Les anthocyanes constituent une composante importante de la qualité des fruits rouges, particulièrement pour le raisin noir, et pour la couleur des vins qui en dérivent. La biosynthèse des anthocyanes est déterminée par des facteurs génétiques et affectée par des facteurs environnementaux, notamment la lumière. Pour la plupart des cépages, la pellicule des baies est le tissu principal ou exclusif accumulant les anthocyanes. Notre travail analyse les effets de la lumière et du génotype sur la biosynthèse des anthocyanes. Le matériel végétal que nous avons utilisé était constitué de cépages teinturiers, qui accumulent des anthocyanes dans la pellicule et dans la pulpe, et de populations hybrides. Dix-neuf anthocyanes mono-glycosylées ont été identifiés dans sept tissus colorés du cépage teinturier Yan-73 (V. vinifera). La composition et la concentration en anthocyanes varient selon les organes et le stade de développement. Les anthocyanes de la pellicule incluent principalement les dérivés de la malvidine, alors que les dérivés de la péonidine sont les plus abondants dans la pulpe. Les dérivés de malvidine et de péonidine prédominent dans le rachis, les pédicelles des baies, les limbes foliaires, les nervures et les pétioles, et dans l‘écorce à la base du cep. Les concentrations des anthocyanes dans les pellicules, la pulpe, le rachis et les pédicelles augmentent rapidement à partir de la véraison, ou une semaine après la véraison. Elles sont élevées dans les limbes foliaires jeunes et sénescents, et faibles dans les feuilles en expansion et les feuilles adultes. Elles ne varient pas beaucoup au cours de la saison dans les nervures et les pétioles, ou dans l‘écorce. Les cépages ont pu être distingués selon leur réponse à des traitements d‘exclusion de la lumière imposés de la nouaison à la maturité en entourant les grappes par des boîtes opaques. Le cépage non teinturier ―Gamay‖ à peau rouge accumule très peu d‘anthocyanes dans la pellicule en absence de lumière. Au contraire, les cultivars teinturiers, ‗Yan-73‘ et ‗Gamay Fréaux‘ (mutant teinturier de ‘Gamay’) accumulent des anthocyanes aussi bien dans la pellicule que dans la pulpe et présentent une coloration sombre même en absence de lumière... / Anthocyanins are an important component of red fruit quality, especially for grape berries, and for the color of the wines made from these berries. Anthocyanin biosynthesis is determined by genetic factors and affected by environmental factors, especially sunlight. For most grape cultivars, the berry skin is the main or only tissue accumulating anthocyanins. The present work investigates the effects of light and grape genotype on anthocyanin biosynthesis. We used teinturier grape cultivars (also called dyers, which synthesize anthocyanins in both skin and pulp) and its hybrid population as plant materials. Nineteen monoglucoside anthocyanins were identified in seven colored tissues of the teinturier cultivar Yan-73 (V. vinifera). Anthocyanin composition and concentration varied among grape organs and with developmental stage. Skin anthocyanins were mainly composed of malvidin derivatives, while peonidin derivatives were the most abundant anthocyanins in the pulp. Both malvidin and peonidin derivatives were predominant in rachis, berry pedicels, leaf lamina, vein and petioles, and living bark at the base of the shoot. The concentration of anthocyanins in berry skin, pulp, rachis and pedicels rapidly increased starting from veraison on, or one week after veraison. Anthocyanin concentrations were high in young and senescing leaf lamina and low in expanding and mature lamina. They did not vary much throughout the growing season in the leaf veins and petiole tissues, or in the bark. Grape cultivars could be distinguished by their response to sunlight exclusion treatments imposed from fruit set to maturity by surrounding the clusters with opaque boxes. The red-skinned non-teinturier cultivar Gamay could barely accumulate anthocyanins in berry skin under sunlight exclusion. In contrast, teinturier cultivars, Yan-73 and Gamay Fréaux (teinturier mutant of Gamay) accumulated anthocyanins in both skin and pulp and showed dark color even under sunlight exclusion...

