L'ambition de cette thèse était de proposer un nouvel élan pour la création variétale chez la vigne, incluant les connaissances et les derniers outils de la recherche. En effet, la viticulture française comme d'autres filières agricoles doit aujourd'hui faire face à 3 grands défis: la réduction des intrants phytosanitaires (plan Ecophyto 2018), les changements climatiques, et de nouveaux concurrents, notamment les pays du Nouveau Monde. La création variétale, qui a été peu exploitée chez la vigne, peut être une des solutions pour répondre à ces défis.S'appuyant sur un génotypage dense, plusieurs outils et concepts innovants – réunis sous le terme de sélection génomique (GS) – ont vu le jour ces dernières années en sélection animale, qui permettent de prédire les phénotypes des individus seulement génotypés.Afin d'atteindre notre but, nous avons évalué et comparé l'efficacité de la GS et de la sélection assistée par marqueur (SAM) « classique », basée sur la génétique d'association « genome-wide » (GWAS) chez la vigne. Le potentiel théorique des deux méthodes a été évalué dans une étude de simulation, puis sur des données réelles.Nous montrons que la GS est plus pertinente que la SAM « classique » pour prédire les phénotypes et ce pour des caractères complexes et / ou structurés. Cependant la GS couplée aux résultats issus de la GWAS semble être une méthode intéressante lorsque le marquage moléculaire est non limitant. Finalement, nous discutons des conditions d'utilisation de la GS en termes économiques et d'efficacité au cours du temps. Nous proposons trois scénarios fonction de l'investissement de départ et des besoins en termes de création variétale. / The aim of this PhD project was to provide a new impulse for grapevine breeding, applying the latest knowledge and research tools on this species. Indeed, French viticulture, as well as various other agricultural sectors, faces today three major challenges: how to reduce phytosanitary inputs (Ecophyto 2018), impact of climatic changes and new competitors on the market, especially New World countries. Plant breeding in grapevine has not been much exploited until today, but could be a solution to these challenges.Several innovative tools and concepts have seen the light in animal breeding in the last decade. Using high density genome-wide marker information and advanced statistical models, phenotypes can be predicted for individuals that were merely genotyped. The method termed genomic selection (GS) is implementing this type of approach.To achieve our aim, we evaluated and compared the efficiency of GS and “classical” marker-assisted selection (MAS), based on genome-wide association study (GWAS) for grapevine. The theoretical potential of the two methods was evaluated in a simulation study but also on real data.We show that GS is more relevant than “classical” MAS to predict phenotypes of complex and / or structured traits. However, the combination of GS with results from GWAS seems to be of particular interest if the number of molecular markers available is adequate. Finally, we discuss GS implementation in terms of economic aspects and efficiency over time; we propose three scenarios differing by the initial investment required and the breeding objectives to be reached.

Des approches traditionnelles en combinaison avec des méthodes moléculaires et biochimiques ont été utilisées pour étudier les communautés zooplanctoniques de la saline de Sfax. Une dizaine d'espèces ont été identifiées dans 4 bassins de salinité croissante. Les copépodes étaient la composante la plus représentative du compartiment zooplanctonique dans les bassins A5, A16 et C41. Le bassin M2 est monozoïque avec une présence exclusive d'Artemia salina.Nous avons montré le rôle crucial de la salinité dans la distribution des espèces mais nous avons souligné également l’influence, quoique plus faible, d’autres facteurs comme le ratio N:P qui pourrait être liée au mode de vie des animaux et directement aux phytoplancton. La composition en acides gras des copépodes et des Artemia est liée aux facteurs physico-chimiques et biologiques. Grâce à leur teneur en acides gras hautement insaturés, les copépodes et les Artemia peuvent être utilisés comme source alimentaire pour les poissons d'élevage. La phylogénie des copépodes est controversée puisque la structuration génétique de ce groupe n’est pas nettement identifiable. L’existence d’espèces cryptiques au sein des Paracartia grani est supposée mais reste à confirmer. Les facteurs abiotiques ne sont pas impliqués dans ces processus de divergence génétique. Chez Artemia salina, la forte teneur en sel, est un facteur de ségrégation des populations, l’adaptation des artémies à cette condition aboutit à des populations génétiquement distinctes. Un clivage génétique est repéré, il met en évidence une séparation entre les populations vivant dans de fortes teneurs en sel et celles en pleine mer. / Zooplankton community of solar saltern of Sfax. A dozen of species were identified in four ponds of increasing salinity. Copepods were the most abundant group in A5, A16 and C41. M2 is monozoic with an exclusive presence of Artemia salina. Salinity have a crucial role in species distribution, whereas, other factors such as N:P ratio have smaller influence. Fatty acids composition of copepods and Artemia depends on physico-chemical and biological parameters. Owing to their Highly unsaturated fatty acids (HUFAs) composition, copepods and Artemia of the saltern of Sfax can be used as food source for cultured fishes. Copepods phylogeny is controversial because their genetic structure is not clearly identifiable. The existence of cryptic species within Paracartia grani is assumed but should be confirmed. Abiotic factors are not involved in processes of genetic divergence. For Artemia salina, the high salinity, is a factor of population segregation, the adaptation of Artemia in such condition leads to distinct, genetically, population. A genetic divide was identified, it highlights a separation between population living in high salinity and those in the sea.

