Dans notre contexte moderne, les besoins en carburant demandent une innovation constante en terme de sources d'énergie. La dominance actuelle des carburants d'origine fossile dans les modes de transport personnels tels que l'aviation peut être renversée à condition de disposer de carburants efficaces riches en molécules énergétiques comme les hydrocarbures long. Dans le cas où les marchés économiques augmentent le prix des énergies fossiles, une source d'énergie renouvellable seront les plantes. Les plantes qui semblent les plus prometteuses sont les algues. En effet, ces cellules vertes produisent des lipides et ne nécessitent pas l'utilisation de terres arables si fortement prisées dans d'autres secteurs de l'agriculture. Cette thèse examine donc les conditions requises pour la productionde lipides neutres par Chlamydomonas reinhardtii. Pour commencer, un mutant est caractérisé en comparaison avec le type sauvage: sa concentration en amidon et lipides neutres est plus elevée sous illumination forte et normale. La caractérisation genomique a mis en lumière 41 gènes manquants. A la place, cette étude présente les résultats liés à l'effet de l'exposition de la souche sauvage à une forte illumination d'une part, et à une carence en azote d'autre part. Pendant les périodes de luminosité intense, les niveaux de TAG sont d'abord élevés. Dans le cas de carence en azote, l'augmentation du niveau de TAG commence seulement après l'épuisement total d'azote. L'expression du MLDP est plus notable dans le cas d'une carence en azote que d'une forte luminosité. Afin de révéler l’effet de la forte lumière seule, les corps lipidiques ont été isolés et comparés. / Neutral lipid accumulation by microalgae has recently regained considerable interest as these organisms are considered as a promising feedstock for the production of renewable biodiesel. Nitrogen deprivation is well described as a trigger for neutral lipid accumulation in various species of microalgae including Chlamydomonas. However nitrogen deprivation provokes a stop in protein synthesis and cell division, therefore limiting microalgal biomass productivity. In order to elucidate mechanisms of lipid accumulation in Chlamydomonas reinhardtii, a mutant exhibiting elevated TAG levels is characterized. The mutant exhibits reduced chlorophyll butelevated starch and neutral lipids under strong illumination in replete medium. Genomic characterization has revealed 41 missing genes. This mutant has highlighted the link between luminosity and TAG biosynthesis. To gain insights into the differences in molecular mechanisms behind oil accumulation processes under nitrogen starvation to that of high light, lipidomic changes in separate wildtype cultures were observed. Results showed that despite intracellular TAGs were found to accumulate to lower levels in response to high light in comparison to nitrogen deprivation; the TAGs productivity was higher due to a persistent biomass production. Furthermore differences in both the lipid and protein composition were observed in lipidomes and proteomes determined by pure extracts of lipid bodies isolated from both conditions revealing differences in lipid bodies isolated from different conditions.

La culture du manguier à La Réunion est confrontée à un cortège de bioagresseurs, dont la punaise Orthops palus (Heteroptera, Miridae). Cette espèce est uniquement signalée en Ouganda et à La Réunion mais n'est considérée comme ravageur du manguier qu'à La Réunion. Peu d'études ont donc été consacrées à cet insecte, ce qui est à l'origine du manque de connaissance sur ce ravageur. L'objectif général de cette thèse est l'acquisition de connaissances sur O. palus. Il se décline en plusieurs objectifs spécifiques. Il s'agit, dans un premier temps, de caractériser la diversité de mirides présentes dans les vergers de manguiers de La Réunion. Dans un deuxième temps, l'objectif est de caractériser le cycle biologique d'O. palus et les interactions insecte-plantes. Enfin, dans un troisième temps, le dernier objectif consiste à étudier la distribution et la diversité génétique de l'espèce à La Réunion et dans la zone sud-ouest de l'océan Indien (SOOI). Les principaux résultats de la thèse sont les suivants. La miridofaune des vergers de manguiers a été étudiée et, parmi les 13 espèces de mirides recensées, O. palus est l'espèce la plus abondante sur les inflorescences du manguier lors de sa floraison. Pour identifier O. palus au laboratoire et la reconnaître sur le terrain, trois outils originaux ont été construits (une clé d'identification, des séquences du Cytochrome c Oxydase I et une fiche de reconnaissance sur le terrain). Un élevage d'O. palus a été mis au point ; il a permis de caractériser son cycle biologique et de mesurer les durées de développement des différents stades. Parallèlement, l'inventaire in situ des plantes hôtes d'O. palus (15 espèces à La Réunion) a montré le caractère polyphage de espèce. Les études sur la diversité et la structuration génétique d'O. palus dans les îles du SOOI ont apporté des résultats importants. À La Réunion, la population d'O. palus est structurée en deux clusters, mais les facteurs structurant n'ont pu être