Le développement de variétés productives et adaptées aux conditions de déficit hydrique est toujours au cœur du défi de l'amélioration variétale chez le tournesol. Pour une nouvelle orientation de la sélection, ce travail se propose d'identifier de nouvelles cibles phénotypiques au travers d'une démarche couplant le phénotypage écophysiologique, la modélisation biophysique et la génétique quantitative. Les cibles potentielles ont été identifiées sur la base de leur variabilité génotypique, leur impact sur le rendement, leur héritabilité et leur facilité de mesure. Des paramètres génotypiques du modèle SUNFLO-CLIMATOR relatifs à la phénologie, l'architecture foliaire et l'accès aux réserves hydriques du sol ont été testés. 19 lignées et 125 hybrides ont été phénotypés au champ et sous serre. La structure génétique des populations d'hybrides a permis d'évaluer l'héritabilité des paramètres génotypiques et leur mode de transmission.La date thermique de la floraison a présenté la variabilité génotypique la plus restreinte, mais l'héritabilité la plus élevée (H²=0.78). Ce trait est un bon indicateur de la précocité de la floraison mais peu pertinent pour améliorer la précocité à la maturité. La date de la maturité physiologique a présenté un déterminisme environnemental important et une amélioration de sa représentation dans le modèle est nécessaire. Les traits caractéristiques de l'architecture ont présenté la plus grande variabilité génotypique. Leur héritabilité était par contre peu élevée (0.20 ≤ H² ≤ 0.39). L'interaction des traits architecturaux était plus importante que leur contribution individuelle dans la variabilité de la productivité. Des investigations plus approfondies sur l'interaction des traits d'architecture devraient apporter plus de précision sur la stratégie d'intégration de ces caractères en sélection. L'utilisation du trait, position de la plus grande feuille, A2gen, et surface foliaire de la plus grande feuille, A3gen, en sélection sur valeur propre des lignées, peut cependant déjà permettre une amélioration de l'efficience d'interception des hybrides durant la phase reproductive et particulièrement dans des conditions de déficit hydrique en fin de cycle. Le trait Indice d'extraction de l'eau IEgen caractéristique de la capacité d'extraction de l'eau du sol, constitue le trait le plus prometteur. Il présente une héritabilité élevée (0.77 ≤ H² ≤ 0.83). La réponse du rendement à sa variabilité est linéaire, avec un gain de 0.8 à 1.5 q ha-1 pour une augmentation de 1 % de la teneur en eau minimale d'extraction de l'eau.La recherche de marqueurs moléculaires pour ces paramètres génotypiques d'intérêt peut être faite et dans le but d'une stratégie de sélection assistée par la modélisation biophysique et le marquage moléculaire. / This work was an attempt to assist sunflower breeding program by crop physiology knowledge to sustain and to improve productivity under water deficit. The approach was based on using SUNFLO-CLIMATOR, a biophysical crop modelling to identify the limiting factors to plant productivity. These factors were considered as potential new traits for breeding program. Their assessment for this objective corresponded to four criteria: genotypic variability, impact on plant productivity, heritability and simplified phenotyping method. Thus, traits related to genotypic parameters of three processes were analysed: phenology, architecture and soil water uptake. Their variability was evaluated on field and greenhouse experiments carried out with 19 inbred lines and 125 hybrids. Sensitivity analysis of plant yield, simulated with SUNFLO-CLIMATOR model, was then done to estimate the impact of the parameter variability among the studied genotypes. Quantitative genetic analyses were used to evaluate their heritability and the combining ability of the parental inbred lines.Large phenotypic variability was observed for each parameter with a significant “genotype” effect. Thermal time for flowering displayed high heritability about H² = 0.78. Thermal time to physiological maturity (M3) displayed high environmental effect on its variability. Its genotypic variability would probably need new way of modelling such as the development of a seed growth module. Architectural traits related to canopy size and shape presented also lower heritability (0.20 ≤ H² ≤ 0.39) and their impact on plant productivity depends on their interaction. However the trait position of the largest leaf A2gen and its leaf area A3gen could be yet used to screen the best inbred lines for improving radiation interception efficiency of the hybrids during the grain-filling phase.Root depth is a relevant trait for deeper soil. Its access remains difficult and time consuming. For shallower or medium depth soil, higher water extraction capacity seemed allow higher plant yield with linear relationship about 0.8 – 1.5 q ha-1 more per 1% decrease of soil water content minimal for water extraction. The index of water extraction (IEgen) displayed high value of heritability (0.77 ≤ H² ≤ 0.83). The genotypic parameters A2gen, A3gen, IEgen were confirmed with genetic resources to enhance plant productivity under water deficit. Research for their molecular marker would be a next step for this work and an issue for a new selection assisted by marker molecular and plant modelling.