La résistance aux agents de biocontrôle est un problème majeur dans les cultures du monde entier. Ainsi, le carpocapse du pommier, Cydia pomonella, a développé des résistances contre des traitements répétés au Cydia pomonella granulovirus (CpGV) dans plusieurs pays d’Europe. Ces résistances posent la question de la durabilité de ce type de lutte contre les ravageurs. Ce travail porte sur l’étude de plusieurs aspects des interactions granulovirus/hôtes : en premier lieu, sur l’étude des différences de sensibilité au CpGV entre des colonies d’insectes de laboratoire afin de mieux cerner les mécanismes d’apparition de résistances. Concernant le virus, le génome complet de cinq isolats viraux utilisés au cours de ces travaux a été séquencé et une analyse des gènes positivement sélectionnés a été conduite afin de découvrir de nouveaux gènes potentiellement importants pour la valeur sélective du virus. L’adaptabilité du CpGV à un hôte C. pomonella résistant ainsi qu’à un hôte d’une espèce proche, Cydia molesta a également été étudiée. Enfin, l’efficacité, sur différentes colonies d’insectes, de populations de génotypes viraux mélangées ainsi que de leurs générations successives ont été analysés. Ces études nous ont permis de mettre en évidence une diversité génétique très étendue chez le CpGV ainsi que des phénomènes de co-infections d’une même cellule et de recombinaison. Ainsi, s’il semble impossible de certifier une méthode de biocontrôle d’une efficacité constante, il apparait que les capacités évolutives des virus permettront de supporter des phénomènes de résistance des hôtes. Un suivi annuel afin de permettre une évolution dirigée du virus sera toutefois obligatoire. / Resistance to biocontrol agents is a critical issue worldwide in orchards. Thereby the codling moth Cydia pomonella developed resistances under repeated treatments with Cydia pomonella granulovirus (CpGV) in several European countries. These resistances raise the issue of the durability of such a pest control. This work aims to investigate various aspects of granulovirus/host interactions: first by studying the susceptibility variations to CpGV infection between different laboratory insect colonies in order to assess the mechanisms of resistances apparition; to investigate the virus diversity, complete genomes of five viral isolates used over this work have been sequenced and an analysis of the positively selected genes has been carried out as to come up with new genes potentially important for the fitness of the virus. The adaptability of CpGV to a resistant C. pomonella host as well as to a related specie, Cydia molesta has also been studied. Finally, the efficiency, on different insect colonies, of mixed populations of viral genotypes as well as their successive offspring have been analyzed. These studies allowed highlighting a wide genetic diversity among CpGVs, together with co-infection within cell and recombination phenomenon. Thus, if it seems impossible to certify a biocontrol method with constant efficacy, it appears that the evolutive capacities of viruses will allow overcoming host resistance phenomenon. However, one will need to keep one step ahead from the virus, which means an annual survey to permit a directed evolution of the virus.

