Le terme de méta-analyse désigne l'analyse statique d'un large ensemble de résultats provenant d'études individuelles pour un même sujet donné. Cette approche est de plus en plus étudiée dans différents domaines, notamment en agronomie. Dans cette discipline, une revue bibliographique réalisée dans le cadre de la thèse a cependant montré que les méta-analyses n'étaient pas toujours de bonne qualité. Les méta-analyses effectuées en agronomie étudient ainsi très rarement la robustesse de leurs conclusions aux données utilisées et aux méthodes statistiques. L'objectif de cette thèse est de démontrer et d'illustrer l'importance des analyses de sensibilité dans le cadre de la méta-analyse en s'appuyant sur l'exemple de l'estimation des émissions de N2O provenant des sols agricoles. L'estimation des émissions de protoxyde d'azote (N2O) est réalisée à l'échelle mondaile par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC). Le N2O est un puissant gaz à effet de serre avec un pouvoir de réchauffement 298 fois plus puissant que le CO2 sur une période de 100 ans. Les émissions de N2O ont la particularité de présenter une forte variabilité spatiale et temporelle. Deux bases de données sont utilisées dans ce travail : la base de données de Rochette et Janzen (2005) et celle de Stehfest et Bouwman (2006). Elles recensent de nombreuses mesures d'émissions de N2O réparties dans le monde provenant d'études publiées et ont joué un rôle important lors des estimations d'émissions de N2O réalisées par le GIEC. Les résultats montrent l'intérêt des modèles à effets aléatoires pour estimer les émissions de NO2 issues de sols agricoles. Ils sont bien adaptés à la structure des données (observations répétées sur un même site pour différentes doses d'engrais, avec plusieurs sites considérés). Ils permettent de distinguer la variabilité inter-sites de la variabilité intra-site et d'estimer l'effet de la dose d'engrais azoté sur les émissions de NO2. Dans ce mémoire, l'analyse de la sensibilité des estimations à la forme de la relation "Emission de N2O / Dose d'engrais azoté" a montré qu'une relation exponentielle était plus adaptée. Il apparait ainsi souhaitable de remplacer le facteur d'émission constant du GIEC (1% d'émission quelque soit la dose d'engrais azoté) par un facteur variable qui augmenterait en fonction de la dose. Nous n'avons par contre pas identifié de différence importante entre les méthodes d'inférence fréquentiste et bayésienne. Deux approches ont été proposées pour inclure des variables de milieu et de pratiques culturales dans les estimations de N2O. La méthode Random Forest permet de gérer les données manquantes et présente les meilleures prédictions d'émission de N2O. Les modèles à effets aléatoires permettent eux de prendre en compte ces variables explicatives par le biais d'une ou plusieurs mesures d'émission de N2O. Cette méthode permet de prédire les émissions de N2O pour des doses non testées comme le cas non fertilisé en parcelles agricoles. Les résultats de cette méthode sont cependant sensibles au plan d'expérience utilisé localement pour mesurer les émissions de N2O. / The term meta-analysis refers to the statistical analysis of a large set of results coming from individual studies about the same topic. This approach is increasingly used in various areas, including agronomy. In this domain however, a bibliographic review conducted by this thesis, showed that meta-analyses were not always of good quality. Meta-analyses in agronomy very seldom study the robustness of their findings relative to data quality and statistical methods.The objective of this thesis is to demonstrate and illustrate the importance of sensitivity analysis in the context of meta-analysis and as an example this is based on the estimation of N2O emissions from agricultural soils. The estimation of emissions of nitrous oxide (N2O) is made at the worldwide level by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). N2O is a potent greenhouse gas with a global warming power 298 times greater than the one of CO2 over a 100 year period. The key characteristics of N2O emissions are a significant spatial and time variability. Two databases are used for this work: the database of Rochette and Janzen (2005) and the one of Stehfest and Bouwman (2006). They collect numerous worldwide N2O emissions measurements from published studies and have played a significant role in the estimation of N2O emissions produced by the IPCC. The results show the value of random effects models in order to estimate N2O emissions from agricultural soils. They are well suited to the structure of the data (repeated observations on the same site for different doses of fertilizers, with several sites considered). They allow to differentiate the inter-site and intra-site variability and to estimate the effect of the rate of nitrogen fertilize on the N2O emissions. In this paper, the analysis of the sensitivity of the estimations to the shape of the relationship "Emission of N2O / N fertilizer dose" has shown that an exponential relationship would be the most appropriate. Therefore it would be appropriate to replace the constant emission factor of the IPCC (1% emission whatever the dose of nitrogen fertilizer) by a variable factor which would increase with the dose. On the other hand we did not identify significant differences between frequentist and Bayesian inference methods. Two approaches have been proposed to include environmental variables and cropping practices in the estimates of N2O. The first one using the Random Forest method allows managing missing data and provides the best N2O emissions predictions. The other one, based on random effects models allow to take into account these explanatory variables via one or several measurements of N2O. They allow predicting N2O emissions for non-tested doses in unfertilized farmer's field. However their results are sensitive to the experimental design used locally to measure N2O emissions.

