Le but de notre étude était d'évaluer si les marqueurs moléculaire pourrait détecter de façon sensible et pour aider à un diagnostic précoce et améliorer la survie des patients avec CCR. Dans ce travail, nous avons utilisé les méthodes courantes telles que la spectrométrie, la PCR, l’ELISA et PicoGreen® pour évaluer l’ADN circulant, l’intégrité de l’ADN circulante, l’ARN circulant, l’ARNm CA9 sérique, et la protéine CA9 circulant pour le diagnostic ou le suivi des CCR. Le niveau d’ARN sérique et celui d’ARNm CA9 sérique chez les patients atteints de CRCC sont plus élevés que chez les témoins sains. Chez les patients atteints de CRCC, le niveau de l’ARN circulant est indépendant de l’âge, du sexe, du stade TNM, du grade Fuhrman, et de la taille de la tumeur. Le niveau de l’ARNm CA9 sérique est indépendant de l’âge, du sexe et du grade Fuhrman, mais est corrélé au stade TNM, à la présence de métastases et à la taille de la tumeur. Selon nos résultats, l’ARN circulant et l’ARNm CA9 sérique peuvent être utilisés comme biomarqueurs diagnostiques du CRCC. Par spectrométrie et par la méthode PicoGreen®, la moyenne de l’ADN sérique chez les patients atteints de CRCC était plus élevée que chez les témoins sains, mais cette différence n’était pas significative. Nos résultats indiquent que la sensibilité et la spécificité de l’ADN sérique ne sont pas satisfaisantes pour le diagnostic de CCR. En outre, l’intégrité de l’ADN sérique chez les patients atteints de CRCC était meilleure que chez les patients atteints d’oncocytome rénal et que chez les témoins sains. L’intégrité de l’ADN dans le sérum pourrait constituer un marqueur pour le diagnostic de CRCC. Le niveau de la protéine CA9 chez les patients atteints de CRCC métastatique était plus élevé que chez les patients atteints de CRCC localisé et que chez les témoins sains. Le niveau élevé de la protéine CA9 suggère un risque élevé de récidive. La protéine CA9 sérique pourrait être utilisé pour guider le suivi post opératoire et peut être dans l’avenir indiquer un traitement adjuvant précoce des patients du groupe à haut risque de récidive / The aim of our study was to estimate whether molecular markers could detect significantly and help early diagnosis and improved survival of patients with CCR. In this work, we used some methods such as spectrometry, PCR, ELISA and PicoGreen® to evaluate the circulating DNA, the integrity of circulating DNA, the circulating RNA, the mRNA CA9 of serum and the circulating CA9 protein in the diagnosis or monitoring of CCR. The level of RNA and the mRNA CA9 of serum in patients with CRCC are higher than in healthy controls. In patients with CRCC, the level of circulating RNA is independent of age, gender, TNM stage, Fuhrman grade, and tumor size. The level of mRNA CA9 is independent of age, sexe et Fuhrman grade, but is correlated with TNM stage, presence of metastases and tumor size. According to our results, the circulating RNA and mRNA CA9 of serum can be used as diagnostic biomarkers of CRCC. By the spectrometry and the PicoGreen ® method, the average serum DNA in patients with CRCC was higher than in healthy controls, but this difference was not significant. Our results indicate that the sensitivity and specificity of serum DNA is not satisfactory for the diagnosis of CCR. In addition, the integrity of serum DNA in patients with CRCC was better than in patients with renal oncocytoma and also better than in healthy controls. The integrity of DNA in the serum could be a marker for the diagnosis of CRCC. The level of CA9 protein in patients with metastatic CRCC was higher than in patients with CRCC localized and also higher than in healthy controls. The high level of CA9 protein suggests a high risk of recurrence. The serum CA9 protein could be used to guide post-operative monitoring and may be indicating early adjuvant treatment of patients with high risk of recurrence in the future