Nous nous intéressons à desméthodes statistiques pour estimer l'héritabilitéd'un caractère biologique, qui correspond à lapart des variations de ce caractère qui peut êtreattribuée à des facteurs génétiques. Nousproposons dans un premier temps d'étudierl'héritabilité de traits biologiques continus àl'aide de modèles linéaires mixtes parcimonieuxen grande dimension. Nous avons recherché lespropriétés théoriques de l'estimateur du maximumde vraisemblance de l'héritabilité : nousavons montré que cet estimateur était consistantet vérifiait un théorème central limite avec unevariance asymptotique que nous avons calculéeexplicitement. Ce résultat, appuyé par des simulationsnumériques sur des échantillons finis,nous a permis de constater que la variance denotre estimateur était très fortement influencéepar le ratio entre le nombre d'observations et lataille des effets génétiques. Plus précisément,quand le nombre d’observations est faiblecomparé à la taille des effets génétiques (ce quiest très souvent le cas dans les étudesgénétiques), la variance de l’estimateur était trèsgrande. Ce constat a motivé le développementd'une méthode de sélection de variables afin dene garder que les variants génétiques les plusimpliqués dans les variations phénotypiques etd’améliorer la précision des estimations del’héritabilité.La dernière partie de cette thèse est consacrée àl'estimation d'héritabilité de données binaires,dans le but d'étudier la part de facteursgénétiques impliqués dans des maladies complexes.Nous proposons d'étudier les propriétésthéoriques de la méthode développée par Golanet al. (2014) pour des données de cas-contrôleset très efficace en pratique. Nous montronsnotamment la consistance de l’estimateur del’héritabilité proposé par Golan et al. (2014). / We study statistical methods toestimate the heritability of a biological trait,which is the proportion of variations of thistrait that can be explained by genetic factors.First, we propose to study the heritability ofquantitative traits using high-dimensionalsparse linear mixed models. We investigate thetheoretical properties of the maximumlikelihood estimator for the heritability and weshow that it is a consistent estimator and that itsatisfies a central limit theorem with a closedformexpression for the asymptotic variance.This result, supported by an extendednumerical study, shows that the variance of ourestimator is strongly affected by the ratiobetween the number of observations and thesize of the random genetic effects. Moreprecisely, when the number of observations issmall compared to the size of the geneticeffects (which is often the case in geneticstudies), the variance of our estimator is verylarge. This motivated the development of avariable selection method in order to capturethe genetic variants which are involved themost in the phenotypic variations and providemore accurate heritability estimations. Wepropose then a variable selection methodadapted to high dimensional settings and weshow that, depending on the number of geneticvariants actually involved in the phenotypicvariations, called causal variants, it was a goodidea to include or not a variable selection stepbefore estimating heritability.The last part of this thesis is dedicated toheritability estimation for binary data, in orderto study the proportion of genetic factorsinvolved in complex diseases. We propose tostudy the theoretical properties of the methoddeveloped by Golan et al. (2014) for casecontroldata, which is very efficient in practice.Our main result is the proof of the consistencyof their heritability estimator.