In der Forschung dient die Hauskatze als Modellspezies für die Entwicklung und Verbesserung assistierter Reproduktionstechniken (ART) für wildlebende Katzenarten, von denen die meisten der 36 Arten auf der Roten Liste für bedrohte Tierarten als gefährdet eingestuft sind. Eine erfolgreich angewandte Methode der ART bei Hauskatzen ist die In-vitro-Produktion von Embryonen. Allerdings gestaltet sich die Übertragbarkeit der Protokolle auf andere Feliden aufgrund speziesspezifischer reproduktionsbiologischer Besonderheiten oft sehr schwierig. Das Ziel dieser Doktorarbeit war daher die Charakterisierung des felinen Oviductins, ein Glykoprotein, welches ausschließlich im Eileiter exprimiert wird und das in mehreren Studien bei anderen Tierarten einen positiven Effekt auf die Interaktion der Gameten, Befruchtung, Teilungsraten und Embryonalentwicklung gezeigt hat. Die feline Oviductinsequenz konnte in der vorliegenden Arbeit vollständig identifiziert werden. Sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene zeigte sich eine zyklusabhängige Expression von Oviductin im Eileiter mit höchsten mRNA-Kopienzahlen bzw. höchster Proteinsynthese während des Östrus. Für funktionelle Studien wurde eine Methode zur Herstellung eines rekombinant exprimierten Oviductins in E.coli etabliert. Die Anwesenheit des rekombinanten Proteins führte zu einer signifikant höheren Spermienbindung an die Zona pellucida feliner Eizellen. Die Zugabe des rekombinanten Proteins während der In-vitro Fertilisation (IVF) hatte keinen Einfluss auf die Teilungs- oder Entwicklungsraten der Embryonen, allerdings zeigten Blastocysten, die sich aus einer IVF mit Oviductin entwickelten, eine signifikant höhere Expression des gap junction protein alpha 1 Gens, was für eine verbesserte Embryonenqualität spricht. / The domestic cat serves as a model to develop and improve assisted reproductive techniques for wild felid species from which most of them are listed on the IUCN Red List of threatened species. In-vitro embryo production is successfully applied for the domestic cat but adaption to other felids, caused by their diversity in reproductive physiology, is often difficult. The biggest challenge is to create an in-vitro environment as near as possible to in-vivo conditions within the oviduct where final maturation of gametes, fertilization and early embryo development occur. Therefore, the aim of this doctoral thesis was to characterize feline oviductin, a glycoprotein which is exclusively expressed in the oviduct. Several functional studies with other species could show an influence of oviductin on gamete interaction, fertilization, cleavage rates and embryo development. In the present work gene sequence of the feline oviductin could be identified. Highest mRNA copy numbers and protein synthesis were detected during oestrus, indicating a cycle-dependent expression of oviductin in the cat. For functional studies, a method for production of recombinant oviductin in E.coli was established. Sperm-zona binding was significantly higher when recombinant oviductin was present. Addition of oviductin during in-vitro fertilization (IVF) had no effect on cleavage, morula rates or blastocyst development. In contrast, in blastocysts developed from IVF with oviductin, we found a significantly higher mRNA expression of gap junction alpha protein 1, suggesting a higher quality of in-vitro produced embryos.