totalement identifiés. À Maurice, une seule population est recensée et demeure différente de celles de La Réunion. Aucune race d'hôte n'a été mise en évidence, ni à La Réunion, ni à Maurice. Des flux de populations, dans les deux sens, ont été mis en évidence entre ces deux îles. Enfin, l'analyse de la diversité de l'ADN mitochondrial sur des individus prélevés sur quatre îles du SOOI (La Réunion, Maurice, Mayotte, Grande Comore) montre la présence d'au moins sept haplotypes dont la distribution confirme les échanges inter-îles. La dynamique spatiale et temporelle de l'insecte en relation avec sa stratégie de passage de l'année ainsi que les flux de populations à l'échelle du SOOI font l'objet de discussions transversales. Les résultats montrent qu'au-delà d'être une punaise s'attaquant uniquement au manguier, comme son nom le suggérait jusqu'à présent, O. palus est surtout une "Punaise des fleurs", susceptible de se maintenir toute l'année en se déplaçant, selon la disponibilité des ressources alimentaires, de plante en fleur à plante en fleur. Parmi les plantes participant à sa dynamique annuelle, plusieurs sont des plantes d'intérêt économique (letchi, jujubier, avocatier). Diverses perspectives de recherche sont proposées pour compléter les connaissances déjà acquises sur O. palus, notamment la compréhension des processus de dispersion des populations à l'échelle de l'agroécosystème, la vérification de la présence d'O. palus dans d'autres territoires du SOOI et l'étude de sa diversité génétique dans cette même région. Enfin, à la lumière des résultats acquis dans la thèse, des propositions de gestion agroécologique des populations d'O. palus à l'échelle locale, ainsi que des recommandations sur les mesures de précaution à prendre pour éviter les flux de populations entre les pays de l'océan Indien sont faites. / Mango crops in Reunion Island are threatened by a series of pests, including the bug Orthops palus (Heteroptera, Miridae). This species has only been reported in Uganda and Reunion Island but is considered pest of mango only in Reunion Island. Few studies have therefore been devoted to this bug, which explains the lack of knowledge concerning this pest. The overall aim of my thesis was to acquire knowledge about O. palus, and several specific objectives were pursued. The first was to characterize mirid diversity in the mango orchards of Reunion Island. The second was to characterize the life cycle of O. palus and insect-plant interactions. The third objective was to study the distribution and genetic diversity of the species in Reunion Island and on other islands in the south-west Indian Ocean (SWIO).The main results of these studies are: among the 13 species identified in the community of mirids in mango orchards, O. palus was the most abundant on the mango inflorescences when in flower. Three original tools were built to identify O. palus in the laboratory and to recognize the species in the field: an identification key, COI sequences, and a field recognition card). A method was developed to rear O. palus, which enabled the characterization of its life cycle and the length of the development stages. Meanwhile, the inventory of in situ host plants (15 species in Reunion Island) showed that O. palus is polyphagous. Studies of the diversity and genetic structure of O. palus in SWIO islands also provided significant results. In Reunion Island, the population is structured in two clusters, although the structural factors could not be fully identified. In Mauritius, one cluster was identified and was shown to be different from the clusters in Reunion Island. No host race was found either in Reunion Island or in Mauritius. Population movements in both directions between the two islands were highlighted. Finally, the analysis of the mitochondrial DNA diversity of individuals sampled on four SWIO islands (Reunion, Mauritius, Mayotte, Grande Comore) revealed the presence of at least seven haplotypes whose distribution confirmed exchanges between islands.The dynamics of O. palus in space and over time are discussed in connection with its survival strategy over the course of the year and with population flows across SWIO. The results showed that beyond being a bug that attacks only the mango tree, as the name strongly suggests, O. palus is rather a "flower bug" likely to maintain populations throughout the year by moving from one flowering plant to another according to food availability. Among the plants involved in the annual dynamics of the insect, several species beside mango are of economic interest (lychee, jujube, avocado). Several research topics are proposed to complete the knowledge already acquired on O. palus, including understanding of population dispersion processes at the scale of the agro-ecosystem, and evaluating the presence and the genetic diversity of O. palus in other SWOI territories. Finally, agroecological practices for the local management of O. palus populations are proposed based on the results of the studies that comprise the present dissertation. Recommendations are made for precautionary measures to prevent the flow of O. palus populations between countries located in the Indian Ocean.

