La forme, et donc l’architecture d’une plante ornementale en potcomme le rosier buisson détermine sa qualité visuelle et peut êtrecontrôlée via la création variétale et/ou l’utilisation de techniquesculturales comme l’application de facteurs environnementaux.Cependant, ces méthodes sont appliquées empiriquement etprennent rarement en compte l’interaction Génotype x Environnement(GxE). Dans un premier temps, cette étude a montré que, parmiles trois techniques culturales testées sur cinq à huit cultivarsde rosier buisson de formes contrastées, la restriction hydrique modifiait fortement l’architecture avec un effet compactant. Une forteinteraction GxE a également été montrée avec trois réponses architecturales,de faible à forte, pouvant s’expliquer en partie par desconcentrations différentes en cytokinines et acide salicylique entregénotypes.Dans un deuxième temps, l’analyse génétique par cartographiede l’architecture du rosier à partir de deux populationsconnectées en ségrégation et remontantes a montré que la plupartdes caractères architecturaux étudiés étaient contrôlés par un ouplusieurs QTLs à effets faibles dont certains étaient infl uencés parl’environnement et/ou par le fond génétique. L’introgression detels caractères dans d’autres fonds génétiques par exemple seradonc vraisemblablement diffi cile. Cette étude a souligné l’importancede prendre en compte les interactions GxE et QTLxE pourmieux raisonner les programmes de création/sélection, mais aussipour l’utilisation des techniques culturales dans le but de contrôler l / The shape and therefore the architecture of a potted ornamentalplant such as bush rose determines its visual quality. It can becontrolled by plant breeding and/or cultivation techniques suchas the environmental factor application. However, these methodsare used empirically and rarely take into account the Genotypex Environment interaction (GxE). Firstly, among three cultivationtechniques evaluated on fi ve to eight rose bush cultivars withcontrasted shapes, water restriction highly modifi ed the architectureleading to more compact plants. A high GxE interaction was revealedwith three architectural responses ranging from low to high. Theywere partly explained by different cytokinins and salicylic acidconcentrations between genotypes.Secondly, the genetic analysisby mapping of the bush rose architecture based on two connectedrepeat-blooming populations in segregation showed that most ofthe architectural traits were controlled by one or several QTLs withlow effects. Some of them were infl uenced by the environmentand/or by the genetic background. The introgression of such traitsin different genetic backgrounds for example will likely be diffi cult.This study underlined the importance of taking into considerationthe GxE and QTLxE interactions to better orientate breedingprograms but also to better use cultivation techniques in order to control plant architecture.

Les molécules actuellement utilisées dans la chimiothérapie anticancéreuse sont pour la majorité d’origine végétale mais peuvent aussi provenir d’organismes marins ou de microorganismes. Ces molécules bien qu’ayant des cibles moléculaires différentes, induisent dans la majorité des cas une mort cellulaire par apoptose. Or ces dernières années le développement d’une chimiorésistance des cellules cancéreuses vis à vis de ce type de molécules s’est particulièrement accru. Face à cette situation le besoin de trouver de nouvelles molécules avec des mécanismes d’action différents se fait de plus en plus pressant. Dans cette perspective nous avons évalué le potentiel anticancéreux des alcaloïdes du Pavetta crassipes K Schum, du Kalanchoe blossfeldiana Poelln, de l’isostrychnopentamine (ISP) isolée du Strychnos usambarensis Gills et de 14 phytotoxines d’origine fongique. Nous avons évalué leurs activités inhibitrices de croissance in vitro sur des lignées humaines cancéreuses de glioblastome (U373), d’oligodendrogliome (Hs-683), de poumon non à petite cellule (A549), de prostate (PC3), de sein (MCF7), d’œsophage (OE21), de mélanome (SKMEL-28) et des lignées murines de mélanome (B16F10) et de carcinome mammaire (MXT). Ces différentes lignées sont décrites dans la littérature comme ayant des niveaux variables de sensibilité aux molécules inductrices d’apoptose. Nous montrons ainsi dans notre travail que l’isostrychnopentamine ou encore des extraits issus de Pavetta crassipes K Schum ont in vitro des activités anticancéreuses intéressantes quelque soit la sensibilité de la lignée cellulaire aux stimuli pro-apoptotiques. De surcroit les lignées connues pour avoir un certain niveau de résistance à l’apoptose sont plus sensibles (IC50 ~ 1µM) aux effets de ces deux fractions que les lignées cancéreuses ou normales habituellement sensibles à l’apoptose (IC50 ~ 2,5µM). Les taux comparatifs d’apoptose induite par l’isostrychnopentamine dans 2 lignées dites résistantes à l’apoptose (U373 et A549) montrent une complète indépendance du taux de sensibilité à l’apoptose de ces lignées. Cette situation laisse penser que l’apoptose n’est pas le mécanisme d’action principale de la molécule. L’évaluation du potentiel anticancéreux des 14 phytotoxines d’origine fongique sur des lignées cellulaires de cancer humain et murin nous a permis de retenir deux phytotoxines (le bislongiquinolide et le dihydrotricodimerol) pour des investigations plus poussées. En effet les résultats obtenus en vidéomicroscopie indiquent que ces deux phytotoxines ont un effet cytostatique qui in fine conduit à un effet cytotoxique. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les populations du nord du Gabon consomment 39 taxons de champignons. Pour mieux connaître les taxons consommés et collecter des informations sur leur écologie, une étude fondée sur les connaissances mycologiques traditionnelles de ces populations et des observations de terrain a été entreprise dans les provinces de l’Ogooué-Ivindo et du Woleu-Ntem situées dans le nord du pays. Au cours de cette étude basée sur une enquête ethnomycologique menée sur les axes routiers Makokou-Mékambo et Oyem-Minvoul, ainsi que dans les villages pygmées des environs, deux cents personnes dont les Pygmées Baka et Bakoya, et les Bantu Fang, Kota et Kwélé ont été interrogées (100 personnes par province visitée).<p><p>Cette étude a permis non seulement d'établir la correspondance entre les noms scientifiques et les noms vernaculaires attribués aux champignons dans les cinq langues locales étudiées, mais aussi de recueillir d'autres informations liées aux connaissances mycologiques traditionnelles des populations enquêtées. Des descriptions macroscopiques et microscopiques détaillées ont été faites pour tous les taxons inventoriés.<p><p>L’étude a également révélé qu’il existe des différences significatives tant en ce qui concerne le nombre de taxons que les quantités de champignons consommés par les différents groupes ethniques: les Pygmées vivant uniquement de la chasse et de la cueillette consomment 96% des taxons inventoriés et des quantités élevées de champignons (environ 3 kg / jour / famille). Les Bantu vivant à l’écart de ces derniers consomment également des quantités de champignons assez élevées (environ 2 kg / jour / famille) mais un nombre réduit de taxons (56% des taxons inventoriés pour les Fang; 69% pour les Kota; 39% pour les Kwélé). Par contre, les Bantu vivant à proximité des Pygmées connaissent et consomment un grand nombre de taxons (environ 90% des taxons inventoriés) mais mangent de plus faibles quantités de champignons que leurs congénères éloignés des Pygmées (environ 800 g / jour / famille).<p><p>Plus généralement, l’étude a montré que les connaissances mycologiques traditionnelles de ces populations varient en fonction de l’activité pratiquée, de l’âge, de l’ethnie et du sexe. Les meilleures connaissances mycologiques sont détenues par les chasseurs et les pêcheurs qui identifient environ 80% des taxons. Chez les Pygmées, les connaissances mycologiques des hommes et des femmes sont très diversifiées et identiques, alors que chez les Bantu, les femmes connaissent mieux les champignons (plus de 50% des taxons identifiés) que les hommes (à peine 30% des taxons identifiés). Cependant, quel que soit le groupe ethnique, les représentants de la population active connaissent mieux les champignons (85% des taxons identifiés) que les jeunes et les personnes du troisième âge (environ 30% des taxons identifiés).<p><p>Les champignons les plus appréciés par ces populations appartiennent au genre Termitomyces dont les espèces les plus recherchées sont T. fuliginosus, T. robustus et T. microcarpus.<p><p>Une étude comparative des champignons consommés au Gabon et dans d’autres pays d’Afrique tropicale a montré que les champignons consommés au Gabon le sont également au Bénin, au Burundi, au Cameroun, en République centrafricaine, en RD Congo, au Malawi, en Tanzanie… et que, après la RD Congo (21 taxons inventoriés), le Gabon présente la plus grande diversité de taxons consommés dans le genre Cantharellus (14 taxons inventoriés). Par contre, sur une trentaine de taxons de Termitomyces signalés en Afrique tropicale, le Gabon est le pays qui présente la plus faible diversité (7 taxons inventoriés). <p><p>Une compilation des données bibliographiques a révélé que le nombre de champignons symbiontes comestibles signalés en Afrique tropicale est de loin plus élevé en forêt claire qu’en forêt dense (12 taxons de chanterelles sur les 28 inventoriés en Afrique tropicale sont propres à la forêt claire contre 2 taxons à la forêt dense; 15 taxons de Termitomyces sur 30 sont propres à la forêt claire contre 5 taxons à la forêt dense). <p><p>Mots-clés: champignons comestibles, Pygmées, Bantu, ethnomycologie, Gabon<p><p><p><p><p><p><p><p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Contexte et objectifs : Les tentatives pour expliquer les variations des paramètres foliaires fondées uniquement sur les facteurs