Le VIH-1 groupe O (VIH-1/O) est un groupe divergent de VIH-1, endémique au Cameroun, 140 cas ont été identifiés en France depuis 1990. L’objectif de ce travail était d’évaluer l’impact de la diversité du VIH-1/O sur les caractéristiques épidémiologiques, l’évolution naturelle de l’infection et sur la réponse immuno-virologique aux traitements.En France, le recueil de données de suivi uniques portant sur 101 patients ont permis de mettre en évidence que l’évolution naturelle des VIH-1/O était intermédiaire entre celle des VIH-1/M et celle des VIH-2. La résistance aux INNTI des patients VIH-1/O a été confirmée in vivo. La réponse immuno-virologique aux traitements a été comparée entre les VIH-1/O et les VIH-1/M suivis dans des cohortes en France et dans le cadre d’un essai clinique au Cameroun.Une des caractéristiques des VIH-1/O est une CVp significativement plus faible que celle des VIH-1/M avant l’initiation du traitement. Cela n’a pas d’impact sur la survenue de l’indétectabilité, qui est similaire dans les deux groupes après un an de traitement. La réponse immunologique des patients VIH-1/O est globalement proche de celle des patients VIH-1/M en France. Cependant, la comparaison entre deux populations appariés suivis au Cameroun a montré une réponse immuno-virologique plus faible des patients VIH-1/O, sans que cela ait d’impact clinique.La prise en charge des patients VIH-1/O suivant les recommandations mises en place pour les VIH-1/M est donc efficace si elle ne comporte pas d’INNTI. / HIV-1 group O (HIV-1/O) is genetically distinct from HIV-1/M and is endemic in Cameroon while in France 140 HIV-1/O were diagnoses since 1990. The aim of this work was to characterize HIV-1/O epidemiological characteristics, infection natural evolution and immuno-virological response to treatment.In France, based on a large series of 101 HIV-1/O patients, we demonstrated that the natural evolution of HIV-1/O was in between the evolution of HIV-2 and HIV-1/M, but closer to HIV-1/M. We also confirmed in vivo HIV-1/O natural resistance to INNTI treatment. Then, we compared HIV-1/O and HIV-1/M immune-virological response to ARV treatment. In France, we compared data from two cohorts and a clinical trial was performed in Cameroun. One of the HIV-1/O characteristic is the lower CVp before treatment compared to HIV-1/M in naïve patient. This difference had no impact on the virological responses to cART. The proportion of patients with an undetectable pVL was similar between the two groups one year after the beginning of the treatment. Immunological response was close between HIV-1/O and HIV-1/M in France. But when the two populations were compared in Cameroon, the immunological response to cART was lower for HIV-1/O patients than for HIV-1/M patients, although this diffence didn’t had clinical consequences.HIV-1/O medical care based on HIV-1/M guidelines is highly efficient if the treatment doesn’t include NNRTI treatment.