Phytoextraction du nickel dans les sols ultramafiques d’Albanie La phytoextraction minière est un procédé de récupération des métaux des sols minéralisés naturels ou pollués à l’aide de plantes hyperaccumulatrices. Elle est une alternative à l’agriculture vivrière des zones ultramafiques. L’objectif de la thèse est le développement d’une technologie de phytoextraction extensive du Ni avec Alyssum murale sur les Vertisols ultramafiques. Pour cela, il s’agissait : i) d’identifier les plantes hyperaccumulatrices les plus efficaces dans le prélèvement du Ni et comprendre les relations entre le prélèvement du métal et sa biodisponibilité, ii) de déterminer les types de sols adaptés à la phytoextraction du Ni et iii) de définir et optimiser un itinéraire agronomique adapté pour l’espèce retenue et pour les conditions édaphiques. Dans ce but, des prospections géobotaniques ont été conduites en Albanie et en Grèce. Puis une étude in situ des facteurs qui influencent la biodisponibilité du Ni et le comportement des plantes sur une toposéquence ultramafique a été mise en place. Enfin un essai agronomique de quatre années sur un site ultramafique d’Albanie (Pojske) a permis de tester la fertilisation, le contrôle des adventices par herbicide et la date de récolte pour optimiser le rendement d’extraction du Ni. Les résultats montrent que parmi l’ensemble des espèces présentes naturellement sur les serpentines des Balkans, A. markgrafii et A. murale ont le plus fort taux d’accumulation du Ni. Les Vertisols ultramafiques présentent une disponibilité élevée du Ni favorable à la phytoextraction minière. La biomasse d’A murale est augmentée de 0,2 t ha-1 à 6,0 t ha-1 à partir des traitements agronomiques et le rendement de phytoextraction de Ni par A. murale est de 23 à 69 kg ha-1. Alyssum murale peut être envisagée comme une culture pérenne et la fertilisation permet d’augmenter la compétitivité de la plante sans affecter les concentrations de Ni dans les parties récoltées / Phytomining is a process for recovering metals with hyperaccumulating plants from natural or polluted soils. It is an alternative to conventional farming in ultramafic areas. The aim of the thesis is the development of an extensive phytoextraction technology with Alyssum murale on ultramafic Vertisols. Therefore, work was conducted to i) identify the most effective Ni hyperaccumulators, and understand the relationship between metal uptake and bioavailability, ii) identify soil types suitable for phytoextraction, and iii) define and optimize agronomic practices adapted to the plant species and the edaphic conditions. Hence, geobotanical surveys were conducted in Albania and Greece. Then an in situ study was run on an ultramafic toposequence to assess the factors that influence Ni bioavailability and behavior of plants. Finally a four-year field trial was carried out on an ultramafic site in Albania (Pojske) where fertilization, weed control by herbicide, and harvest date were tested to optimize the efficiency of Ni extraction. The results showed that A. markgrafii and A. murale exhibit the highest rate of Ni accumulation among all species of Balkan serpentines. The ultramafic Vertisols have a high Ni availability phytoextraction and are favourable for phytomining. A. murale biomass increased from 0.2 t ha-1 to 6.0 t ha-1 due to optimization of agronomic treatments, and performance of phytoextraction from 23 to 69 kg ha-1. Alyssum murale can be seen as a perennial crop, and fertilization increases the competitiveness of the plant without affecting the Ni concentrations in the harvested parts

La compréhension et l'exploitation des processus biologiques, tels que la symbiose fixatrice d'azote (plante-bactéries) et la symbiose endomycorhizienne à arbuscules (plante-champignons), représentent un intérêt agronomique et écologique majeur. Les lipo-chitooligosaccharides (LCO) jouent un rôle essentiel dans la mise en place de ces deux symbioses. Il est donc important de mieux comprendre les mécanismes induits par ces molécules signal, et notamment l’interaction avec leur récepteur dans les plantes-hôtes.Les synthèses chimiques de ces molécules sont souvent longues, difficiles et les rendements finaux sont très faibles. Il est intéressant de s'intéresser à l'obtention d'analogues biologiquement actifs dont la synthèse serait plus efficace. Différents travaux ont montré qu'un cycle triazole pouvait être un bon mime d'une unité saccharidique. De plus, des travaux de modélisation des interactions protéine-ligand ont permis de supposer que l'unité II d'un LCO-IV pourrait avoir un rôle moins important dans la liaison avec le récepteur. Le but du projet a donc été de réaliser la synthèse de ces analogues de LCO-IV dont l'unité II est remplacée par un lien triazole.La stratégie développée