environnementaux, ce qui conduira à des erreurs importantes si la plante montre des variations ontogénétiques substantielles des propriétés foliaires. Nous avons évalué les variations des 27 traits morpho-anatomiques des feuilles de Dipterocarpus alatus durant six stades de développement architectural et entre les axes à un stade de développement donné sous deux conditions lumineuses différentes.Méthodologies:Une analyse architecturale a été réalisée pour distinguer précisément et objectivement des catégories d'axes et stades de développement de Dipterocarpus alatus. Les feuilles ont été collectées sur l'unité de croissance plus récente et complète sur la partie supérieure du tronc et sur la partie plus externe de la branche du milieu couronne des arbres qui poussent sous deux différentes conditions lumineuses. Vingt-deux traits foliaires ont été mesurées et calculées sur des images de tracés feuilles et de sections transversaux à l'aide de logiciel ImageJ. Densité stomatal a été calculée sur l'impression de vernis à ongles de la surface inférieure des feuilles. Quatre traits de chlorophylle ont été déterminées. Les tests d'ANOVA et Tukey ont été utilisés pour déterminer les différences entre les stades de développement et des axes. La contribution relative lmg a été calculée avec package R relaimpo et comparées avec l'analyse bootstrap pour déterminer le stade ontogénétique, catégorie axe ou l'intensité lumineuse, ce qui est expliqué plus les variations de l'anatomie des feuilles.Résultats:La morphologie et l'anatomie des feuilles diffère fortement durant l'ontogenèse pour les quatre axes en terme d'ordre et de catégorie deux sous des conditions lumineuses. L'effet de l'axe a été présentée au stade B, C, D et F, mais ont tendance à être insignifiante au stade E. Ontogenèse de l'arbre expliqué plus de variations dans la morphologie des feuilles et de l'anatomie que l'intensité lumineuse. Catégorie d'axe expliqué plus de variations dans la morphologie des feuilles, mais pas dans l'anatomie des feuilles que l'ontogenèse de l'arbre. Conclusions:Fortes et significatives variations intra-spécifiques (pendant l'ontogenèse et entre axes) peuvent influencer les variations inter-spécifiques, et donc contestent la validité de la valeur moyenne des traits foliaires entre les espèces. Ontogenèse de l'arbre contribué plus que l'intensité de la lumière dans l'explication de la variabilité dans la morphologie et l'anatomie des feuilles à la fois sur le tronc et deuxième l'ordre l'axe recommande fortement que les études sur les réponses de la morphologie et l'anatomie des feuilles à l'environnement doivent corriger l'effet de l'ontogenèse. / Background and Aims:Attempts to explain variations in leaf parameters based solely on environmental factors, this will lead to significant errors if the plant shows substantial ontogenetic variations in leaf properties. We evaluated variations in 27 morpho-anatomical leaf traits of Dipterocarpus alatus over six architectural development stages and between axes at a given development stage under two different light conditions. Methods:An architectural analysis was conducted to distinguish precisely and objectively axis categories and developmental stages of Dipterocarpus alatus. Leaves were collected on the most recent complete growth unit on the top of the trunk and the outermost part of the middle-crown branch with branchlet and twig from trees growing under two different light conditions. Twenty two leaf traits were measured and calculated using ImageJ on images of leaf tracings and cross-sections. Stomatal density was calculated on nail varnish impression of the leaf lower surface. Four chlorophyll traits were determined. One-way ANOVA and Tukey post-hoc tests were used to determine differences between development stages and axes. The lmg relative contribution was calculated with R package relaimpo and compared with bootstrap analysis to determine ontogenetic stage, axis category or light intensity, which explained more the variations in leaf anatomy.Key results:Leaf morphology and anatomy differed strongly during ontogeny for all four axes in term of order and category under both light conditions. The axis effect was displayed at stages B, C, D and F but tend to be insignificant at stage E. Tree ontogeny explained more variations in leaf morphology and anatomy than light intensity. Axis category explained more variations in leaf morphology but not in leaf anatomy than tree ontogeny. Conclusions: Strong and significant intraspecific variations (during ontogeny and between axes) may influence the interspecific variations, and thus challenge the validity of the mean value of leaf traits between species. Tree ontogeny contributed more than light intensity in explanation of the variability in leaf morphology and anatomy both on the trunk and second axis order strongly recommends that studies on the responses of leaf anatomy to the environment need to correct for the ontogeny effect.