De nombreuses études mettent en évidence un effet positif de la diversité spécifique sur la productivité des communautés végétales et la biodiversité associée. Mais l’effet de la diversité génétique sur la communauté d’espèces reste encore peu étudié en dépit des rares études montrant un effet positif avec des perspectives d’application dans le domaine de l’amélioration des plantes. C’est dans ce contexte que cette thèse s’interroge sur l’effet de la diversité génétique sur les communautés prairiales et la biodiversité du sol associée. Cette thèse repose sur une situation réelle via un dispositif d’évaluation de mélanges prairiaux installé par et chez un sélectionneur de plantes fourragères. Les résultats majeurs de cette thèse sont un effet positif de la diversité génétique des espèces sur la production de biomasse du mélange, particulièrement lors d’épisodes de sècheresse, et sur l’équilibre d’abondance des espèces. Ces effets positifs semblent être le résultat d’une différenciation de niches des espèces qui est à la base de la complémentarité des espèces en écologie. Il a été mis en évidence une complémentarité temporelle des espèces par une asynchronie des dynamiques de croissance, mais aussi une complémentarité sur l’acquisition de la lumière par des mécanismes de sélection et de plasticité. Enfin, des effets de la diversité génétique ont été observés sur la diversité microbienne avec des rétroactions potentielles sur les plantes. Au vu de ces résultats, il apparait que la diversité génétique occupe une place centrale dans l’assemblage et la structuration des communautés végétales et microbiennes, nous amenant à réfléchir quant à sa valorisation en amélioration des plantes. / Many studies highlight a positive effect of species diversity on plant community productivity and associated biodiversity. But genetic diversity effect on species community is still poorly studied despite the rare studies showing a positive effect with prospects for application in the field of plant breeding. It is in this context that this thesis examines the genetic diversity effect on grassland communities and associated soil biodiversity. This thesis is based on a real situation via an evaluation design of grassland mixtures installed by and in a plants breeding company. The major results of this thesis are a positive effect of the species genetic diversity on mixture biomass production, especially during drought episodes, and on species abundance equilibrium. These positive effects seem to be the result of a niche differentiation of species which is at the basis of species complementarity in ecology. Temporal complementarity of species has been demonstrated by asynchronous growth dynamics, but also by a complementarity for light acquisition via selection and plasticity mechanisms. Finally, genetic diversity effects have been observed on microbial diversity with plants feedbacks. In view of these results, it appears that genetic diversity occupies a central role in the assembly and structure of plant and microbial communities, leading us to consider how it could be integrated into plant breeding program.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Le groupe ‘M. mycoides’ constitue une branche phylogénétique homogène des mycoplasmes regroupant 6 taxons pathogènes des ruminants, responsables pour la plupart de maladies inscrites sur la liste de l’OIE. L’identification taxinomique sur laquelle repose le diagnostic reste délicate à cause de réactions antigéniques et génétiques croisées et d’un manque d’universalité intra-taxon des PCR, notamment pour les taxons Mcc, MmmLC et Mbg7. Une approche par hybridation soustractive sélective a été développée pour 1) appréhender les différences moléculaires entre ces 3 taxons ; 2) analyser globalement la diversité au sein du groupe ‘M. mycoides’ et 3) rechercher de nouveaux marqueurs d’intérêt diagnostique. Nos résultats montrent un important partage de séquences entre ces taxons, MmmLC et Mcc étant très polymorphes par rapport à Mbg7, plus homogène et qui représente une sorte de chimère entre les taxons Mcc et MmmSC. Nos données nous ont permis de développer un test PCR spécifique pour Mcc mais la diversité génétique du groupe ‘M. mycoides’ dépasse les frontières entre taxons rendant difficile et peu pertinente l’identification taxinomique. Un typage des souches en fonction de la virulence indépendamment de l’espèce serait l’approche diagnostique alternative. La faisabilité d’une telle approche a été explorée dans le cas du taxon MmmLC mais aucun critère susceptible de différencier les souches issues de foyers de celles issues de portage dans des troupeaux sans antécédent clinique n’a pu être mis en évidence. Ce continuum génétique entre souches, probablement lié à des transferts génétiques horizontaux, imposera à l’avenir une surveillance globalisée des mycoplasmoses / The ‘M. mycoides’ cluster, a homogenous phylogenetic branch of the Mollicutes, includes 6 taxa which are responsible for diseases in ruminants, most of which are listed by the OIE. Their taxonomic identification, on which current diagnosis is based, is impaired by antigenic and genetic cross-reactivity and by the lack of