a nécessité la synthèse de deux briques moléculaires, un monosaccharide propargylé en position 4 et un disaccharide comportant un azoture en position anomère. Grâce à la mise au point des différentes étapes de synthèse, ces deux briques ont pu être obtenues avec de bons rendements. La cycloaddition [3+2] catalysée au cuivre a permis d'obtenir le triazole souhaité et les premiers analogues de tétrasaccharides de manière efficace. L'utilisation préalable de protections adéquates a permis d'introduire la diversité moléculaire souhaitée, une fonction sulfate sur la position 6 de l'unité réductrice et différentes chaînes carbonées lipophiles sur l'amine de l'unité non-réductrice. Quatre analogues de LCO ont été obtenus avec de très bons rendements. Les tests de compétitions, effectués sur ces analogues, n'ont montré aucune affinité pour le récepteur. Une approche synthétique de nouveaux analogues par une C-glycosylation a alors été proposée. / Understanding and exploitation of biological processes, such as symbiotic nitrogen fixation (plant-bacteria) and arbuscular endomycorrhizal symbiosis (plant-fungi), represent important agricultural, ecological and societal interest. The lipo-chitooligosaccharides (LCO) play an essential role in the implementation of these symbioses, it is then important to better understand the mechanisms induced by these signaling molecules, and especially the interaction with host-plant receptors.The chemical syntheses of these molecules are often long, difficult and the final yields are very low, so it could be interesting to obtain biological active analogs more efficiently. Various studies have already shown that a triazole unit could be a saccharide mimic. Furthermore, modelling studies of protein-ligand interactions showed that the monosaccharidic unit II of a LCO-IV could have a less important role in the interaction with the receptor. The project aimed to synthesize these LCO-IV analogs in which unit II was replaced by a triazole link.The strategy was directed towards the synthesis of two glycostructures, a monosaccharide propargylated at C-4 position and a disaccharide with an azide at anomeric position. Various synthetic steps were performed to have access to these two intermediates in good yields. Copper-catalyzed [3+2] cycloaddition gave efficiently the desired triazole unit of tetrasaccharidic analogs. The prior use of adequate protections finally allowed to introduce the desired molecular diversity, a sulphate function at C-6 position of the reducing unit and different lipophilic carbon chains on the amine of the non-reducing unit, and thus to obtain four LCO analogs with very good yields. Competition tests performed on these analogs have shown no affinity for the receptor. A synthetic approach of novel analogs using a C-glycosylation step was then proposed.

Pendant l’infection, les agents phytopathogènes sécrètent un arsenal de molécules, appelées effecteurs, éléments clés de la pathogénie qui modulent l’immunité innée de la plante et facilitent l’infection. Leptosphaeria maculans est le champignon responsable de la nécrose du collet du colza. Plus de 650 gènes codant des effecteurs potentiels ont été identifiés dans son génome, dont 7 ont un rôle reconnu dans l’avirulence du champignon. Les effecteurs fongiques correspondent principalement à de petites protéines potentiellement sécrétées (PPS), n’ayant pas d’homologues dans les bases de données et pas de motifs connus. Par conséquent, leur fonction biologique est difficile à prédire, et très peu de choses sont connues sur le mode d’action des effecteurs de L. maculans au cours de l’infection.L’objectif de ma thèse était de caractériser fonctionnellement des effecteurs de L. maculans afin de mieux comprendre leur rôle au cours du processus infectieux. Cette caractérisation fonctionnelle a consisté en : i) la détermination de la localisation subcellulaire de ces effecteurs dans Nicotiana benthamiana et Arabidopsis thaliana ; ii) la recherche de cibles végétales ciblées par ces effecteurs ; et iii) la détermination des processus cellulaires impactés par ces effecteurs par expression stable dans A. thaliana et tests de suppression de mort cellulaire dans N. benthamiana. Quatre effecteurs ont été choisis pour cette étude : AvrLm10-1, AvrLm10-2, AvrLm4-7 et AvrLm3.AvrLm10-1 et AvrLm10-2 sont tous les deux nécessaires pour induire une reconnaissance par le gène de résistance Rlm10. Des orthologues d’AvrLm10-1 et AvrLm10-2 ont été identifiés chez des Dothidéomycètes et des Sordariomycètes phytopathogènes ainsi que plusieurs paralogues exprimés spécifiquement pendant l’infection chez L. maculans. AvrLm10-1 et AvrLm10-2 présentent toutes les deux une localisation nucléo-cytoplasmique. Une interaction physique entre AvrLm10-1 et AvrLm10-2 a été