L'Océan Austral est connu pour être la plus vaste zone "High-Nutrient, Low-Chlorophyll" de l'océan mondial. Bien que les concentrations en nutriments (nitrates, phosphates, silicates) soient élevées, le développement du phytoplancton est paradoxalement limité principalement par les faibles concentrations en fer (Martin et al. 1990). Les archipels de Crozet et des Kerguelen, situés dans le secteur Indien de l'océan Austral, constituent deux obstacles topographiques importants à l'écoulement vers l'Est du Courant Circumpolaire Antarctique. L'interaction du courant avec les sédiments des plateaux peu profonds alimente en fer les eaux en aval de ces îles, générant ainsi d'importants blooms phytoplanctoniques (Blain et al. 2007, Pollard et al. 2007). Ceux-ci constituent des laboratoires à ciel ouvert uniques pour étudier la réponse des écosystèmes et l'impact de la fertilisation naturelle en fer sur les cycles biogéochimiques. Cette thèse s'inscrit sans le cadre du projet KEOPS-2. Les isotopes du radium (223Ra, 224Ra, 226Ra et 228Ra), qui constituent de puissants outils pour étudier la circulation océanique et le mélange, sont les principaux outils utilisés ici. Les quatre isotopes du radium ont des périodes radioactives allant de quelques jours à plus d'un millier d'années et sont produits par la décroissance radioactive du thorium dans le sédiment. Ils sont apportés à l'océan par des processus de diffusion et d'advection où ils se comportent comme des traceurs conservatifs de telle manière que la masse d'eau garde la signature de son contact avec les sédiments modulée par la période radioactive des isotopes du radium. Par conséquent, les isotopes du radium ont été utilisés pour (i) tracer l'origine et la dispersion des éléments chimiques - y compris le fer - libérés par les sédiments et (ii) estimer les échelles de temps du transit des eaux de surface depuis les plateaux continentaux vers le large. Les informations acquises avec les isotopes du radium ont été comparées aux informations issues d'outils physiques (flotteurs dérivant de surface et modèle Lagrangien dérivé de l'altimétrie). Premièrement, la comparaison de ces trois méthodes indépendantes - géochimiques et physiques - dans la région de Crozet a permis de valider leur utilisation. Deuxièmement, nous avons montré que le panache de phytoplancton associé aux îles Crozet est alimenté par deux sources différentes d'eau qui ont interagi avec soit le plateau ouest soit le plateau est. Troisièmement, cette approche couplée physique-géochimique a également été utilisée dans la région des Kerguelen et a aidé à contraindre l'origine de la fertilisation en fer dans cette zone. L'observation d'activités significatives de 223Ra et 224Ra dans les eaux de surface à l'est des îles Kerguelen indique que ces eaux ont récemment interagi avec des sédiments peu profonds. La variabilité spatiale de ces activités en surface au sud du Front Polaire (PF) suggère que le passage des eaux et des éléments chimiques à travers ou via le PF peut varier à la fois spatialement et temporellement. Cette voie constituerait donc un mécanisme de fertilisation (en fer et autres micronutriments) du bloom phytoplanctonique qui se développe au large des îles Kerguelen. Ces résultats indiquent que le PF n'agirait donc pas comme une barrière physique aussi forte qu'on le pensait, pour les masses d'eau et les éléments chimiques. Ces conclusions pourraient également s'appliquer à d'autres systèmes de fronts de l'océan mondial. Finalement, j'ai compilé les distributions de 226Ra et de baryum dissous (Ba) au large des îles Crozet et Kerguelen dans le but de fournir des contraintes supplémentaires sur la circulation locale. En particulier, des variations temporelles des rapports 226Ra/Ba dans la phase dissoute ont été observées. Parmi les hypothèses potentielles, on peut évoquer (i) des changements de la circulation ou (ii) un impact des processus biologiques sur les concentrations de Ra et Ba de la phase dissoute. / The Southern Ocean is known to be the largest High-Nutrient, Low-Chlorophyll region of the global ocean. While nutrient concentrations (nitrate, phosphate, silicate) are high, the phytoplankton development is paradoxically limited mostly because of the low dissolved iron concentrations of the Southern Ocean waters (Martin_iron_1990). The Crozet and Kerguelen Archipelagos, located in the Indian sector of the Southern Ocean, constitute two major topographic obstacles to the eastward-flowing Antarctic Circumpolar Current. The interaction of the current with the sediments of the shallow Crozet and Kerguelen plateaus contributes to the supply of iron downstream of these islands, thus leading to large phytoplankton blooms in these regions (Blain et al. 2007, Pollard et al. 2007). These phytoplankton blooms constitute unique open-air laboratories to study the response of the ecosystems and the impact on biogeochemical cycles to natural iron fertilization. This PhD thesis was done in the framework of the KEOPS-2 project. Radium isotopes (223Ra, 224Ra, 226Ra and 228Ra), that are powerful tools to study the ocean circulation and mixing, are the main tools used here. The four natural occurring isotopes display half-lives ranging from a few days to thousands of years and are produced by the decay of particle-bound thorium isotopes in sediments. They are delivered to the open ocean by diffusion and advection processes where they behave as conservative tracers in such a way that the water body keeps the signature of its contact with the sediments modulated by the half-lives of the radium isotopes. Therefore, we used Ra isotopes to (i) investigate