De nombreuses biomolécules qui constituent les plantes vasculaires ne sont synthétisées que par certains taxons de plantes et ont donc une spécificité chimiotaxonomique. Certaines d'entre elles, tels que les bioterpénoïdes, sont particulièrement résistantes et sont préservées dans les sédiments où elles se transforment en géoterpénoïdes lors de la diagenèse. Ces géoterpénoïdes conservent, partiellement ou totalement, leur spécificité initiale (spécifité paléochimiotaxonomique). Cependant, nos connaissances actuelles en paléochimiotaxonomie botanique, qui permettent d'associer ces biomarqueurs moléculaires à des taxons végétaux, restent encore lacunaires. L'objectif de cette étude est de déterminer la signature moléculaire des familles de conifères fossiles. 68 représentants appartenant aux 7 familles actuelles de conifères ont été artificiellement maturés par pyrolyse en milieu confiné afin de reproduire en laboratoire la transformation des bioterpénoïdes en géopterpénoïdes. Les résultats montrent que les Pinaceae, les Araucariaceae, les Cupressaceae, les Sciadopityaceae, les Podocarpaceae, les Taxodiaceae et les Taxaceae "fossilisés" peuvent se distinguer par la nature et la proportion relative de ces terpénoïdes. De plus, la comparaison des signatures moléculaires ont permis de réaliser des regroupements intergénériques pour chaque famille. Ces regroupements sont comparables avec ceux de la classification phylogénétique. À terme, ces résultats pourront être utilisés dans le cadre d’études paléobotaniques, paléoenvironnementales, environnementales et archéologiques / Many biomolecules that constitute terrestrial vascular plants are only synthesized by a restricted number of plant taxa and have thus a chemotaxonomic specificity. Some of these biomolecules, like the terpenoids, are particularly resistant and can be preserved within sediments where they are transformed into geomolecules during diagenesis. Geoterpenoids keep, partially or totally, their initial specificity (palaeochemotaxonomic specificity). However, our current knowledge in botanical palaeochemotaxonomy, allowing to link these plant biomarkers to plant taxa, remains incomplete. The aim of this study is to determine the molecular signature of fossil conifers. In this objective, 68 species belonging to the 7 extant conifer families were subjected to artificial maturation by confined pyrolysis. This process converts the bioterpenoids included within the plant material into geoterpenoids. The results show that the "fossilized" Pinaceae, Araucariaceae, Cupressaceae, Sciadopityaceae, Podocarpaceae, Taxodiaceae and Taxaceae can distinguished from each other by the nature and the relative proportion of these geoterpenoids. The comparison of these molecular signatures allows to achieve intergeneric groups for each family. These groups are comparable to those of the phylogenetic classification. In the future, these results could be used for palaeobotanical, palaeoenvironmental, environmental and archaeological assessments

Dans ce travail, l’effet de la présence de certaines plantes de service (PdS) à proximité d’une plante hôte (Capsicum annuum) sur le comportement et l’installation d’une population de pucerons (Myzus persicae) a été étudié afin de contribuer à la recherche de méthodes de luttealternatives et innovantes contre ces insectes.Dans une première étape, une étude bibliographique a été réalisée, à partir de la littérature etdes connaissances sur des pratiques de jardinage traditionnel afin d’identifier des PdSméditerranéennes caractérisées par leurs propriétés insecticides et surtout aphicides. Nousavons sélectionné treize PdS : Rosmarinus officinalis, Lavandula latifolia, Ocimum basilicum,Tagetes patula, Tagetes erecta, Pelargonium zonal, Calendula officinalis, Thymus vulgaris,Satureja hortensis, Mentha piperita, Allium schoenoprasum, Carthamus tinctorius, Dittrichiaviscosa. Nous avons étudié dans une deuxième étape, le comportement d’installation deMyzus persicae sur sa plante hôte en présence d’une PdS en conditions contrôlées. Lesrésultats de ces travaux ont montré que la présence de certaines espèces comme R. officinalis,T. patula, T. erecta, P. zonal, L. latifolia, O. basilicum, C. officinalis ou A. schoenoprasum,affectait la survie et /ou la fécondité des femelles au cours du temps en comparaison avec letémoin. Nous avons aussi caractérisé chaque plante par un profil de composés volatils etrechercher des relations entre ces profils de COV et l’efficacité des PdS.Ensuite nous nous sommes intéressés aux mécanismes d’action des PdS et nous avons étudiél’effet direct des PdS sur les