a universal, intra-taxon PCR assay, especially for the Mcc, MmmLC and Mbg7 taxa. A suppression subtractive hybridization approach was developed to: 1) define molecular differences between these 3 taxa; 2) analyze the overall genetic diversity within the ‘M. mycoides’ cluster and 3) search for new markers useful for diagnosis. Results obtained here showed that several sequences are shared across taxa, with Mcc and MmmLC being very polymorphic compared to Mbg7 which is more homogeneous, representing a sort of chimera between Mcc and MmmLC. From these analyses, a specific PCR assay was designed for Mcc identification but, because of the genetic diversity existing within the ‘M. mycoides’, the taxonomic identification of new strain appears less and less relevant. Instead, regardless of their species, strain typing on the basis of their virulence would offer an alternative approach for diagnosis. We assessed this type of approach for the MmmLC taxon but so far, our attempts to uncover markers that would distinguish pathogenic strains from carrier strains, isolated from herds with no clinical history, have failed. The genetic continuum observed between strains is remnant of horizontal gene transfers and imposes the development of a more global approach for mycoplasmosis surveillance

La gorgone rouge, Paramuricea clavata (Cnidaire, Octocoralliaire), est une espèce sessile, longévive à faible croissance dont les populations présentent une lente dynamique. Cette espèce est caractérisée par une phase larvaire pélagique qui représente l’unique phase de dispersion potentielle au cours du cycle de vie de cette espèce. P. clavata est une espèce clé des assemblages à coralligène de Méditerranée, qui subit les effets combinés des activités de plongée sous-marine et du changement climatique. Dans ce contexte, il était donc fondamental d’approfondir les connaissances sur les traits d’histoire de vie, la biologie et l’écologie de cette espèce. L’objectif de ce travail était d’étudier, à l’aide d’une approche génétique, les facteurs biologiques et écologiques clés qui devraient être importants pour la réponse de l’espèce aux changements environnementaux. Parmi ces facteurs, la dispersion larvaire joue un rôle fondamental dans la dynamique et la connectivité des populations marines. Dans le contexte actuel des fortes pressions anthropiques, la compréhension des degrés de connectivité entre les populations est primordiale pour évaluer le devenir des populations, face au changement climatique, et pour mettre en place des plans de conservation et des réseaux d’aires marines protégées. / The red gorgonian, Paramuricea clavata (Cnidaria, Octocorallia), is a sessile, long-lived and slow growing species which displays slow population dynamics. This species is characterized by a pelagic larval phase that represents the sole potential phase of dispersal during the life cycle of this species. P. clavata is a key species of coralligenous assemblages of the Mediterranean Sea which undergoes the combined effects of diving activities and climate change. In this context, extending the knowledge about life history traits, biology and ecology of the red gorgonian was of fundamental importance. Using a genetic approach, the goal of this work was to study some key biological and ecological factors which should be important for the response of this species to environmental changes. Among these factors, larval dispersal plays a major role in driving marine population dynamics and connectivity. In the current context of strong anthropic pressures, understanding the level of population connectivity is primordial to evaluate population outcome, facing climate change, and to develop conservation plans as well as to design marine reservenetworks.

La forte variation climatique, notamment de la température qui est associée à la distribution altitudinale de certains peuplements d’arbres forestiers peut induire des pressions de sélection divergentes favorisant l’expression de phénotypes différents en fonction de l’altitude. Cette thèse a pour objectif de déterminer si des adaptations locales existent et peuvent être mises en évidence dans un peuplement de mélèze (Larix decidua Mill.) distribué le long d’un gradient altitudinal situé dans les Alpes françaises, à proximité de Briançon. Quatre placettes d’environ 200 mélèzes ont été délimitées à 2300 m, 2000 m, 1700 m et 1350 m d’altitude le long de ce gradient. Une variabilité phénotypique significative a été observée entre ces niveaux altitudinaux pour la plupart des caractères étudiés : circonférence, hauteur de l’arbre, pourcentage d’aubier ainsi que pour toutes les variables microdensitométriques de cernes sauf une (la largeur de cerne). Une analyse de génétique des populations utilisant des marqueurs microsatellites a mis en évidence une faible influence de la dérive génétique sur la diversité génétique et une forte intensité de flux de gènes entre les différents niveaux altitudinaux étudiés. La différenciation génétique inter-altitudes a été estimée à l’aide d’une approche in-situ basée sur les données phénotypiques seules (PST) et comparée à la différenciation observée à l’aide des marqueurs microsatellites (FST). Cette analyse indique que l’hypothèse d’adaptations locales avec l’altitude peut être raisonnablement avancée pour les caractères de hauteur, circonférence, pourcentage d’aubier et densité du bois initial. Au contraire, l’adaptation locale n’apparait pas comme une hypothèse acceptable pour les caractères de largeur de cerne, surface de cerne, largeur du bois final et densité du bois final. / The strong climatic variation, in particular the temperature variation, which is associated with the altitudinal distribution of certain stands of forest trees, can induce different divergent selection pressure favoring altitude-dependent phenotype expression. The aim of the present thesis is to determine if local adaptation exists and can be identified in an European larch stand (Larix decidua Mill.) distributed along an altitudinal gradient located in the French Alps near Briançon. four plots of about 200 larches were delimited at 2300 m, 2000 m, 1700 m and 1350 m along this altitudinal gradient. A significant phenotypic variability was observed between these altitudinal levels for most characters studied: circumference, tree height, percentage of sapwood and for all the annual-ring microdensity variables except one (ring width). A population genetics analysis using microsatellite markers showed a small effect of genetic drift on the genetic diversity but an intensive gene flow between the altitudinal levels studied. The inter-altitudinal genetic differentiation was estimated using an in-situ approach based on phenotypic data only (PST) and compared with the differentiation observed by means of microsatellite markers (FST). This analysis indicates that the assumption of local adaptation with altitude can be reasonably proposed for the characters of height, circumference, percentage of sapwood and earlywood density. On the contrary, the local adaptation does not appear to be an acceptable assumption concerning characters such as ring width, ring surface area, latewood width and latewood density.

La diversité génétique est un élément majeur pour l'évolution des espèces dans un environnement changeant. Chez les isopodes Armadillidium vulgare et Porcellionides pruinosus, l'infection par Wolbachia engendre une féminisation des mâles pouvant entraîner des sex-ratios fortement biaisés en faveur des femelles. Cela réduit la taille efficace des populations infectées qui peut provoquer une réduction de la diversité génétique. Cependant, chez A. vulgare, il existe un maintien de cette diversité qui pourrait être dû à des prévalences trop faibles de Wolbachia pour impacter les populations ou à d’autres facteurs comme par exemple lors de la reproduction un choix préférentiels des mâles pour les femelles génétiques. Un suivi des prévalences de Wolbachia dans des populations naturelles d’A. vulgare a été réalisé sur plusieurs années à partir d’une nouvelle méthode basée sur le génotypage. Les résultats montrent (i) des infections multiples de Wolbachia et (ii) des prévalences faibles pour wVulM, wVulC et wVulP. La présence d'un second facteur féminisant appelé f est suspectée dans de nombreuses populations. A l’échelle individuelle, Wolbachia semble avoir un impact sur le nombre de multi-paternités puisque les femelles génétiques s’accouplent avec plus de mâles que les néo-femelles. Les faibles prévalences de Wolbachia et les accouplements multiples permettent de maintenir une diversité génétique importante au sein des populations d’A. vulgare. Chez P. pruinosus, les prévalences de Wolbachia sont élevées et on observe de forts taux de consanguinité. Cependant, ces taux pourraient également résulter de fluctuations d’effectifs dans ces populations liées à un habitat spécialisé et peu stable. / Genetic diversity is a crucial component for the evolution of species in changing environments. In the isopods Armadillidium vulgare and Porcellionides pruinosus, infection with Wolbachia bacteria causes a feminization of males that could lead to strongly female-biased sex-ratios. This reduces the effective size of infected populations and may result in a decreased genetic diversity. Nevertheless, genetic diversity is known to be maintained in A. vulgare. This might be due to Wolbachia prevalences being too low to impact host populations, or to other factors, as for example males preferentially choosing genetic females for reproduction. Wolbachia prevalence has been monitored over several years in natural populations of A. vulgare using a new genotyping method. The results demonstrate (i) multiple Wolbachia infections and (ii) low prevalences of wVulM, wVulC and wVulP. The presence of a second feminizing factor, called f, is suspected in numerous populations. At the individual scale, Wolbachia seems to have an effect on the number of multiple paternities, since genetic females mate with more males than neo-females. Low Wolbachia prevalence and multiple mating may allow the maintenance of a high genetic diversity in A. vulgare populations. In P. pruinosus, Wolbachia prevalences are high and we observe high consanguinity rates. However, these rates might also result from fluctuations in population size due to a specialized and unstable habitat.