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Le but de notre étude était d'évaluer si les marqueurs moléculaire pourrait détecter de façon sensible et pour aider à un diagnostic précoce et améliorer la survie des patients avec CCR. Dans ce travail, nous avons utilisé les méthodes courantes telles que la spectrométrie, la PCR, l'ELISA et PicoGreen® pour évaluer l'ADN circulant, l'intégrité de l'ADN circulante, l'ARN circulant, l'ARNm CA9 sérique, et la protéine CA9 circulant pour le diagnostic ou le suivi des CCR. Le niveau d'ARN sérique et celui d'ARNm CA9 sérique chez les patients atteints de CRCC sont plus élevés que chez les témoins sains. Chez les patients atteints de CRCC, le niveau de l'ARN circulant est indépendant de l'âge, du sexe, du stade TNM, du grade Fuhrman, et de la taille de la tumeur. Le niveau de l'ARNm CA9 sérique est indépendant de l'âge, du sexe et du grade Fuhrman, mais est corrélé au stade TNM, à la présence de métastases et à la taille de la tumeur. Selon nos résultats, l'ARN circulant et l'ARNm CA9 sérique peuvent être utilisés comme biomarqueurs diagnostiques du CRCC. Par spectrométrie et par la méthode PicoGreen®, la moyenne de l'ADN sérique chez les patients atteints de CRCC était plus élevée que chez les témoins sains, mais cette différence n'était pas significative. Nos résultats indiquent que la sensibilité et la spécificité de l'ADN sérique ne sont pas satisfaisantes pour le diagnostic de CCR. En outre, l'intégrité de l'ADN sérique chez les patients atteints de CRCC était meilleure que chez les patients atteints d'oncocytome rénal et que chez les témoins sains. L'intégrité de l'ADN dans le sérum pourrait constituer un marqueur pour le diagnostic de CRCC. Le niveau de la protéine CA9 chez les patients atteints de CRCC métastatique était plus élevé que chez les patients atteints de CRCC localisé et que chez les témoins sains. Le niveau élevé de la protéine CA9 suggère un risque élevé de récidive. La protéine CA9 sérique pourrait être utilisé pour guider le suivi post opératoire et peut être dans l'avenir indiquer un traitement adjuvant précoce des patients du groupe à haut risque de récidive

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Sur la planète, les techniques d'élevage intensif appliquées dans les systèmes agricoles de la plupart des pays ont une influence négative sur la biodiversité des animaux domestiques. Au cours des 15 dernières années, 300 des 6'000 races recensées par la FAO ont disparu. A l'heure actuelle, 1'350 races sont en voie d'extinction, deux races disparaissant en moyenne chaque semaine. Une des mesures mises en oeuvre afin de juguler ce phénomène est la surveillance des ressources génétiques des animaux d'élevage. Cette action a été initiée par les Nations Unies à Rio en 1992 et constitue un volet de la Convention sur la diversité biologique. La mise au point de technologies de pointe en biologie moléculaire a permis de développer des instruments capables de fournir rapidement des indications sur le niveau de diversité génétique de races sous surveillance. Ces informations permettent de repérer celles qui sont en danger d'extinction et de prendre les mesures de conservation qui s'imposent.<br />La science de l'information géographique peut contribuer à améliorer l'analyse de ces ressources génétiques en exploitant leur dimension géographique. Celle-ci permet d'apprécier comment la diversité génétique varie dans l'espace et peut également mettre en évidence des adéquations en fonction de la nature de l'environnement au sein duquel les races étudiées évoluent.<br />C'est notamment dans le contexte du projet de recherche européen Econogene, dont le but est justement de fournir des recommandations sur la manière d'assurer la conservation durable de races autochtones de chèvres et de moutons, que des systèmes d'information géographiques (SIG) ont été appliqués à l'analyse spatiale de données génétiques.<br />L'objectif principal de cette recherche est de montrer que les SIG sont utiles dans le but de fournir des hypothèses de travail alternatives susceptibles d'aider à comprendre le fonctionnement des ressources génétiques animales. Des outils et des méthodes ont pu être appliqués à des problématiques bien spécifiques en analyse de données moléculaires.