mise en évidence, ainsi qu’une interaction potentielle de ces deux protéines avec une protéine PR1 (Pathogenesis-related 1) et une cystéine-protéase végétale.AvrLm4-7 est reconnu par deux gènes de résistance, Rlm4 et Rlm7, et sa présence empêche la reconnaissance d’AvrLm3 par Rlm3. AvrLm4-7 est capable de supprimer la mort cellulaire provoquée aussi bien par des inducteurs généraux de la mort cellulaire que par des inducteurs de la PAMP-Triggered Immunity (PTI) et de l’Effector-Triggered Immunity (ETI). AvrLm4-7 présente une localisation nucléo-cytoplasmique, qu’il soit exprimé avec ou sans son peptide signal, ce qui suggère un mode d’action intracellulaire. AvrLm4-7 interagit potentiellement avec une protéine ribosomale végétale, de la même manière qu’un effecteur de Blumeria graminis avec lequel il partage des analogies structurales. Cependant, des lignées d’A. thaliana exprimant AvrLm4-7 de façon constitutive ne présentent aucune différence morphologique ou de sensibilité aux maladies comparativement à l’écotype sauvage Col0.AvrLm3 est un gène d’avirulence très conservé dans les populations de L. maculans dont la reconnaissance par le gène de résistance Rlm3 est supprimée en présence d’AvrLm4-7. AvrLm3 est capable de supprimer la mort cellulaire associée à la PTI et à l’ETI. Cet effecteur est localisé dans l’apoplasme des cellules foliaires lorsqu’il est exprimé avec son peptide-signal, suggérant un mode d’action extracellulaire. AvrLm3 interagit potentiellement avec une myrosinase-associated proteine sécrétée impliquée dans le système myrosinase-glucosinolate, suggérant qu’AvrLm3 perturberait la synthèse des glucosinolates, ce qui est un mode d’action inédit pour un effecteur d’agent phytopathogène.Cette thèse a permis de mieux comprendre le mode d’action des effecteurs de L. maculans et de proposer de nouvelles stratégies de contrôle des maladies fongiques. / During infection, plant pathogens secrete an arsenal of molecules collectively known as effectors that circumvent plant innate immunity and trigger infection. The phytopathogenic fungus Leptosphaeria maculans is the causal agent of stem canker of oilseed rape. More than 650 putative effector-encoding genes have been identified in its genome, 7 of them corresponding to avirulence genes. Fungal effectors mainly correspond to small secreted proteins (SSP) with no known homologs and no predicted functions. Their biological function is therefore difficult to predict, and very little is known about the mode of action of L. maculans effectors during infection.The objective of my thesis was to elucidate the role of L. maculans effectors during infection through their functional characterization which included: i) the determination of their subcellular localization in Nicotiana benthamiana et Arabidopsis thaliana; ii) a search for their plant targets; and iii) the determination of the cellular processes targeted by those effectors through their stable expression in A. thaliana and by testing their ability to suppress cell-death in N. benthamiana. We investigated four effectors in that study: AvrLm10-1, AvrLm10-2, AvrLm4-7 and AvrLm3.AvrLm10-1 and AvrLm10-2 are both necessary to trigger recognition by the Rlm10 resistance gene. We have identified orthologs for AvrLm10-1 and AvrLm10-2 in Dothideomycetes and Sordariomycetes phytopathogens, and several paralogs in L. maculans which are expressed specifically during oilseed rape infection. AvrLm10-1 and AvrLm10-2 both have a nucleo-cytoplasmic localization. AvrLm10-1 and AvrLm10-2 physically interact, and may also interact with a PR1 (Pathogenesis-related 1) protein and a secreted cysteine-protease. AvrLm4-7 is recognized by two resistance genes, Rlm4 and Rlm7, and suppresses recognition of AvrLm3 by Rlm3. AvrLm4-7 suppresses cell-death triggered by general inducers, PAMP-Triggered Immunity (PTI) and Effector-Triggered Immunity (ETI). AvrLm4-7 has a nucleo-cytoplasmic localization, whether expressed with or without its signal peptide, suggesting an intracellular mode of action. One of the potential plant targets for AvrLm4-7 is a ribosomal protein, just like a Blumeria graminis effector with structural analogy to AvrLm4-7. Transgenic lines of A. thaliana constitutively expressing AvrLm4-7 do not show any morphological phenotypes or any difference in their susceptibility to diverse fungal pathogens. AvrLm3 is an avirulence gene strongly conserved in L. maculans populations. Recognition of AvrLm3 by Rlm3 is suppressed by the presence of AvrLm4-7. AvrLm3 suppresses cell-death triggered by several inducers of PTI and ETI. AvrLm3 is localized in plant apoplasm when expressed with its signal peptide, suggesting an extracellular localization. AvrLm3 potentially interacts with a secreted myrosinase-associated protein implicated in the myrosinase-glucosinolate system, suggesting that AvrLm3 could disturb glucosinolate production, which is a novel mode of action never described for a plant pathogen effector.My thesis allowed us to improve our knowledge on fungal effector function during infection and to propose new strategies for plant diseases management