Les études longitudinales sur une longue période permettent d’échantillonner plusieurs fois le phénomène étudié et ainsi, avec des mesures répétées, dégager une tendance confirmée. Mais, dès lors, elles produisent de très larges bases de données épidémiologiques accompagnées de plus de sources de bruit par rapport aux études à observation unique ; et souvent, contiennent de la corrélation dans les mesures. Ici, nous avons présenté à travers cette thèse une étude de long terme des facteurs épidémiologiques et génétiques du paludisme menée dans deux cohortes familiales du Sénégal, l’une dans le village de Dielmo suivi pendant 19 années consécutives (1990 – 2008) et l’autre dans le village de Ndiop suivi pendant 16 années consécutives (1993 – 2008). L’objectif de ce travail de thèse a été de développer des méthodes d’analyse statistique pour identifier des gênes de susceptibilité / résistance au paludisme prenant en compte les relations familiales, les mesures répétées et des potentielles interactions génotypes – environnement dans l’évaluation des phénotypes. Par la suite, de tels phénotypes corrigés des facteurs identifiés comme potentielles sources de confusion et/ou de bruit ont été alors utilisés pour les tests de liaison et d’association génétique. Le phénotype principal étudié chez chaque volontaire a été la survenue ou non d’accès palustre, attribué à une infection au parasite Plasmodium falciparum, durant chaque trimestre de présence (PFA). Les études ont été menées de manière indépendante dans chacun des deux villages, de même que les analyses descriptives, l’estimation de la contribution génétique humaine et des effets individuels. Les tests de liaison et d’association génétique ont été réalisés par des méthodes familiales basées sur l’analyse de la transmission d’allèles des parents aux enfants (Transmission Disequilibrium Test). Ces méthodes sont connues pour être robustes par rapport au problème de la stratification de population et donc nous permettent d’augmenter la taille de notre échantillon dans les études de liaison et d’association génétique en analysant les deux villages en même temps. / Long term longitudinal surveys have the advantage to enable several sampling of the studied phenomena and then, with the repeated measures obtained, find a confirmed tendency. However, these long term surveys generate large epidemiological datasets including more sources of noise than normal datasets (e.g. one single measure per observation unit) and potential correlation in the measured values. Here, we studied data from a long-term epidemiological and genetic survey of malaria disease in two family-based cohorts in Senegal, followed for 19 years (1990–2008) in Dielmo and for 16 years (1993–2008) in Ndiop. The main objectives of this work were to take into account familial relationships, repeated measures as well as effect of covariates to measure both environmental and host genetic (heritability) impacts on the outcome of infection with the malaria parasite Plasmodium falciparum, and then use findings from such analyses for linkage and association studies. The outcome of interest was the occurrence of a P. falciparum malaria attack during each trimester (PFA). The two villages were studied independently; epidemiological analyses, estimation of heritability and individual effects were then performed in each village separately. Linkage and association analyses used family-based methods (based on the original Transmission Disequilibrium Test) known to be immune from population stratification problems. Then to increase sample size for linkage and association analyses, data from the two villages were used together.