<br />Tout d'abord, l'analyse spatiale exploratoire des données permet de traiter de grandes quantités d'informations et d'en révéler les structures spatiales sous-jacentes. Cette approche rend possible l'intégration de nombreux paramètres, de distinguer des pistes nouvelles pour la compréhension des phénomènes de dispersion des ressources génétiques, et d'en extraire des lignes directrices en vue de recherches plus approfondies.<br />Deuxièmement, sur la base des éléments mis en évidence par l'analyse exploratoire, les règles de la sémiologie graphique ont été appliquées à la représentation cartographique des variables moléculaires. Cette démonstration a pour but de favoriser l'amélioration de la qualité de la production cartographique en génétique des populations, et ainsi de faciliter la lecture, l'interprétation et la compréhension de l'information. A une période où les questions de communication sont primordiales, et plus particulièrement pour des domaines comme la génétique qui touchent de près le grand public via leur rôle dans les questions d'alimentation et de santé, il est essentiel de produire des documents dont le message est clair.<br />Enfin, c'est l'analyse des pressions environnementales et de l'adaptation génétique qui fait l'objet du troisième volet. Tout en appliquant un principe de modélisation simple des processus naturels, l'analyse spatiale alliée à une méthode statistique est appliquée afin de détecter des signatures de sélection naturelle au sein du génome. Ceci est réalisé en mettant en relation les caractéristiques environnementales des zones dans lesquelles les races étudiées sont élevées, avec des régions précises de leur génome. Les résultats trouvés sont en bon accord avec ceux fournis par une approche standard de génétique des populations et montrent ainsi que la science de l'information géographique offre un moyen complémentaire d'analyse des processus évolutifs.<br />Appliquée à l'étude de l'ours brun de Scandinavie, la méthode montre également qu'elle peut être appliquée dans le cadre de l'élaboration de cartes d'habitat potentiel, une autre facette de la biologie de la conservation. A cette fin, on utilise les variables environnementales qui ont un effet sur le génome et qui constituent par conséquent des prédicteurs pertinents.

Cette thèse s'intéresse à la diversité génétique de six races locales de poulet à Taiwan. Le premier objectif est de combiner les données de performances d'élevage (croissance, réponse immunitaire) et les données moléculaires (marqueurs microsatellites, ADN mitochondrial, gène MC1R, marqueur LEI0258 pour le CMH) pour analyser la diversité génétique de six races de poules conservées à l'Université nationale de Chung-Hsing depuis 1982. Une méthode d'analyse multivariée est proposée pour combiner les variables continues (performances) et les fréquences alléliques (données moléculaires). L'analyse combinée discrimine clairement toutes les races à l'exception des races Ju-chi et Quemoy qui apparaissent très semblables sauf pour la réponse immunitaire. Un processus de sélection est mis en évidence sur le gène MC1R, contrôlant la couleur du plumage. Le second objectif cible le polymorphisme du complexe majeur d'histocompatibilité, décrit par le marqueur hypervariable LEI0258, et ses effets sur la réponse immunitaire. Sur un total de dix-sept allèles, sept allèles sont nouveaux. Le polymorphisme du CMH peut être un indicateur utile pour la surveillance de la diversité génétique de petites populations. Une épreuve d'infection expérimentale par un virus d'influenza aviaire faiblement pathogène a montré des différences significatives entre races, avec une réponse immunitaire plus rapide pour la race Quemoy, qui montre un effet significatif du CMH, et une sensibilité relativement plus forte à l'infection pour la race Hsin-Yi. Les races différaient aussi pour la réponse secondaire à plusieurs vaccins, avec une réponse généralement plus forte dans la race Quemoy. Une caractérisation des allèles du CMH avec une puce SNP dédiée est recommandée.