L’amélioration de l’efficacité de l’utilisation de l’eau (WUE) s’avère un élément clé afin d’augmenter la durabilité des plantes cultivées lors de périodes de sécheresse. Dans ce contexte, cette thèse a étudié la relation entre la conductance du mésophylle au CO2 (gm), un élément contraignant l’assimilation en carbone, et l’hydraulique chez des peupliers hybrides, espèces à forte croissance et haute transpiration. Il a été démontré, à l’aide d’une méthode améliorée, que gm reste constante durant les premières étapes d’un stress hydrique jusqu’à un seuil de conductance stomatique (gs) d’environ 0,15 mol m−2 s−1. En diminuant expérimentalement les limitations causées par les stomates, gm et la conductance hydraulique des feuilles n’ont pas été altérées, suggérant une isolation hydraulique partielle du mésophylle. L’application d’acide abscissique (ABA) exogène et la cavitation du xylème ont mis en évidence le délai de réaction de gm par rapport à gs, suggérant également l’isolation hydraulique du mésophylle. L’isolation hydraulique serait en cause et entrainerait un délai dans l’acheminement de l’ABA, retardant ainsi la fermeture d’aquaporines et entrainant une déviation de l’eau vers la voie apoplastique et une diminution irréversible de gm. Toutefois, une diminution de la turgescence résultant de la cavitation entraine une diminution de gm réversible par pressurisation d’eau dans le xylème, suggérant un effet réversible au niveau de la membrane plasmique. Ces deux mécanismes peuvent également être observés lors d’un stress hydrique de plus longue durée. Ainsi, la diminution de gm est retardée de quelques jours par rapport à gs, suggérant un effet de l’ABA endogène. Toutefois, une variation diurne de gm après plus d’une semaine de stress suggère une réaction au changement journalier de turgescence. La variation de réponse de gs entre différents génotypes de peupliers et le délai de réaction de gm permettent d’augmenter le ratio gm/gs, et ce dernier est corrélé positivement à l’efficacité de transpiration, une composante foliaire de WUE. Ainsi, le ratio gm/gs serait un trait à favoriser dans l’amélioration de WUE afin d’augmenter la résilience des plantes cultivées à la sécheresse, surtout dans un contexte de changements climatiques où la fréquence et l’intensité des périodes de séchesse sont prédits d’augmenter. / Increasing water use efficiency (WUE) is a key objective to improve the sustainability of cultivated plants to drought. In that context, this thesis has studied the relation between leaf hydraulics and mesophyll conductance to CO2 (gm), a component that restricts carbon assimilation, in hybrid poplar clones, plants with high growth rates and transpiration. It was first shown, using an improved measurement method, that gm remained constant during the early stages of water stress and declined only below a stomatal conductance (gs) threshold of ~0.15 mol m−2 s−1. Removing stomatal limitations experimentally did not improve gm or leaf hydraulic conductance (Kleaf), which suggests a partial hydraulic isolation of the mesophyll. Furthermore, adding xylem-fed abscisic acid (ABA) or inducing xylem cavitation again showed a delayed gm response and hydraulic isolation of the mesophyll. Two mechanisms would be at play. First, in the case of ABA, hydraulic isolation would delay its delivery and eventually induce mesophyll aquaporins gating and a shift towards the apoplastic water pathway, thus decreasing gm. However, it is only with a decline in turgor caused by xylem cavitation that pressurizing water allows for a full restoration of gm, which suggests a reversible change at the plasma membrane level. Those two mechanisms can be observed during a longer water stress period. Thus, the delay in gm decline by a few days compared to gs suggests an ABA response and the partial hydraulic isolation of the mesophyll. After more than a week of water stress, diurnal changes in gm indicate a daily turgor variation. The variation in gs response to drought and the delay in the decline of gm increase the gm/gs ratio, which is positively correlated to transpiration efficiency, a foliar component of WUE. Thus, the gm/gs ratio was used to discriminate between five poplar genotypes, and the results suggest that it should be improved to increase WUE and the resilience of cultivated plants to drought, which is more than ever critical since drought events are predicted to increase in frequency and intensity under climate change.