pucerons par olfactométrie. Nous avons trouvé qu’en présence deR. officinalis, T. patula en fleur, P. zonal, L. latifolia, O. basilicum, ou M. piperita lesfemelles se dirigent préférentiellement vers l’odeur de leur plante hôte. Nous avons égalementtesté une deuxième hypothèse correspondant à l’effet des COV émis par les PdS sur la plantehôte. Pour cela les plantes hôtes ont été pré-conditionnées avec les PdS pendant 5 jours. Cepré-conditionnement a modifié le profil volatil du poivron et a eu un effet négatif surl’installation des pucerons sur les poivrons pré-conditionnés avec T. patula. Enfin, nous avonstesté l’efficacité de l’association avec R. officinalis, L. latifolia ou O. basilicum dans desconditions de cultures moins confinées (sous tunnels). Nous avons retrouvé un effetsignificatif sur le comportement du puceron de ces PdS. Dans le cas du romarin nous avonsobservé une diminution de l’efficacité de l’association lorsque l’on s’éloigne des plantes deromarin. L’efficacité maximale a été observée sur les poivrons placés à côté du romarin. Aplus grande distance, l’efficacité des PdS diminuait et n’était plus significative. Ces donnéesoffrent des nouvelles pistes de recherche en vue de l’utilisation judicieuse des PdS au sein desagroécosystèmes / In this work, the effect of intercropping companion plants (CP) near a host plant (Capsicumannuum) on the performance and the installation of an aphid’s population (Myzus persicae)was studied to contribute to the search of alternative and innovative methods of pests control.First, a bibliographic study based on the literature and traditional gardening was performed toidentify mediterranean CP characterized by their insecticidal and mainly aphicide properties.We selected thirteen CP: Rosmarinus officinalis, Lavandula latifolia, Ocimum basilicum,Tagetes patula, Tagetes erecta, Pelargonium zonal, Calendula officinalis, Thymus vulgaris,Satureja hortensis, Mentha piperita, Allium schoenoprasum, Carthamus tinctorius, Dittrichiaviscosa. In a second step, we investigated the settling of Myzus persicae on its host plantwhen intercropped with CP under controlled conditions. The results showed thatintercropping with some species such as R. officinalis, T. patula, T. erecta, P. zonal, L.latifolia, O. basilicum, C. officinalis or A. schoenoprasum, affects the survival and / or femalefecundity over time compared to the control. We also characterized each plant by a volatilecompounds profile and looked for relationships between these profiles and the effectivenessof CP. Then, we investigated the mechanisms of action of a CP. We studied the direct effectof CP on aphids by olfactometric tests. We found that, in the presence of R. officinalis,flowering T. patula, zonal P., L. latifolia, O. basilicum, or M. piperita, females prefer theodor of its host plant. We also tested a second hypothesis that VOCs emitted by a CP mayaffect the host plant. Plants were preconditioned with CP for five days. This preconditioningmodified the volatile profile of pepper but had only a negative effect on the settling of aphidson pepper preconditioned with T. patula. Finally, we tested the association with R. officinalis,L. latifolia and O. basilicum under greenhouse conditions. We found a significant effect onthe settling of aphid when using these CP and a decrease of rosemary efficiency when movingaway from rosemary plants. The larger effect was observed on peppers located close torosemary. These data provide new avenues of research and indication on judiciously CP thatcould be intercropped within agro-ecosystems

Dans un contexte où l’utilisation de substance chimique en agriculture est de plus en plus décriée, il est nécessaire de trouver de nouveaux moyens de protections des cultures, tout en maintenant une agriculture économiquement performante. Ainsi, un peptide extrait de graines de pois nommée PA1b (Pea Albumin 1 sous-unité b), présentant une forte activité insecticide a été découvert au laboratoire. PA1b provoque chez l’insecte modèle du laboratoire, le charançon des céréales Sitophilus sp., 100% de mortalité. L’action de PA1b passe par la liaison à un récepteur présent chez les charançons sensibles, et cette liaison est absente chez les charançons résistants ; ce récepteur est une pompe à protons nommée V-ATPase pour Vacuolar ATPase. Elle est composée de 14 sous-unités organisées en deux complexes protéiques nommés V1 (intracellulaire) et V0 (membranaire). PA1b agissant à l’extérieur des cellules seul le complexe V0 composé des sous - unités a, c, d et e pouvait être le récepteur de notre toxine. Mon premier objectif de thèse a été