L’objectif principal de cette étude est de déterminer la valeur pronostique de l’infiltrat lymphocytaire dans l’adénocarcinome du pancréas. Les densités des lymphocytes T CD3+, CD4+, CD8+, FOXP3+ et CD45RO+ intratumoraux (T) et péritumoraux (PT) de 111 spécimens ont été mesurées avec des micromatrices tissulaires. Un Index Lymphocytaire (IL) a été créé basé sur les valeurs des CD4+ T, CD8+ PT et le ratio CD3+ T/PT regroupant les patients selon que les tumeurs présentaient aucune (IL---), 1 à 2 (IL+/-) ou les 3 caractéristiques immunitaires favorables (IL+++). La survie médiane des patients atteints d’un cancer du pancréas est significativement différente selon la catégorie d’index lymphocytaire; elle était de 14 mois pour IL---, de 19 mois pour IL +/- et de 29 mois pour IL+++ (p=0,01). L’IL est un facteur indépendant de survie en analyse multivariée ainsi que la différenciation tumorale et l’utilisation d’un traitement adjuvant. L’IL est un facteur pronostique de survie des adénocarcinomes du pancréas réséqués et devrait pouvoir permettre une meilleure classification des patients. / The main objective of this project was to determine the prognostic significance of T-lymphocytes densities in pancreatic adenocarcinoma. Using tissue microarrays, CD3+, CD4+, CD8+, CD45RO+, and FOXP3 T-cells were quantified by immunohistochemistry in the intratumoral (T) and peritumoral (PT) compartments of 111 specimens. An immune score (IS) based on T CD4+ and PT CD8+ counts and T/PT CD3+ ratio grouped patients into IS---, IS+/- and IS+++ if none, 1 or 2, or all 3 of the favorable immune features were present, respectively. Patients have different overall survival (OS) depending on their IS status. Patients IS--- have a median OS of 14 months and of 19 months and 29 months for those IS+/- and IS+++ respectively (log-rank p=0.01). By multivariate analysis, IS was independently associated with survival as were the histological grade and adjuvant therapy. An immune score that combines specific T-cell location and density may have prognostic value in patients with resected pancreatic adenocarcinoma, independently from current pathologic features.

La v-ATPase est une pompe à protons. Elle permet l’acidification d’organelles, ce qui est indispensable à de nombreux processus cellulaires. Cette enzyme est composée de 14 sous-unités différentes, organisées en deux domaines, le domaine catalytique V1 et le domaine membranaire V0. La sous-unité a du domaine V0 est essentielle au transport des protons. Il en existe 4 isoformes (a1 à a4) et des variants d’épissage (a1-I à a1-IV pour a1) permettant à la v-ATPase d’être adressée vers différents compartiments et donc d’être impliquée dans différents processus. Deux projets visant à étudier cette sous-unité ont été réalisés.En plus de son rôle dans le transport des protons, il a été montré que le domaine V0 de la v-ATPase est impliqué dans des évènements de trafic membranaire, tel que l’exocytose de vésicules de sécrétion. Ce rôle semble nécessiter des interactions avec les protéines SNAREs. J’ai montré, pendant la première partie de ma thèse, que les sous-unités flag-a1-I et flag-a1-IV sont toutes deux adressées aux granules de sécrétion de cellules neurosécrétrices et interagissent avec les protéines SNAREs VAMP2 et syntaxine-1. De façon intéressante la syntaxine-1 semble interagir préférentiellement avec la sous-unité a1-I qui dans les neurones est l’isoforme adressée aux terminaisons nerveuses. Les sous-unités a1-IV ne diffèrent d’a1-I que par l’ajout de 7 acides aminés dans sa moitié N-terminale. Le domaine d’interaction de la sous-unité a avec la syntaxine-1 semble donc être localisé dans cette région.Dans la deuxième partie de ma thèse, j’ai mis en évidence et étudié l’expression de la sous-unité rénale a4 dans des gliomes humains. Ces tumeurs sont les tumeurs cérébrales les plus fréquentes et sont en général associées à un mauvais pronostic. L’OMS distingue, en fonction de paramètres histologiques, les astrocytomes (de grade I à IV), les oligodendrogliomes et les gliomes mixtes (chacun de grade II ou III). Cette classification est controversée, notamment à cause de son manque de reproductibilité, et la prise en compte de marqueurs moléculaires semble s’imposer comme une solution pour la renforcer.J’ai quantifié par RT-PCR