Au cours de cette étude, 237 micro-organismes ont été isolés de cinq substrats utilisés pour la culture de la tomate de serre. De ceux-ci, 40 micro-organismes ont réduit la croissance mycélienne in vitro de Pythium aphanidermatum et de Pythium ultimum parmi lesquels plusieurs permettaient de réduire la fonte des semis causée par ces deux agents pathogènes. Des travaux ont par la suite été entrepris afin de tester la capacité de ces micro-organismes à réduire la pourriture pythienne (P. ultimum) chez des plants de tomate matures cultivés en conditions hydroponiques. Les résultats obtenus ont montré que Pénicillium brevicompactum, P. solitum souche 1, Pseudomonas fluorescens, P. marginalis, P. putida sous-groupe B souche 1, P. syringae souche 1 et Trichoderma atroviride ont réduit le taux d'infection par P. ultimum, amélioré l'ancrage dans le substrat et augmenté le rendement vendable des plants cultivés dans de la laine de roche. Les expériences effectuées dans un substrat organique contenant de la tourbe, de la sciure de pin et du compost (v/v/v; 60/30/10) ont également démontré la capacité de la plupart de ces micro-organismes à réduire la pourriture pythienne et à augmenter l'ancrage des plants. P. putida sous-groupe B souche 1 et T. atroviride ont par ailleurs augmenté significativement la croissance reproductive des plants sains cultivés en conditions hydroponiques, et ce aussi bien en laine de roche qu'en substrat organique. Cet effet stimulant pourrait être attribuable, à tout le moins en partie, à une régulation de la concentration d'auxines au niveau de la rhizosphère par ces micro-organismes et à une production microbienne de 1-aminocyclopropane-l-carboxylate (ACC) désaminase. À cet effet, les travaux réalisés suggèrent que la synthèse microbienne d'acide indole-acétique (AIA) à partir de tryptophane serait impliquée dans la stimulation du développement de plantules de tomate d'une part ; ils démontrent d'autre part que la présence de P. putida et T. atroviride au niveau de la rhizosphère réduit l'effet inhibiteur de F AIA sur l'élongation racinaire. Les travaux ont également montré que P. ultimum est en mesure de produire des composés auxiniques (notamment l'AIA) et que l'AIA appliqué au niveau des racines ou des parties aériennes influence le développement des symptômes de pourriture pythienne chez la tomate. Plus spécifiquement, les travaux ont montré que de faibles (0 à 0,1 ug/ml) concentrations d'AIA exogène au niveau de la rhizosphère ont augmenté la sévérité des symptômes causées par P. ultimum, tandis que de fortes concentrations (10 (ig/ml), appliquées soit au niveau du substrat ou au niveau des parties aériennes, ont réduit les dommages causés par cet agent pathogène. Cette étude a permis d'identifier des micro-organismes capables d'une part de limiter les dommages attribuables au champignon P. ultimum chez la tomate de serre et d'autre part de stimuler la croissance des plants de tomate. Considérant l'importance de cet agent pathogène responsable de pertes substantielles dans la culture de la tomate de serre en milieu hydroponique, ces micro-organismes bénéfiques pourraient trouver des applications dans la culture commerciale de ce légume.

L 'Acanthus pubescens Engl., arbuste originaire d'Afrique, a massivement colonisé d'anciennes aires de coupe forestière industrielle au Parc National de Kibale, en Ouganda. Dans ces zones perturbées, la régénération de la forêt tropicale est arrêtée. Le succès de recrutement des espèces arborescentes dans un environnement donné est fonction des processus associés aux graines et aux plantules. Ainsi, dans ce mémoire, nous évaluons si des facteurs tels que la dissémination des graines, la granivorie, l'herbivorie et la compétition pour les ressources abiotiques limitent la régénération dans les îlots de VA. pubescens. Les résultats suggèrent que les graines disséminées sont viables, que la granivorie n'est pas une contrainte majeure pour la régénération et que l'herbivorie mammalienne ne limite pas la performance et la survie des plantules. Toutefois, la compétition pour les ressources, principalement la lumière, semble être en partie responsable de l'arrêt de la régénération forestière dans les îlots de VA. pubescens.