Le modèle linéaire mixte a été formalisé il y a plus de 60 ans. Celui-ci permet d'estimer un modèle avec des effets fixes équivalents à ceux du modèle linéaire classique et des effets aléatoires. Ce type de modélisation, d'abord utilisé en génétique animale, est depuis quelques années largement utilisé en génétique humaine. Les utilisations de ce modèle sont nombreuses. En effet, il peut être utilisé en étude de liaison, d'association, pour l'estimation de l'héritabilité ou encore dans la recherche d'empreinte parentale et peut s'adapter à des données familiales ou en population.Le but de mon doctorat est d'exploiter différentes méthodes basées sur les modèles mixtes d'abord sur des données génétiques en population puis sur des données génétiques familiales.Dans un premier temps, nous explorons dans ce manuscrit la théorie des modèles linéaires mixtes et leur utilisation en génétique. Nous adaptons aussi certaines méthodes pour les appliquer à notre recherche. Ce travail a donné lieu au développement informatique d'un package R permettant d'utiliser ces modèles dans le cadre des études génétiques.Dans un deuxième temps, nous utilisons les modèles linéaires mixtes pour l'estimation de l'héritabilité dans une étude en population française, l'étude Trois-Cités. Nous disposons dans cette étude des génotypes des tag-SNPs habituellement utilisés dans les études d'association ainsi que des lieux de naissance et de plusieurs traits anthropométriques quantitatifs tels que la taille. L'objectif est alors d'étudier la présence et la prise en compte dans l'analyse de stratification de population dans cette étude. Dans ce manuscrit, nous analysons les coordonnées géographiques des lieux de naissance. Nos résultats mettent en évidence la difficulté pour corriger correctement la stratification de population avec les méthodes classiques dans certains cas. Nous analysons ensuite les traits anthropométriques en particulier la taille dont nous estimons l'héritabilité à 39% dans la population de l'étude Trois-Cités.Dans la dernière partie de ce manuscrit, nous nous concentrons sur les données familiales. Nous montrons le gain d’information que peut apporter ce type de données dans la recherche des variants causaux. Puis, nous explorons l'utilisation des modèles mixtes sur des données familiales en appliquant certaines des méthodes associées dans la recherche de signaux d'association pour la Sclérose en Plaques, une maladie auto-immune, en utilisant un échantillon d’une centaine de familles nucléaires avec au moins deux germains atteints. Nous avons alors mis en évidence l’inadéquation des méthodes classiques basées sur les modèles mixtes à ce type de données. Afin de mieux comprendre ce biais de sélection et de le corriger, plus d’investigations sont nécessaires. / Linear mixed models have been formalized 60 years ago. These models allow to estimate fixed effects, as in the linear models, and random effects. First used in animal genetics, this type of modelling have been widely used in human genetics since a few years. Mixed models can be used in many genetic analysis; linkage and association studies, heritability estimations and Parent-of Origin effects studies for population or familial data.My thesis’ aim is to investigate mixed models based methods, for genetic data in population and, for familial genetic data.In the first part of my thesis, we investigated the mixed model statistical theory and their multiple uses in human genetics. We also adapted methods for our own work. An R package have been created which permits to analyze genetic data in R environment with mixed models.In a second part, we applied mixed models on Three-Cities data, a French longitudinal study, to estimate heritability of several traits. For this analysis, we have access to tag-SNPs typically used in genome-wide association studies, birthplaces and several anthropometric traits. The aim of our study is to analyze presence of population stratification and evaluate methods to correct it. In the one hand, we analyzed birthplace geographic coordinates and showed that the correction for population stratification by classical method is not sufficient in this case. In the other hand, we analyzed anthropometric traits, in particular the height for which we estimated heritability to 39% in Three-Cities study population.In the last part, we focused on family data. In a first work, we exploited familial information in causal variant research. In a second work, we explored mixed models uses for familial data, in particular association study, on Multiple Sclerosis data. We showed that mixed model methods can not be used without taking account the ascertainment scheme: in our data, all families have at least two affected sibs. To understand and correct this phenomenon, more investigations are needed.