the origin and the dispersion of the sediment-derived inputs - including iron - and (ii) to estimate the timescales of the transfer of surface waters between the shelf and offshore waters. We compared the Ra dataset with data acquired using physical tools (surface drifters and Lagrangian model derived from altimetry). Firstly, the use of three independent methods - including geochemical and physical methods - in the Crozet region allowed us to validate each method. Secondly, we show that the Crozet Island phytoplankton plume is fed by two different flows of water that interacted with either the western plateau or the eastern plateau. Thirdly, this physical-geochemical coupled approach was also used in the Kerguelen region and helped us to constrain the origin of the iron fertilization in that area. The observation of 223Ra and 224Ra in surface waters east of the Kerguelen Islands, south of the polar front (PF), indicates that these waters have recently interacted with shallow sediments. The spatial variability observed in the 223Ra and 224Ra distribution in surface waters south of the PF suggests that the input of waters and associated chemical elements across or via the PF - potentially driven by wind stress or eddies - act as sporadic pulses that may highly vary in both space and time. This pathway may thus constitute a mechanism that contributes to fertilizing the phytoplankton bloom with iron and other micronutrients east of the Kerguelen Islands. This finding also suggest that the PF may not act as a strong barrier for surface waters and associated chemical elements, a finding that may also apply for other frontal systems of the world's ocean. Finally, we investigated the 226Ra and barium (Ba) distributions offshore from the Crozet and Kerguelen islands, with the aim to provide additional constraints on the circulation patterns in this area. In particular, we observed temporal changes in the dissolved 226Ra/Ba ratios. Among potential hypothesis, one can invoke (i) changes in the circulation patterns or (ii) the impact of biological processes on the dissolved Ra and Ba concentrations.

La déficience des sols en éléments minéraux, particulièrement le phosphore (P) est une limitation majeure pour la croissance et le développement des légumineuses fixatrices d’azote. L’application des fertilisants phosphatés est une pratique traditionnelles pour satisfaire les besoins des plantes en P. Ainsi, pour tester l’efficacité d'utilisation du P pour la fixation symbiotique de l’azote (FSN) sous déficience en P, plusieurs lignées recombinantes (RILs) de haricot contrastantes dans leurs tolérance au déficit en P ont été utilisées. L’objectif principal de cette étude est d’évaluer l’aptitude de ces RILs pour l’amélioration de la fertilité phosphatée des sols déficients en P et sa relation avec la croissance et la nodulation de la légumineuse. Pour atteindre ces objectifs, des expériences ont été réalisées sous serre et en champs d'agriculteurs. Sous conditions contrôlées (serre) et non contrôlées (champs), les résultats ont montré une diminution du pH des sols associée à une augmentation du P assimilable. Une telle augmentation de la disponibilité du P a eu un effet positif sur la nodulation et la croissance de certaines des RILs testées. Aussi, l’amélioration de l’aptitude de ces RILs à fixer l’azote atmosphérique et l’élévation de la libération des protons H+ par les racines nodulées ont été quantifiés en milieu contrôlé. Ainsi la diminution du pH du sol a permis de réduire l’indisponibilité du P dans la solution du sol en le transformant en une forme directement biodisponible pour ces plantes. En outre, les résultats ont montré des différences significatives entre les différentes RILs en termes de la biomasse aérienne et nodulaire selon les sites d'observation. Nous concluons que, outre leur aptitude de fixation d’azote, l’utilisation efficace du phosphore pour sauver des engrais minéraux et de réduire les risques de pollution et pourrait améliorer la disponibilité des sols P. / The deficiency of soil minerals, particularly phosphorus (P) is a major limitation for growth and development of nitrogen-fixing by legumes. The application of phosphate fertilizers is a traditional practice to meet the needs of plant P. Thus, to test the effectiveness of use of P for symbiotic nitrogen fixation (NSF) under P deficiency, several recombinant inbred lines (RILs) of beans in their contrasting tolerance to P deficiency have been used. The main objective of this study is to assess the ability of these RILs to improve the fertility of soils deficient in phosphorus (P) and its relationship with growth and nodulation of the legume. To achieve these objectives, some experiments were conducted in greenhouses and fields. Under controlled conditions (greenhouse) and uncontrolled conditions (field), the results showed decreasing in soil pH associated with Proton release H+ and P acquisition. The increasing in available P had a positive effect on nodulation and growth of some RILs tested. Also, improving the ability of these RILs to fix atmospheric nitrogen and release H+ by nodulated roots were quantified in a controlled environment. Thus the decreasing in soil pH has reduced the un-availability of P in soil solution by transforming it into a bio-available form to the plants. In addition, the results showed significant differences between RILs in biomass and nodulation as observation in sites. We conclude that, in addition to their ability to fix nitrogen, effective use of phosphorus to save mineral fertilizer and reduce the pollution risks and could improve the availability of soil P.