Le henné (Lawsonia inermis) est cultivé dans la région de Koulikoro au Mali. La vente de ses feuilles constitue une source de revenu pour les producteurs. L’utilisation du henné comme produit cosmétique est répandue dans tout le pays. Malgré l’importance de la plante sur les plans économique et social, très peu d’études ont été réalisées sur son potentiel. Cette étude avait pour but, d’une part, de comprendre les éventuels obstacles à une future introduction du henné dans la commune du Méguétan et d’autre part, de réaliser une première évaluation de sa rentabilité financière. Il ressort de l’enquête réalisée auprès de 135 agriculteurs, que le henné est une culture rentable et que les agriculteurs de la commune du Méguétan sont favorables à son introduction dans leur système de production. Mais certaines contraintes existent, notamment le manque de débouchés commerciaux et la faiblesse du prix payé aux producteurs. / Henné (Lawsonia inermis) is cultivated in the area of Koulikoro in Mali. The sale of the plant’s leaves constitutes a source of income for the producers. The use of henné as cosmetic products is widespread in all the country. Despite its economic and social importance for the population, very few studies were carried out on this plant. The purpose of this study was on the one hand to understand the possible obstacles for a future introduction of henné’s plant into the Méguétan commune, and on the other hand to carry out a first assessment of its financial profitability. It arises that henné is a profitable crop and that farmers of Méguétan commune are favorable to its introduction into their production system. But some constraints exist, particularly the lack of outlets for trade and the low price paid to the producers.

Dans l'écosystème naturel, les insectes phytophages suceurs spécialistes tels que les pucerons sont exposés à une diversité de stress environnementaux, qui sont soit des facteurs biotiques impliquant les ressources alimentaires (stress indirect exercé via la plante hôte) ou des antagonistes naturels (parasites, pathogènes), soit des facteurs abiotiques tels l'exposition au rayonnement solaire intense, ou à des variations importantes de la température. Dans le cadre de mon projet, j'ai examiné les réponses du puceron de la pomme de terre Macrosiphum euphorbiae (Thomas) aux stress causés par (i) la réaction de sa plante hôte à l'herbivorie simultanée impliquant un défoliateur (doryphore, Leptinotarsa decemlineata) ou au stress hydrique sévère, (ii) le parasitisme par des endoparasitoïdes spécialiste et non-spécialiste (Aphidius spp.), et (iii) le rayonnement solaire intense causant un stress de température élevée ainsi qu'une exposition au rayonnement ultraviolet de type B (UV-B). Dans l'ensemble, mes résultats démontrent que peu importe le traitement de stress, la performance des pucerons est affectée d'une manière ou d'une autre, avec un impact sur divers indices de fitness. Mes résultats ont confirmé que M. euphorbiae était très affecté (croissance, reproduction, survie) par le stress hydrique de sa plante hôte. Cependant, il est intéressant d'observer qu'aucune baisse de performance n'a été détectée même lorsque sa plante hôte était substantiellement défoliée par le doryphore, ce qui suggère qu'il s'adapte facilement à ce type de stress. Quant aux stress consécutifs à l'attaque par des endoparasitoïdes, mes résultats ont confirmé que M. euphorbiae était très résistant à Aphidius ervi (généralement associé à des pucerons sur légumineuses); par contre, il était très susceptible à A. nigripes (spécialiste des pucerons associés à la pomme de terre). En ce qui concerne la troisième étude, l'effet d'un stress thermique fluctuant journalièrement affecte aussi fortement le comportement, la croissance, le développement et la fécondité de M. euphorbiae, à l'inverse des rayonnements UV-B, auxquels cet insecte réagit moins. L'étude du protéome du puceron soumis à ces stress divers a permis l'analyse quantitative simultanée d'un grand nombre de protéines et ce sans a priori quant au choix de protéines modèles particulières. Les patrons d'expression et de répression observés différaient en fonction du stress exercé sur le puceron. Certains groupes de protéines modulées sous des stress particuliers révèlent des stratégies de réponse spécifiques aux différents stress. À l'inverse, d'autres groupes montraient une réponse plus générale face aux différents stress. De plus, plusieurs protéines modulées sont probablement des protéines de bactéries symbiotiques qui semblent jouer un rôle important dans la réponse métabolique du puceron suite aux stress. Cette étude est l'une des premières à aborder les effets du stress environnemental sur les insectes phytophages par une approche protéomique. Elle illustre clairement aussi le potentiel des outils de la protéomique pour contribuer à identifier les gènes codant pour ces protéines chez les pucerons, un groupe important dont le génome n'a pas encore été complètement séquence.