculaire, j'ai développé une banque de microsatellites spécifiques àl'espèce. Ces marqueurs ont été utilisés pour examiner le flux génétique des mâles dans les différentescolonies de reproduction, le succès reproducteur, et les taux de paternité inter- et intra-colonies. Deplus, j'ai mesuré la variation géographique dans les cris des mâles, ce qui représente une approchealternative pour mesurer les convergences/divergences entre colonies. J'ai montré que si les mâlesprésentent une certaine dispersion entre colonies, elle est limitée à une courte échelle en dépit del’opportunité des mâles de se reproduire dans différents sites. Les analyses acoustiques des cris demâles ont révélé des variations géographiques significatives entre colonies, qui ne reflètent pas lastructure génétique. Les analyses de paternité indiquent un faible taux de polygynie, la majorité desmâles ne produisant qu’un ou deux jeunes par saison. Des stratégies alternatives de reproduction(nomade ou sédentaire) sont présentes dans cette espèce, certains mâles se déplaçant activement entredifférentes colonies proches. Le système de reproduction unique du lion de mer Australien semblefortement influer à la fois les modalités de dispersion, mais aussi la structure de population et lesystème de reproduction. / The Australian sea lion has a non-annual and asynchronous breeding cycle across geographically closecolonies. In contrast to other pinnipeds, this unique reproductive system provides the opportunity formales to breed in different colonies during one breeding cycle. Male mating success across differentcolonies could counteract the high degree of structure driven by extreme site fidelity in females. I usedtwo, independent but complementary methods, molecular and acoustic to investigate their populationstructure and mating system. For molecular analysis I developed a species-specific microsatellitelibrary. These markers were used to examine the extent and rate of male mediated gene-flow acrossbreeding colonies but also to determine the breeding success and paternity both within and acrossspatially close colonies. Also, I investigated the geographical variation in male barking call. Thisrepresents an alternative approach to measure boundaries and relationships between colonies. Malesexhibit dispersal; however, this is limited to remarkably small scale in regards to the high potential fordispersal and opportunity to breed in different colonies. Acoustic analyses of the male barking callsrevealed significant geographical variation across sites; however this observed acoustic variation didnot reflect the genetic structure. Paternity analyses revealed that males display relatively modest ratesof polygyny with the majority of successful males siring only one or two pups per breeding cycle. Thepresence of alternative mating strategies (roaming vs staying) is apparent in this species with somemales actively moving and breeding between close colonies. It appears that the unique breedingbiology of Australian sea lion influences dispersal patterns, population structure and mating system.

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