quantitative l’expression du gène ATP6V0A4 (codant la sous-unité a4) dans 188 prélèvements de gliomes humains. Nous avons ainsi montré que l’expression de la sous-unité a4 peut être utilisée comme marqueur diagnostique des oligodendrogliomes anaplasiques (35 % l’expriment). Dans un prélèvement, la présence de la codélétion 1p/19q et l’expression de a4, tout deux marqueurs indépendants des oligodendrogliomes, permettra le renforcement du diagnostique oligodendrogliome anaplasique. De plus a4 est fréquemment exprimée par les astrocytomes pilocytiques (70%), où elle est associée à la duplication en tandem de la région chromosomique 7q34 située à proximité directe du gène ATP6V0A4. Enfin une observation prometteuse est que l’expression de a4 pourrait être un marqueur de mauvais pronostic pour les patients atteints d’oligodendrogliome anaplasique ne présentant pas la co-délétion 1p/19q, observation qui devra être confirmée sur une plus grande cohorte de patients. / Vacuolar type H+-ATPase is a proton pump, which acidifies numerous organelles, crucial for many cellular processes. This enzyme is composed of 14 different subunits organized in two domains, a catalytic V1 domain and a V0 membrane domain. The a-subunit of V0 is essential for proton transport. There are 4 isoforms of a (a1 to a4) and splicing variants (a1-I to a1-IV for the a1 subunit). v-ATPases containing different a-subunit isoforms are localized in different compartments allowing v-ATPase to participate in different processes. The a-subunits were studied in this work in two distinct projects.Besides its role in proton pumping, V0 domain of v-ATPase is implicated in organelles trafficking events, like vesicles exocytosis. This role seems to require interactions of V0 with SNARE proteins. During my thesis work, I showed that flag-a1-I and flag-a1-IV are both targeted to secretion granules in PC12 neurosecretory cells. These subunits interact with the SNARE proteins VAMP2 and syntaxin-1. Interestingly, syntaxin-1 seems to preferentially interact with the a1-I subunit, isoform which in neurons is sorted to nerve terminals. The only difference between a1-I and a1-IV subunits is the addition of 7 amino acids in the N-terminal half of a1-IV. So syntaxin-1 probably interacts with a1-I at this location. In a second project, I studied the expression of the renal a4-subunit in human gliomas. These tumors are the most frequent brain tumors and are generally associated with a poor prognosis. Based on histological parameters,WHO distinguishes, astrocytomas (grade I to IV), oligodendrogliomas and oligoastrogliomas (each of grade II or III). This classification suffers of a lack of reproducibility, which could be overcome by the identification of specific molecular markers.In the present work, by real time quantitative PCR, ATP6V0A4 gene (encoding the renal a4) expression was quantified in 188 human glioma biopsies. We established a4 expression as a new marker of grade III oligodendrogliomas (35 % express it), independent of the 1p/19q codeletion, an established marker of oligodendrogliomas. Moreover, a4 is expressed in 70% of pilocytic astrocytomas, in which it is associated with the tandem duplication of 7q34, localized at direct proximity of the ATP6V0A4 gene. Of promising interest is the observation that a4 expression could be considered as a bad prognostic marker for patients with 1p/19q non-deleted oligodendrogliomas, an observation that should be confirmed on larger cohorts of patients.

Les champignons mycorhiziens arbusculaires (CMA) sont très répandus dans le sol où ils forment des associations symbiotiques avec la majorité des plantes appelées mycorhizes arbusculaires. Le développement des CMA dépend fortement de la plante hôte, de telle sorte qu'ils ne peuvent vivre à l'état saprotrophique, par conséquent ils sont considérés comme des biotrophes obligatoires. Les CMA forment une lignée évolutive basale des champignons et ils appartiennent au phylum Glomeromycota. Leurs mycélia sont formés d’un réseau d’hyphes cénocytiques dans lesquelles les noyaux et les organites cellulaires peuvent se déplacer librement d’un compartiment à l’autre. Les CMA permettent à la plante hôte de bénéficier d'une meilleure nutrition minérale, grâce au réseau d'hyphes extraradiculaires, qui s'étend au-delà de la zone du sol