Student Number : 9402386H - PhD thesis - School of Animal, Plant and Environmental Sciences - Faculty of Science / The upper limit of forest production is constrained by the efficiency of radiation interception and the conversion of carbon dioxide into harvestable products, These processes are limited by water availability and nutrient supply. This study forms part of an international network of experiments aimed at demonstrating the potential yield of a forest species by eliminating water and nutrients as growth-limiting factors. The main aim of this study was to determine the climatic and nutritional controls on the growth of Eucalyptus under a given set of environmental conditions. A field experiement was initiated in the KwaZulu-Natal Midlands, South Africa, to establish the effects of varying levels of water and nutrient availability on the physiological processes controlling tree growth in E. grandis. The experimental design consisted of a control (C), irrigation (I), fertilisation (F), and irrigation and fertilisation (IF) treatments. These treatments aimed to eliminate both water (I and IF) and nutrients (F and IF) as growth-limiting factors. The study focused on three main areas, namely tree-water relations, nutrient dynamics and acquisition, and carbon allocation. Information on these processes was acquired through a combination of field data collection, the application of foliar diagnostic tools, and a modelling approach. The growth of the E.grandis trees in this trial was constrained by poor establishment and management practices. Inadequate vegetation control and vigorous weed growth were a source of competition during the establishment of the seedlings. In addition, the variable seed stock, late fertiliser application and damage from animals resulted in late canopy closure. Consequently, the potential growth of E.grandis at this site could not be determined, and comparisons were made between the different treatments rather than demonstrating maximum growth under optimal conditions. The boimass and nutrient pools were quantified to provide a mid-rotation value of the nitrogen (N) and phosphorus (P) contents contained in the soil, forest floor and above- and below-ground biomass. At age four years, irrigation had a more pronounced effect on growth and biomass accumulation than fertilisation. Increases in diameter, height,, basal area, standing volume and above- and below-ground biomass were observed in response to increased water availability. After four years, the respective totals of the above- and below-ground biomass pools accumulated by the C, I, F and IF treatments were 73, 82, 78 and 85 t ha-1. In irrigated (I and IF) treatments, significantly more above-ground biomass was allocated to the stem, compared to non-irrigated (C and F) trees. The lower root: shoot ratio in fertilised (F and IF) trees indicated that proportionally less mass was allocated to below-ground components compared to non-fertilised (C and I) trees. Irrigated trees accumulated more N and P than non-irrigated trees in above- and below-ground biomass fractions. The 3-PG model has shown considerable potential as a tool for predicting forest productivity. As part of a model validation exercise, 3-PG was applied to this stand. Simulations were run over a two-year period using appropriate initialisation data and a parameter set developed for E.grandis in summer rainfall region of South Africa. The model was validated using observed leaf area index (L) and foliage and above-ground woody biomass, and then used to predict stand volume. The 3-PG model produced accurate predictions of L, foliage and above-ground woody biomass. At four years, the model-predicted L over all treatments ranged from 3.8 to 5.0, in contrast to the observed range of 4.3 to 5.2. Stand volume at four years of age was under-estimated in the non-irrigated treatments. Actual stand volume at this age ranged from 100 to 118 m3 ha-1 across all treatments, compared to model estimates of 82 to 123 m3 ha-1. The 3-PG model can be used as a guide for future research direction, which should focus on a better understanding of nutritional dynamics operatins at a site. Use of a dynamic fertilty rating may improve model predictions and there is a possible scope for improvement in the water-balance component of the model. Results from this study have shown 3-PG to be a robust model by producing accurate predictions of growth under varying levels of resource availability. There is much current interest in predicting the maximum amount of water that can be transpired by Eucalyptus trees. It is possible that industrial waste water may be applied as irrigation water to eucalyptus and it is important ot predict the maximum transpiration rates of these plantations in an attempt to dispose of this contaminate water. A simple model was developed to predict maximum rates of daily transpiration by short-rotation E.grandis plantations experiencing no significant soil water deficits or fertility limitation. Daily sap flow data recorded in a single average tree in the irrigated treatment were used to estimate mean daily canopy conductance. Analysis of daily and seasonal variation in conductance confirmed that solar radiation and vapour pressure deficit are the dominant factors reducing canopy conductance below potential values, when soil water availability is high. A simple canopy conductance model based on these data was then used with the Penman-Monteith equation to predict daily transpiration rates by E.grandis trees at a site situated in Mpumalanga. The modelled transpiration rates agreed well with th oberved daily sap low (R2 = 0.79). The total observed annual sap flow at the Mpumalanga site was equivalent to 1320 mm compared to the modelled value of 1226 mm. Fertilisation is one of the most cost-effective methods of increasing and maintaining the productivity of