de comprendre le mode d’action de PA1b, en identifiant d’abord la ou les sous-unités réceptrices de PA1b, puis en recherchant par quel mécanisme la liaison de PA1b induit la mort de l’insecte. Nous avons cloné chez le charançon tous les gènes du complexe Vo, puis j’ai complémenté des levures déficientes pour ces gènes. Ce travail, mais également celui réalisé en collaboration avec d’autres équipes, nous a permis de proposer un modèle de perception de PA1b qui implique les sous-unités c et e de la V-ATPase, et permet également de proposer des hypothèses pour les différentes résistances au peptide. Par des méthodes d’immunohistologie et de biochimie, j’ai ensuite montré de manière concordante que la liaison de PA1b à la V-ATPase déclenche un phénomène d’apoptose qui conduit à la mort cellulaire, puis à la mort de l’insecte. Le second objectif de ma thèse était la mise en place d’un système de production hétérologue de PA1b. Grâce à l’expression hétérologue par infiltration de feuille de tabac (Nicotiana benthamiana) nous avons mis en place une technique de production efficace de la protéine PA1b. Après avoir déterminé les parties du gène codant PA1b nécessaires à la production de la protéine fonctionnelle, le système de production a ensuite été simplifié par la construction d’une cassette d’expression. Ainsi six isoformes de PA1b présents chez le pois, dont l’activité individuelle restait inconnue, ont été produits et testés, permettant de montrer que le caractère amphiphile de PA1b était primordial pour son activité. Par cette technique nous avons mis en place un système de production rapide et efficace permettant de tester la toxicité de nombreux isoformes de PA1b. Ce travail sera une aide précieuse pour le projet, dont l’un des objectifs majeurs est l’optimisation de PA1b, c’est-à-dire de déterminer la séquence peptidique la plus toxique. / In a context where chemical pesticides are increasingly criticized, new crops protection strategies that do not affect agriculture efficiency and productivity, must be found. A new peptide extracted from pea (Pisum sativum) seeds, named PA1b (Pea albumin 1 subunit b), and showing an important insecticide activity, was discovered in our laboratory. PA1b induces 100% mortality in our insect model, the cereal weevil, Sitophilus sp. PA1b acts by interacting with a receptor, this interaction is present in sensitive weevil, but not present in resistant weevil. The PA1b receptor is the vacuolar H+ -ATPase (V-ATPase), a multi-subunit proton pump. The V-ATPase is composed of two functional protein complexes named V1 (in the cytoplasm) and V0 (in the membrane). As PA1b is known to act only in the extracellular space, thus only the V0 complex, composed on the subunits a, c, d and e, can be the toxin receptor. The first aim of this thesis is to understand the PA1b mode of action: (i) identifying the subunit(s) acting as the receptor(s), (ii) understanding how the binding mechanism of PA1b on the receptor lead to the insect death. The weevil V0 complex genes were cloned and we used them for a functional complementation tests in yeasts strains deleted for these genes. Our data, together with those obtained through collaboration, lead to the proposal of model for the PA1b perception signaling which would involve subunits c and e of the V-ATPase. The identification of the PA1b receptor allows us to propose a hypothetical model explaining resistance mechanism to the peptide. Using immunohistology and biochemistry methods, we showed that PA1b-receptor interaction induced cells death triggered by apoptosis thus leading to insect death. The second aim of this thesis was the development of a PA1b heterologous production system. Through Agrobacterium tumefaciens mediated transient transformation by infiltration in tobacco leaves (Nicotiana benthamiana) an efficient system for PA1b production was developed. After identification of the essential parts of the complex PA1 gene necessary for efficient PA1b production, we created an expression cassette to simplify our heterologous production system. We used the system to produce six pea PA1b-isoformes with unknown individual toxic activity. The isoforms toxicity was experimentally determined, and our data showed that the amphiphilic properties of PA1b are essential for the maintenance of its toxic activity. For the first time, we implemented a quick and efficient production system, which allows to produce and to test many naturals or synthetics PA1b isoforms. This work will be useful to achieve one of the most important objectives of the research on this molecule, that is the identification.