explorée par les racines. Ces hyphes possèdent une grande capacité d'absorption d’éléments nutritifs qui vont être transportés par ceux-ci jusqu’aux racines. De ce fait, les CMA améliorent la croissance des plantes tout en les protégeant des stresses biotiques et abiotiques. Malgré l’importance des CMA, leurs génétique et évolution demeurent peu connues. Leurs études sont ardues à cause de leur mode de vie qui empêche leur culture en absence des plantes hôtes. En plus leur diversité génétique intra-isolat des génomes nucléaires, complique d’avantage ces études, en particulier le développement des marqueurs moléculaires pour des études biologiques, écologiques ainsi que les fonctions des CMA. C’est pour ces raisons que les génomes mitochondriaux offrent des opportunités et alternatives intéressantes pour étudier les CMA. En effet, les génomes mitochondriaux (mt) publiés à date, ne montrent pas de polymorphismes génétique intra-isolats. Cependant, des exceptions peuvent exister. Pour aller de l’avant avec la génomique mitochondriale, nous avons besoin de générer beaucoup de données de séquençages de l’ADN mitochondrial (ADNmt) afin d’étudier les méchanismes évolutifs, la génétique des population, l’écologie des communautés et la fonction des CMA. Dans ce contexte, l’objectif de mon projet de doctorat consiste à: 1) étudier l’évolution des génomes mt en utilisant l’approche de la génomique comparative au niveau des espèces proches, des isolats ainsi que des espèces phylogénétiquement éloignées chez les CMA; 2) étudier l’hérédité génétique des génomes mt au sein des isolats de l’espèce modèle Rhizophagus irregularis par le biais des anastomoses ; 3) étudier l’organisation des ADNmt et les gènes mt pour le développement des marqueurs moléculaires pour des études phylogénétiques. Nous avons utilisé l’approche dite ‘whole genome shotgun’ en pyroséquençage 454 et Illumina HiSeq pour séquencer plusieurs taxons de CMA sélectionnés selon leur importance et leur disponibilité. Les assemblages de novo, le séquençage conventionnel Sanger, l’annotation et la génomique comparative ont été réalisés pour caractériser des ADNmt complets. Nous avons découvert plusieurs mécanismes évolutifs intéressant chez l’espèce Gigaspora rosea dans laquelle le génome mt est complètement remanié en comparaison avec Rhizophagus irregularis isolat DAOM 197198. En plus nous avons mis en évidence que deux gènes cox1 et rns sont fragmentés en deux morceaux. Nous avons démontré que les ARN transcrits les deux fragments de cox1 se relient entre eux par épissage en trans ‘Trans-splicing’ à l’aide de l’ARN du gene nad5 I3 qui met ensemble les deux ARN cox1.1 et cox1.2 en formant un ARN complet et fonctionnel. Nous avons aussi trouvé une organisation de l’ADNmt très particulière chez l’espèce Rhizophagus sp. Isolat DAOM 213198 dont le génome mt est constitué par deux chromosomes circulaires. En plus nous avons trouvé une quantité considérable des séquences apparentées aux plasmides ‘plasmid-related sequences’ chez les Glomeraceae par rapport aux Gigasporaceae, contribuant ainsi à une évolution rapide des ADNmt chez les Glomeromycota. Nous avons aussi séquencé plusieurs isolats de l’espèces R. irregularis et Rhizophagus sp. pour décortiquer leur position phylogénéque et inférer des relations évolutives entre celles-ci. La comparaison génomique mt nous montré l’existence de plusieurs éléments mobiles comme : des cadres de lecture ‘open reading frames (mORFs)’, des séquences courtes inversées ‘short inverted repeats (SIRs)’, et des séquences apparentées aux plasimdes ‘plasmid-related sequences (dpo)’ qui impactent l’ordre des gènes mt et permettent le remaniement chromosomiques des ADNmt. Tous ces divers mécanismes évolutifs observés au niveau des isolats, nous permettent de développer des marqueurs moléculaires spécifiques à chaque isolat ou espèce de CMA. Les données générées dans mon projet de doctorat ont permis d’avancer les connaissances fondamentales des génomes mitochondriaux non seulement chez les Glomeromycètes, mais aussi de chez le règne des Fungi et les eucaryotes en général. Les trousses moléculaires développées dans ce projet peuvent servir à des études de la génétique des populations, des échanges génétiques et l’écologie des CMA ce qui va contribuer à la compréhension du rôle