E.grandis plantations in South Africa. This silvicultural pratice can be optimised by using the foliar nutrient ratios measured in plants at maximum growth as a guideline for fertiliser application. The foiar ratios present at optimum growth are similar across a wide range of plant apecies and can be defined in relation to N. A study was conducted to determine whether the proportions of elements relative to N could be refined specifically for E.grandis through the use of diagnosis and recommendation integrated system (DRIS) norms. The DRIS norms for N, P, potassium (K), calcium (Ca) and magnesium (Mg) wer derived from published studies on E.grandis and compared to targer values recommended by Linder (1995) for optimal growth. The DRIS norms for P and K relative to N corresponded to the target values, but the Ca:N and Mg:N ratios were much higher, indicating luxury consumption of theses elements. A similar trend was observed for foliar nutrient ratios calculated from published data on a wide range of plant species. The DRIS appears useful for diagnosing the nutrient status, provided accurate DRIS norms are used and indices are interpreted correctly. In most cases, the diagnosis made using the DRIS indices was confirmed with the optimal ratio approach. Diagnoses made using these techniques indicated that foliar P and K concentrations were sub-optimal at age four years. The results from this trial suggest that there was an apparent temporal separation of resource limitation experienced at this site. Initially, the trees appeared to be constrained by nutrient availability, whereas water was potentially more limiting to growth than nutrient supply at age four years. However, it is highly unlikely that irrigation of forest species would ever be implemented on a operational scale in this country. Rather than pursuing the potential reponses that could be obtained with unlimited water availability, the forest industry in South Africa would benefit greatly from improved fertiliser recommendations. On the basis of the optimal foliar technique and the DRIS approach, foliar ratios of 100 N: 8 P: 35 K: 2.5 Ca: 4 Mg are suggested for optimal growth of E.grandis trees.

Depuis les années 90, les études portant sur les différentes zones HNLC ont permis d'étudier les effets biologiques et biogéochimiques qu'entrainaient les enrichissements artificiels ou naturels en fer. Il est maintenant bien documenté que l'enrichissement en fer induit des blooms phytoplanctoniques et notamment des blooms de diatomées. En dehors des diatomées, très peu d'informations sont disponibles concernant les autres groupes de protistes et en particulier les protistes hétérotrophes consommateur du phytoplancton. Ce travail a été effectué dans un contexte de fertilisation naturelle en fer, dans la région des îles de Kerguélen (Océan Australe) pendant la campagne KEOPS 2 (Kerguelen Ocean and Plateau compared Study 2) lors de l'initiation du bloom phytoplanctonique et s'est focalisé en particulier sur les protistes hétérotrophes. Des approches moléculaires (tag-pyroséquençages 454) et morphologiques (microscopie) ont été utilisées afin de caractériser la structure des communautés de protistes dans la zone de référence HNLC et dans les différents blooms phytoplanctoniques. l'approche moléculaire a permis (i) de caractériser les communautés de protistes présentes (ii) de mettre en évidence des différences notables entre les structures de protistes dans la région HNLC et la région naturellement enrichie en fer, mais également entre les différents blooms. Les observations microscopiques ont révélé des tendances similaires entre les différentes régions mais aussi des liens significatifs entre les communautés microzooplanctoniques et leurs proies phytoplanctoniques. Les observations microscopiques ont également fournis des valeurs de biomasses des différents compatiments qui ont permis d'estimer le potentiel du microzooplancton en tant que consommateur du phytoplancton ou en tant que source nutritive pour le mésozooplancton. Ce travail représente la première étude caractérisant la communauté des protistes planctoniques dans son ensemble dans un contexte de fertilisation naturelle en fer. / Since the 90s, studies on different HNLC areas allowed to investigated the biological and biogeochemical effects due to artificial or natural iron-enrichment. It is now well documented that iron enrichment induced phytoplankton blooms and more specifically diatom blooms. With the exception of diatoms, very few information is available concerning other protists groups e. g. heterotrophic protists which are consumers of phytoplankton.This work was performed is a natural iron-fertilization context in the Kerguelen Island area (Southern Ocean) during the KEOPS 2 (Kerguelen Ocean and Plateau compared Study 2) cruise at the beginning of the phytoplankton bloom and focused specifically on heterotrophic protists. Molecular (tag-pyrosequencing 454) and morphological (microscopy) approaches were used to characterize the structure of protist communities in the HNLC reference area and in the phytoplankton blooms. The molecular approach allowed (i) to provide a complete picture of the protist communities (ii) to evidence significant differences in protists structures between HNLC and the naturally iron-fertilized area, but also between the different blooms. Microscopic observation revealed similar trends between regions but also significant links between microzooplanctonic communities and their phytoplankton preys. Microscopic observations also provided biomass values from different compartments allowing an estimation of the potential of microzooplankton as phytoplankton consumer or as a nutrient source for mesozooplankton. Above all, this work represents the first study characterizing the global planktonic protists community in the context of natural iron fertilization.