Au Canada, les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la deuxième cause de mortalité après le cancer, et l'une des principales causes d'hospitalisation. La prise en charge des individus souffrant de MCV repose sur l'évaluation et le traitement de plusieurs facteurs de risque cardiométabolique, lesquels comprennent le syndrome métabolique, l'activité physique et l'alimentation. L'adoption de saines habitudes de vie, incluant notamment une alimentation équilibrée, demeure la pierre angulaire de la prévention des MCV. En effet, une alimentation riche en fruits et légumes est inversement reliée à l'incidence de MCV. Les biomarqueurs d'exposition à la diète permettent par ailleurs d'étudier l'impact des facteurs alimentaires sur le développement des MCV. Les caroténoïdes plasmatiques, qui sont des biomarqueurs de la consommation de fruits et de légumes, sont associés à la santé cardiométabolique. L'alimentation influence en plus une multitude de facteurs omiques, modulant ainsi le risque de MCV. Les sciences omiques étudient l'ensemble complexe des molécules qui composent le corps. Parmi ces sciences, la génomique, l'épigénomique, la transcriptomique et la métabolomique s'intéressent respectivement à l'étude à grande échelle des gènes, de la méthylation de l'ADN, de l'expression génique et des métabolites. Étant donné qu'un seul type de données omiques ne permet généralement pas de saisir la complexité des processus biologiques, une approche intégrative combinant plusieurs données omiques s'avère idéale afin de déchiffrer la physiopathologie des traits complexes. La biologie des systèmes étudie les interactions complexes des différentes données omiques entre elles, et avec l'environnement ainsi que leur influence sur un trait d'intérêt, tel que la santé. Il existe plusieurs méthodes pour analyser et intégrer des données omiques. La génétique quantitative permet d'estimer les contributions des effets génétiques et environnementaux dans la variance de traits complexes. L'analyse de réseaux de corrélations pondérées permet de mettre en relation un grand nombre de données omiques interreliées avec un trait, comme par exemple un ensemble de facteurs de risque de maladies complexes. L'objectif général de cette thèse est d'étudier l'impact des déterminants omiques sur la relation entre l'alimentation et la santé cardiométabolique. Le premier objectif spécifique, utilisant une approche de la génétique quantitative, est de caractériser l'héritabilité des données omiques et des caroténoïdes plasmatiques ainsi que de vérifier si le lien avec des facteurs de risque cardiométabolique peut être expliqué par des facteurs génétiques et environnementaux. Le deuxième objectif spécifique, utilisant une approche de réseaux de corrélations pondérées, est d'évaluer le rôle des données omiques individuelles et combinées dans la relation entre les caroténoïdes plasmatiques et le profil lipidique. Ce projet de doctorat repose sur l'étude observationnelle GENERATION qui comprend 48 sujets en bonne santé répartis en 16 familles. Toutes les données omiques étudiées et les caroténoïdes plasmatiques ont démontré iii des ressemblances familiales dues, à des degrés divers, à l'effet de la génétique et de l'environnement partagé. La génétique et l'environnement sont également impliqués dans le lien entre la méthylation de l'ADN et l'expression génique ainsi qu'entre les métabolites, les caroténoïdes et les facteurs de risque cardiométabolique. L'utilisation de réseaux de corrélations pondérées a en outre permis de mieux comprendre le système moléculaire interactif qui relie les caroténoïdes, la méthylation de l'ADN, l'expression génique et le profil lipidique. En conclusion, ces travaux basés sur des données omiques individuelles et combinées analysées dans des approches de la génétique quantitative et de réseaux de corrélations pondérées ont mis en lumière la relation entre l'alimentation et la santé cardiométabolique. / After cancer, cardiovascular disease (CVD) is the second leading cause of death and one of the leading causes of hospitalization in Canada. CVD management is based on the assessment and treatment of several cardiometabolic risk factors, which include metabolic syndrome, physical activity, and diet. A healthy lifestyle, including a balanced diet, remains the key to prevent CVD. A diet rich in fruits and vegetables is inversely associated with CVD incidence. Biomarkers of exposure to diet are used to study the impact of dietary factors on the development of CVD. Plasma carotenoids, a biomarker of fruit and vegetable consumption, are associated with cardiometabolic health. Diet also