Les racines de la plupart des arbres forment des symbioses ectomycorhiziennes avec les champignons mutualistes du sol. Le basidiomycète L. bicolor (Maire) P.D. Orton secrète de petites protéines effectrices (MiSSP) afin d'établir les structures symbiotiques. Toutefois, les protéines de l'hôte ciblées par les MiSSPs ne sont pas connues. Dans notre étude, nous démontrons, à l'aide du système double hybride chez la levure (Y2H), que la protéine MiSSP7 interagit avec les co-récepteurs de l'acide jasmonique (AJ) JAZ5 et JAZ6 de P. trichocarpa. Cette interaction entraine un blocage de la voie de signalisation de l'AJ et favorise le développement symbiotique. Des transformants de L. bicolor, dont l'expression de MiSSP7 est fortement réduite, ne sont plus capables de mycorhizer les racines du peuplier. Une variation transgénique de la transcription de PtJAZ6 ou l'inhibition de la voie de signalisation de l'AJ complémente ce phénotype. Nous avons également montré que la protéine PtJAZ6 interagit avec une protéine de type 14-3-3 et un facteur de transcription de type MYC, formant un complexe de régulation. Deux autres protéines effectrices, MiSSP8 et MiSSP17, sont sécrétées et essentielles au développement symbiotique. Les résultats des analyses Y2H suggèrent que MiSSP8 et MiSSP17 pourraient aider au contournement des réactions de défense de la plante-hôte. Au cours du développement symbiotique, le champignon est le siège d'une reprogrammation génétique importante. Les facteurs de transcription (TFs) sont les principaux acteurs de ces changements génétiques. Nous avons donc étudié les TFs de L. bicolor afin d'obtenir un inventaire complet des TFs régulés par la mycorhization / Roots of most trees form symbiosis with mutualistic soil-borne fungi. The ectomycorrhizal basidiomycete L. bicolor (Maire) P.D. Orton relies on mycorrhizal-induced small secreted proteins (MiSSP) to establish symbiotic tissues in the host-plant. The host proteins targeted by these fungal effectors are yet unknown. In the present study, we used the binary yeast two-hybrid (Y2H) system to determine direct interactions between MiSSP7 and the plant proteins in the L. bicolor-P. trichocarpa ectomycorrhizae. We showed that MiSSP7 interact with the jasmonic acid (JA) co-receptors JAZ5 and JAZ6 of P. trichocarpa, blocking JA signaling and promoting mutualism. L. bicolor transformants with severely reduced expression of MiSSP7 did not enter into symbiosis with poplar roots, a phenotype that could be complemented by transgenically varying the transcription of PtJAZ6 or through inhibiting JA signalling. Additional Y2H assays showed that PtJAZ6 protein form a regulatory complex involving 14-3-3 protein(s) and MYC transcriptional factors. Two others L. bicolor effector-like proteins, MiSSP8 and MiSSP17, are secreted and are essential for the symbiosis development. Y2H assays suggested that these MiSSPs interact with plant proteins involved in plant defence signalling pathways. During symbiosis development, L. bicolor experiences important genetic reprogramming required for root colonization. Transcription factors (TFs) are key players of these genetic changes. Here, we developed high throughput analysis of TFs in L. bicolor to obtain a comprehensive inventory of significantly regulated transcription factors in ECM

Cette étude a été dédiée au développement d’une nouvelle approche de modélisation de la phytodisponibilité des éléments traces. Cette approche a été employée pour prédire l’adsorption du cuivre (Cu) sur des racines de blé et de tomate. Plusieurs techniques analytiques (titrages acido-basiques, résonance magnétique nucléaire, spectroscopie d’absorption X) ont été employées et croisées avec des résultats de modélisation. Dans un premier temps, la réactivité des racines a été caractérisée. Les racines étant constituées de parois apoplasmiques et de membranes plasmiques, la contribution respective de ces deux compartiments végétaux aux propriétés de complexation des racines a été évaluée. L’étude a ensuite été focalisée sur la complexation du Cu au sein des racines et sur l’évolution de cette complexation en fonction des conditions physico-chimiques du milieu. Grâce aux résultats obtenus sur la caractérisation des racines et à l’acquisition d’un jeu varié de données expérimentales sur la complexation du Cu, le modèle a pu être paramétré. Il a été montré que les propriétés de complexation des racines de blé et de tomate proviennent conjointement des membranes plasmiques et des parois apoplasmiques. La spéciation du Cu au sein des racines était partagée entre les composés pectiques des parois apoplasmiques et les protéines enchâssées à la fois dans les parois apoplasmiques et les membranes plasmiques. Un modèle propre aux racines a pu être développé sur la base d’un modèle existant dédié à la réactivité des substances humiques. Le modèle WHAM-THP, présenté dans cette étude, est un premier pas vers un nouvel outil d’évaluation de la phytodisponibilité des éléments traces. / This study has been dedicated to the development of a new modeling approach of trace element phytoavailability, focusing on binding reactions between trace element and plant roots. This approach was used to predict copper (Cu) adsorption on wheat and tomato roots. Several analytical techniques (acid-base titrations, nuclear magnetic resonance of carbon 13, X-ray absorption spectroscopy) were used and crossed with modeling results. At first, plant root reactivity was characterized. Because plant roots are consist of cell walls and plasma membranes, the relative contribution of these two compartments in root binding properties was evaluated. The study was then focused on Cu binding reactions on roots and the effects of physico-chemical conditions (pH, ionic strength, presence of cations) on copper binding. The model has been set thanks to results on root characterization obtained and the acquisition of a set of experimental data on Cu binding. It has been shown that binding properties of wheat and tomato roots came from both cell walls and plasma membranes. Copper speciation in roots was shared, almost evenly, between cell wall pectic compounds and proteins embedded in cell walls and plasma membranes. A model, specific to plant roots, has been developed on the basis of a current model dedicated to the humic substances reactivity. The WHAM-Terrestrial Higher Plants model presented in this study is a first step towards a new tool for assessing the availability of trace elements for plants.