primorial des CMA en agriculture et environnement. / Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are the most widespread eukaryotic symbionts, forming mutualistic associations known as Arbuscular Mycorrhizae with the majority of plantroots. AMF are obligate biotrophs belonging to an ancient fungal lineage of phylum Glomeromycota. Their mycelia are formed by a complex network made up of coenocytic hyphae, where nuclei and cell organelles can freely move from one compartment to another. AMF are commonly acknowledged to improve plant growth by enhancing mineral nutrient uptake, in particular phosphate and nitrate, and they confer tolerance to abiotic and biotic stressors for plants. Despite their significant roles in ecosystems, their genetics and evolution are not well understood. Studying AMF is challenging due to their obligate biotrophy, their slow growth, and their limited morphological criteria. In addition, intra-isolate genetic polymorphism of nuclear DNA brings another level of complexity to the investigation of the biology, ecology and function of AMF. Genetic polymorphism of nuclear DNA within a single isolate limits the development of efficient molecular markers mainly at lower taxonomic levels (i.e. the inter-isolate level). Instead, mitochondrial (mt) genomics have been used as an attractive alternative to study AMF. In AMF, mt genomes have been shown to be homogeneous, or at least much less polymorphic than nuclear DNA. However, by generating large mt sequence datasets we can investigate the efficiency and usefulness of developing molecular marker toolkits in order to study the dynamic and evolutionary mechanisms of AMF. This approach also elucidates the population genetics, community ecology and functions of Glomeromycota. Therefore, the objectives of my Ph.D. project were: 1) To investigate mitochondrial genome evolution using comparative mitogenomic analyses of closely related species and isolates as well as phylogenetically distant taxa of AMF; 2) To explore mt genome inheritance among compatible isolates of the model AMF Rhizophagus irregularis through anastomosis formation; and 3) To assess mtDNA and mt genes for marker development and phylogenetic analyses. We used whole genome shotgun, 454 pyrosequencing and HiSeq Illimina to sequence AMF taxa selected according to their importance and availability in our lab collections. De novo assemblies, Sanger sequencing, annotation and comparative genomics were then performed to characterize complete mtDNAs. We discovered interesting evolutionary mechanisms in Gigaspora rosea: 1) we found a fully reshuffled mt genome synteny compared to Rhizaphagus irregularis DAOM 197198; and 2) we discovered the presence of fragmented cox1 and rns genes. We demonstrated that two cox1 transcripts are joined by trans-splicing. We also reported an unusual mtDNA organization in Rhizophagus sp. DAOM 213198, whose mt genome consisted of two circular mtDNAs. In addition, we observed a considerably higher number of mt plasmidrelated sequences in Glomeraceae compared with Gigasporaceae, contributing a mechanism for faster evolution of mtDNA in Glomeromycota. We also sequenced other isolates of R. irregularis and Rhizophagus sp. in order to unravel their evolutionary relationships and to develop molecular toolkits for their discrimination. Comparative mitogenomic analyses of these mtDNAs revealed the occurrence of many mobile elements such as mobile open reading frames (mORFs), short inverted repeats (SIRs), and plasmid-related sequences (dpo) that impact mt genome synteny and mtDNA alteration. All together, these evolutionary mechanisms among closely related AMF isolates give us clues for designing reliable and efficient intra- and inter-specific markers to discriminate closely related AMF taxa and isolates. Data generated in my Ph.D. project advances our knowledge of mitochondrial genomes evolution not only in Glomeromycota, but also in the larger framework of the Fungal kingdom and Eukaryotes in general. Molecular toolkits developed in this project will offer new opportunities to study population genetics, genetic exchanges and ecology of AMF. In turn, this work will contribute to understanding the role of these fungi in nature, with potential applications in both agriculture and environmental protection.