influences a myriad of omics factors, thus modulating CVD risk. Omics sciences study the complex set of molecules that make up the body. Among these sciences, genomics, epigenomics, transcriptomics, and metabolomics consider the large-scale study of genes, DNA methylation, gene expression, and metabolites, respectively. Given that a single type of omics data usually does not capture the complexity of biological processes, an integrative approach combining multiple omics data proves ideal to elucidate the pathophysiology of diseases. Systems biology studies the complex interactions of different omics data among themselves and with the environment on a trait such as health. There are several methods for analyzing and integrating omics data. Quantitative genetics estimates the contributions of genetic and environmental effects to the variance of complex traits such as omics data. Weighted correlation network analysis allows the association of a large number of omics data with a trait such as risk factors for diseases. The general objective of this thesis is to study the impact of omics determinants in the link between diet and cardiometabolic health. The first specific objective, using a quantitative genetics approach, is to characterize the heritability of omics data and plasma carotenoids as well as to check if their link with cardiometabolic risk factors can be explained by genetic and environmental factors. The second specific objective, using a weighted correlation network approach, is to assess the role of individual and combined omics data in the relationship between plasma carotenoids and lipid profile. This project is based on the GENERATION observational study, which includes 48 healthy subjects from 16 families. All omics data studied showed familial resemblances due, to varying degrees, to genetic and common environmental effects. Genetics and environment are also involved in the link between DNA methylation and gene expression, as well as between metabolites, carotenoids, and cardiometabolic risk factors. Moreover, weighted correlation network analysis has provided insight into the interactive molecular system that links carotenoids, DNA methylation, gene expression, and lipid profile. In conclusion, the present study, using approaches from quantitative genetics and weighted correlation network analysis, brought to light the impact of some individual and combined omics data in the link between diet and cardiometabolic health

La dispersion est un trait d'histoire de vie clé pour les processus écologiques et évolutifs dans les populations naturelles. Les dernières recherches se sont notamment focalisées sur les corrélations entre traits comportementaux et la dispersion, ceci afin de mettre en évidence des syndromes comportementaux de dispersion, tout en démontrant la base génétique de la dispersion. Les dispersants ne seraient donc pas une part aléatoire d'une population, mais des individus montrant des stratégies particulières qui augmenteraient leur chances de succès. Cette thèse s'est orientée vers trois objectifs de recherche majeurs. Le premier est la mise en évidence d'une base génétique de la probabilité de disperser dans une population fragmentée de gobe-mouches à collier Ficedula albicollis. Les résultats nous ont montré, au-delà de l'estimation de la base génétique de la dispersion, une distribution spatiale non aléatoire de l'apparentement dans cette population, qui pourrait être dû à des effets génétiques sur les règles de décision de choix de l'habitat. Le deuxième s'intéresse à la corrélation phénotypique et génétique entre le comportement de dispersion natale et le comportement de défense du nid, chez le martinet alpin Tachymarpis melba. Nous avons montré que la dispersion natale et le comportement de défense du nid sont négativement corrélés au niveau phénotypique mais aussi génétique dans ces populations. Enfin, le troisième nous à conduit à tester l'existence de syndromes comportementaux de dispersion, c'est-à-dire si les dispersants présentent un profil comportemental particulier, leur permettant en particulier de coloniser de nouveaux sites, chez le gobe-mouche à collier / Dispersal is a key like history trait for ecological and evolutionary processes in wild population. The last researching particularly focused on the correlation between behavioural trait and dispersal, in order to emphasize the existence of behavioural syndromes of dispersal, and on the estimation of the genetic basis of the dispersal behaviour. Dispersant individuals could not be a random part of the population, but individuals showing particular strategies, that help them to succeed in