Les plantes possèdent de multiples systèmes de défense contre les insectes phytophages. Dans un contexte agronomique, manipuler ces défenses au moyen de la sélection pourrait contribuer à réduire les dommages causés par les insectes ravageurs en augmentant la résistance naturelle des plantes. Cette stratégie se heurte cependant à des contraintes très fortes lorsqu'il s'agit de l'appliquer aux insectes. Après avoir détaillé ces contraintes, nous proposons une démarche alternative aux méthodes classiques. Celle-ci vise à identifier des traits-clés de la plante qui modulent son interaction avec le ravageur. Si de tels traits sont identifiés et validés expérimentalement, ils permettront ensuite de conduire la sélection sans nécessiter d'insecte. Nous avons testé cette démarche dans un système composé du colza (Brassica napus) et du méligèthe Meligethes aeneus, un ravageur majeur de cette culture. Le méligèthe est un coléoptère pollinivore dont les adultes sont généralistes mais ne pondent que sur certaines brassicacées. Les dégâts agronomiques sont causés par ces adultes qui, avant que la floraison ne démarre, détruisent les boutons floraux pour atteindre le pollen qu'ils contiennent. Quatre étapes cruciales de l'interaction ont été étudiées : l'attraction à distance, l'alimentation des adultes, la production et la ponte des œufs, et le développement larvaire. Six génotypes de colza ont été comparés dans une série d'expérimentations au laboratoire. La mise en relation des résultats de préférence/performance de l'insecte avec des profilages métaboliques larges de tissus floraux a permis d'identifier des traits-clés candidats. Les conclusions principales de ce travail sont (i) que la composition biochimique du périanthe est déterminante dans la stimulation de l'alimentation des adultes, et que cette stimulation pourrait être largement sous l'influence d'un petit nombre de composés dont le saccharose ; (ii) que cette stimulation détermine de façon majeure, par un effet domino, la production d'œufs en contraignant l'ovogenèse ; (iii) que la qualité nutritionnelle du pollen impacte à la fois les larves et les adultes, et que cette qualité pourrait être déterminée en bonne partie par la concentration en amidon et en certains glucosinolates (des métabolites secondaires typiques de quelques familles végétales dont les brassicacées). La combinaison des différents résultats obtenus permet également de proposer des hypothèses plus générales, parmi lesquelles le fait que le contexte agronomique dans lequel l'interaction a lieu ait largement influencé, voire perturbé, l'interaction qui liait le méligèthe et les brassicacées sauvages avant que les cultures de colza ne se généralisent. Cette thèse a montré qu'une nouvelle voie était peut-être envisageable pour contribuer à protéger les cultures de façon durable contre les insectes ravageurs, en particulier pour les systèmes agronomiques où les dégâts sont causés à un stade temporairement sensible de la culture. / Plants display multiple defense systems against phytophagous insects. Manipulating these defenses by means of selection could contribute to decrease damages caused by insect pests, by increasing natural resistance of crops. This strategy faces great constraints when applied to insects. We first detail these constraints and then propose an alternative approach to classical methods. It consists in identifying key plant traits that determine the intensity of the interaction between the plant and the pest. If such traits are identified, selection could be conducted on the basis if these sole traits, without needing any insect. We tested this approach in a system composed of oilseed rape (Brassica napus) and the pollen beetle (Meligethes aeneus), a major pest of this culture. This coleopteran generalist pollen feeder lays eggs only on certain brassicaceous plants. Agronomical damage arise before plant flowering and are caused by adults, which destroy flower buds to get the pollen they contain. Four crucial steps of the interaction were studied: attraction, adult feeding, egg production and oviposition, and larval development. Six oilseed rape genotypes were compared in a series of experiments conducted in the laboratory. By linking insect preference/performance to large metabolic profiling of bud tissues, we identified candidate key traits. Main conclusions of this work are (i) that biochemical composition of the perianth, especially a few compounds among which sucrose, is determinant for feeding intensity; (ii) that feeding stimulation has an important impact on egg production by constraining oogenesis; (iii) that pollen nutritional quality, probably mostly determined by starch and some glucosinolates, interacts with both pollen beetle larvae and adults. Combination of several results also allows drawing more general hypotheses about the oilseed rape - pollen beetle interaction. One of these is that the agronomical context in which the interaction takes place may have largely influenced, or even disturbed, the interaction that linked this insect and wild brassicaceous plants before oilseed rape cultivation. This thesis showed that a new way might be possible to protect cultures against insect pests. It could be both efficient and sustainable, especially in systems where agronomical damage is caused at a temporary vulnerable plant stage.