Background: This thesis is based on a randomised controlled trial comparing the effectiveness of intrauterine insemination (IUI) plus Controlled Ovarian Hyperstimulation (COH) versus in vitro fertilisation (IVF) as the first line treatment option for couples with unexplained subfertility. Subfertility of a couple is classed as unexplained when they fail to conceive after one year of regular unprotected intercourse and when all the standard investigations for ovulation, tubal patency and semen analysis have been found to be normal. It affects 30-40% of couples. The age-old methods of treating these couples have included the empirical use of clomiphene or gonadotrophins to correct any possible subtle defects in ovulation with or without IUI (to overcome any existing cervical barrier to natural conception) or IVF. However, the best treatment options for these couples have yet to be determined. The matter has been made even more controversial by the issue of NICE (National Institute for Health and Care Excellence) guidelines in the UK that suggest IUI be abandoned completely for these women in favour of IVF after 2 years of expectant management. A systematic review of the available literature comparing IUI + COH versus IVF for unexplained subfertility revealed limited numbers of available studies and high clinical and statistical heterogeneity among them. An online survey was also conducted among fertility specialists to establish the general consensus regarding management of such couples. The results revealed a lack of agreement among fertility specialists with regards to the first line treatment of couples with unexplained subfertility. The mixed 8 response to this survey demonstrated the ongoing dilemma among practitioners, much of which was due to the lack of robust evidence. A randomised controlled trial was then designed to examine the effectiveness of COH with gonadotrophins + IUI versus IVF as the first line approach to the treatment of unexplained subfertility (Figure 1). This was the first UK-based randomised controlled trial comparing these two first-line management options for unexplained subfertility.

Ce travail consiste en un suivi physico-chimique et biologique d'étangs du Centre-Ouest ivoirien.<br />Son but est de déterminer un mode de gestion optimisant la production piscicole (Oreochromis niloticus , Heterotis niloticus et Heterobranchus isopterus ) compte tenu des contraintes qui pèsent sur les paysans. A la différence des zones périurbaines, l'utilisation d'intrants est très limitée, voire impossible en zone rurale. Les modèles piscicoles sont donc extensifs, la production dépendant exclusivement de la richesse naturelle des étangs.<br />Leurs caractéristiques sont très différentes, chacun présentant une nette individualité. Il existe en fait une grande variabilité géographique (qualité de l'eau du bassin versant) et saisonnière (température, débordements en saison des pluies etc.). Des perturbations exogènes locales et des apports fertilisants plus ou moins importants contribuent à cette diversité. Les caractéristiques communes à tous les plans d'eau sont une température élevée (>23°C) et un pH légèrement acide (≈6).<br />En permettant le développement du périphyton, l'acadja (récif artificiel) favorise la croissance de O. niloticus et H. niloticus . Le périphyton peut représenter une importante ressource nutritive (jusqu'à 35 μg.cm-2 de chlorophylle a ) à condition que le phytoplancton ne soit pas trop abondant. Parmi les fertilisants testés en station pilote, l'urée a donné de bons résultats de production piscicole (3-4 t.ha-1.an-1). Son utilisation a cependant provoqué quelques poussées d'azote ammoniacal (6 mg.l-1) et semble favoriser les proliférations de cyanobactéries.<br />L'alimentation des cichlidés est essentiellement d'origine périphytique et benthique, comme cela ressort de l'inventaire des contenus stomacaux.<br />En tenant compte des connaissances acquises au cours de ce travail, une approche basée sur l'étude du comportement alimentaire des poissons est proposée et des suggestions sont faites concernant des recherches futures : étude des relations entre le plancton, le périphyton et le benthos notamment. Ces résultats devraient ainsi permettre de stimuler efficacement les dynamiques paysannes actuelles.