their dispersal attempt. This thesis has three main aims of research. The first is to show a genetic basis of the dispersal propensity in a fragmented population of collared flycatchers (Ficedulla albicollis). We shown not only the genetic bases of the dispersal, but also a non-random spatial distribution of relationship between individuals in this population, that might be due to genetic effects on the decision rules of habitat choice in this population. The second aim concerns phenotypic and genetic correlation between the natal dispersal and a behavioural trait, the nest-defense behaviour, in the alpin swift (Tachymarpis melba). We shown that natal dispersal and nest-defense behaviour are negatively correlated at a phenotypic level, but also at a genetic level in theses populations. Finally, the third aim attempt to test the existence of behavioural syndrome of dispersal, that is if dispersant individuals have a particular behavioural profile, which enable them to colonize new sites, in the collared flycatcher

La Sclérose En Plaques (SEP) est une maladie multifactorielle résultant de l'interaction de facteurs environnementaux, aujourd'hui inconnus, et de facteurs génétiques. Ces dernières années, la recherche génétique a connu de grandes avancées. En 2011, une importante étude internationale permis d'identifier 57 régions non-HLA de prédisposition à la SEP, expliquant ainsi 17% de sa composante génétique, les 83% restants étant appelés " héritabilité manquante ". Au cours de mon doctorat, j'ai mené ou participé à différents projets dans le but d'identifier cette héritabilité manquante et dont les hypothèses reposaient sur l'augmentation de la taille des échantillons pour augmenter la puissance statistique des études, l'identification des variants causaux des régions génomiques mises en évidence lors des études précédentes, l'étude des régions non investiguées jusqu'à présent et des variants interagissant au sein d'un même réseau biologique et l'étude de charge génétique individuelle. Un des projets auquel j'ai participé a permis d'augmenter le nombre de variants connus associés à la SEP à 110, hors HLA. Cependant, 77% de la composante génétique de la maladie reste encore à identifier. D'autres hypothèses sont à explorer comme par exemple l'identification de variants de prédisposition spécifiques à une sous-population, l'identification de variants de risque localisés dans des régions déjà connues mais qui ne seraient présents que chez les individus non-porteurs des allèles de risque déjà identifiés dans ces régions. Le défi majeur des années à venir sera de corréler les variants de risque à leurs effets fonctionnels et des profils génétiques spécifiques à un phénome SEP exhaustif.

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.

La dispersion est définie comme le mouvement fait par un individu entre son lieu de naissance et le site de sa première reproduction (dispersion natale) ou entre deux sites de reproduction successifs (dispersion de reproduction). Il possède de nombreuses causes (proximales et ultimes) et conséquences (fitness, etc.), peu étudiées à des échelles spatiotemporelles larges. Cette thèse souligne le rôle de la densité, du climat, et des populations considérées, avec une approche dynamique des échanges et un rôle de la migration, sur la dispersion de la Cigogne blanche (Ciconia ciconia) en France. La dispersion influence la survie et la reproduction chez le Cincle plongeur (Cinclus cinclus) et est héritable, ce qui souligne le processus évolutif sous-jacent à l’apparition de ce comportement. Ces travaux recontextualisent le rôle de l’environnement sur la dispersion à une échelle inter-populationnelle, en soulignant les liens avec la migration, ainsi que le contexte évolutif de ce trait. / Dispersal is defined as the movement made by an individual between his birthplace and the site of his first breeding attempt (natal dispersal) or between successive breeding sites (breeding dispersal). It has many causes (proximate and ultimate) and consequences (fitness, etc.), rarely studied in large spatial and temporal scales. This thesis emphasizes the role of density, climate, and populations, with a dynamic approach and the role of migration, on the dispersal of the White Stork (Ciconia ciconia) in France. Dispersal influences survival and reproduction in the White-throated Dipper (Cinclus cinclus) and is heritable, highlighting the underlying evolutionary process of this behavior. This work recontextualized the role of the environment on the dispersal in an inter-population level, as long as the links with migration and the evolutionary context of this trait.