La fusariose vasculaire du cyclamen est une maladie causée par le champignon tellurique Fusarium oxysporum f. sp. cyclaminis. Elle est considérée comme l’une des maladies les plus graves du cyclamen et se traduit par des pertes atteignant jusqu’à 50 % de la production. Actuellement, les moyens de lutte ne permettent pas de contrôler la maladie. Dans ce contexte, une collaboration s’est engagée entre l’institut technique de l’horticulture, Astredhor, représentant les producteurs, l’INRA de Dijon pour son expertise sur F. oxysporum et la société Agrene pour son expertise en lutte biologique. Les objectifs de cette collaboration étaient doubles : i) identifier un marqueur spécifique de la forme spéciale cyclaminis et développer un outil de détection de l’agent pathogène permettant de mettre en place des méthodes de lutte appropriées ; ii) identifier un agent de lutte biologique efficace contre le pathogène. Le travail s’est donc structuré autour de ces deux objectifs.Une collection de souches représentatives de la diversité des populations de F. oxysporum f. sp. cyclaminis a été constituée. Elle regroupe des souches provenant de collections internationales et des isolats obtenus de cyclamens symptomatiques ou non. L’analyse moléculaire de cette collection a permis de caractériser son importante diversité génétique et a mis en exergue la difficulté d’identifier un marqueur moléculaire spécifique. Néanmoins, un fragment d’ADN spécifique de l’agent pathogène a pu être mis en évidence par amplification aléatoire d’ADN polymorphe. A partir de ce fragment, un couple d’amorces spécifiques a été dessiné et un outil moléculaire a été développé. Ce dernier permet une détection du champignon in planta en PCR conventionnelle et en PCR en temps réel.Parallèlement, une étude bibliographique approfondie relative aux méthodes de lutte biologique contre les fusarioses induites par F. oxysporum sur les plantes ornementales a été effectuée. Cette revue a souligné la possibilité d’utiliser des ressources d’origine microbienne et d’origine végétale pour contrôler F. oxysporum, mais cette stratégie impliquant une étape de sélection nous est apparue lourde et laborieuse. Nous avons opté pour une autre démarche visant à identifier, parmi des produits déjà sur le marché, ceux susceptibles de réduire significativement la gravité de la maladie. Des bioessais ont été conduits en serre, dans des conditions proches de celles de la production pour tester sept produits reposant sur la formulation de bactéries, de champignons ou de combinaisons de ces microorganismes. Les produits les moins performants ont été éliminés à l’issue d’un premier essai. Des bioessais ont été conduits à nouveau avec trois produits. Un seul de ces produits donne satisfaction mais son efficacité devra être validée en conditions de production réelles.En conclusion, l’outil de détection spécifique permettra aux producteurs de s’assurer de la qualité sanitaire de la culture et des supports de culture. L’agent de lutte biologique retenu à l’issue de nos essais permettra dans un premier temps aux producteurs de prévenir le risque d’activité infectieuse de F. oxysporum f. sp. cyclaminis. Cependant, un travail de recherche d’un agent de lutte plus performant s’avère nécessaire. Des pistes sont proposées. / Fusarium wilt of cyclamen is one of the most damaging diseases of cyclamen. The causal agent, Fusarium oxysporum f. sp. cyclaminis, is a soil-borne fungus. Losses can reach more than 50 % of the production. Several methods of control are available, but none of them offer an efficient and environmentally friendly solution. In this context, a project was developed in collaboration with the French institute of horticulture, Astredhor, which represents the producers, the INRA of Dijon, for its expertise on F. oxysporum and the company Agrene for its expertise in biological control. The project has two goals: i) design a molecular marker specific of Fusarium oxysporum f. sp. cyclaminis allowing a better management of the disease, ii) identify one or several efficient biological control agents.A collection of strains representative of the diversity of F. oxysporum f. sp. cyclaminis populations was made up with strains from international collections and isolates collected from symptomatic and asymptomatic cyclamens. A molecular study of the collection demonstrated the high genetic diversity of the forma specialis, which makes the identification of a specific molecular marker more complicated. However, a specific DNA fragment was identified by random amplified polymorphic DNA. A primer pairs was designed and a specific tool of detection was developed. Thanks to this tool, it is now possible to detect the fungus in planta by conventional and real-time PCR.Simultaneously, a broad literature analysis on the biocontrol of ornamental plant diseases caused by F. oxysporum was performed. The review emphasized that biocontrol of F. oxysporum encompassed both microbial biocontrol agents and botanicals. To avoid the laborious and time-consuming screening step, we decided to assess the antagonistic activity of seven commercial products containing bacteria, fungi or a combination of both microorganisms. Greenhouse trials were performed under conditions similar to those of the production. First trial led to the exclusion of the less efficient products. Other trials were conducted with the three remaining products. Disease reduction was obtained with one of these products although it must be validated in production.Finally, the molecular tool of detection will allow producers to insure the health status of the culture. In addition, the efficient biocontrol agent identified will prevent the disease progress for a while but more investigations are needed to obtain reliable, efficient and sustainable biocontrol agents. Proposals to improve Fusarium wilt control are discussed.