L'ammoniac atmosphérique (NH3) est principalement émis par l'agriculture. C'est le principal composé alcalin de l'atmosphère et il joue un rôle essentiel dans la chimie de l'atmosphère. Les dépôts humides et secs d'NHx (NH3 + NH4+) ont des effets négatifs directs (toxicité à fortes doses) ou indirects acidification, eutrophisation, baisse de la résistance aux stress) sur les écosystèmes naturels ou cultivés.<br />La plante peut être un puits ou une source d'NH3 pour l'atmosphère. Le sens et l'intensité des échanges dépendant du gradient de concentration entre la cavité sous stomatique et l'air. La concentration en ammoniac dans la cavité sous stomatique appelée aussi point de compensation stomatique pour l'ammoniac est déterminée par la température de la feuille, la concentration en ammoniaque ([NH4+]ap) et le pH du liquide apoplastique. Ces deux derniers paramètres dépendent du métabolisme azoté de la feuille et des diverses entrées et sorties de composés à travers le xylème et le phloème. Jusqu'à présent, seuls des modèles empiriques ont été conçus pour modéliser le point de compensation stomatique pour l'ammoniac.<br />Pour analyser le determinisme du point de compensation pour l'ammoniac, nous avons conçu une expérimentation pour mesurer sa variabilité pour de jeunes plantes de colza en fonction de la nutrition azotée et des conditions jour et nuit. Deux méthodes de mesures ont été utilisées : l'extraction d'apoplaste et la chambre à flux. Les deux méthodes montrent une corrélation positive entre la concentration en ammonium dans la solution nutritive et le point de compensation. Par contre la concentration en nitrate a peu d'influence sur le point de compensation de même qu'une alimentation mixte ammonium et nitrate réduit le point de compensation par rapport a une alimentation a même concentration en ammonium. Le point de compensation mesuré de jour n'est pas significativement différent du point de compensation mesuré de nuit même si il a tendance à être plus fort.<br />Le modèle construit est un modèle a compartiment ; il est couplé à un modèle de continuum sol plante atmosphère donnant des flux d'eau et en particulier la conductance stomatique. Il intègre un modèle de photosynthèse et les principales sources et puits d'ammoniac dans une cellule. Le modèle montre une forte dépendance du point de compensation stomatique du flux d'eau, de la température et de la concentration en ammonium dans le xylème.

L'utilisation de plantes dédiées pour la production d'énergie est souvent présentée comme l'une des solutions pour limiter le réchauffement climatique et contribuer au remplacement des énergies fossiles. La production de biocarburants sera durable si elle contribue à réduire les impacts négatifs de l'agriculture au niveau global (émissions de GES), mais aussi local (lessivage des nitrates, consommation en eau). Les cultures énergétiques doivent satisfaire ces exigences tout en alliant un rendement élevé à l'hectare, afin de limiter la concurrence entre productions alimentaires et non alimentaires. Nous avons orienté la thèse vers la quantification du rôle des organes de réserve de Miscanthus x giganteus dans la nutrition azotée de la plante et l'analyse du cycle interne de l'azote dans la culture, en vue d'une modélisation fonctionnelle de ces processus à long terme. L'approche expérimentale s'appuie sur un essai de longue durée de 3 ans, croisant 2 doses d'azote et 2 dates de coupe. Dans une première partie, nous montrons que les traitements ont différencié la production de biomasse aérienne et la teneur en azote des rhizomes. Les réserves souterraines jouent sur l'accumulation d'azote et de carbone dans les parties aériennes au cours de la croissance le printemps suivant. Il existe des relations linéaires étroites entre les flux d'azote et l'état des organes source d'azote lors des phases de remobilisation de l'azote au printemps et à l'automne. Dans une deuxième partie, nous montrons que ce sont principalement les réserves en azote des parties souterraines avant le redémarrage de la culture qui expliquent les différences de production de biomasse en affectant l'efficience de bioconversion des rayonnements (RUE). Dans une troisième partie, nous mettons en évidence la faible proportion de recouvrement dans la plante de l'azote apporté par la fertilisation, grâce à un traçage au 15N de l'azote apporté. Nous montrons également que le rhizome absorbe en même temps qu'il remobilise. M. giganteus est capable de maintenir un cycle de l'azote conservatif : la quantité d'azote remobilisée à l'automne est du même ordre de grandeur que l'azote remobilisé au printemps. Enfin, nous concluons sur les acquis et questions sur le rôle de la mise en réserve de l'azote dans la nutrition azotée de M. giganteus. Ce rôle est primordial, via les processus de remobilisation et de mise en réserve de l'azote. Il a un impact direct sur la production de biomasse par la culture. Prendre en compte les réserves azotées des organes souterrains est indispensable pour aboutir à une modélisation opérationnelle qui permette de simuler la production de biomasse par la culture et les bilans d'azote sur le long terme.