Dans les périmètres irrigués de l'Office du Niger (Mali), le contexte est caractérisé par une tendance à l'alcalinisation des sols et des performances variables de la riziculture irriguée, en relation avec l'efficience de la fertilisation azotée. L'objectif de ce travail est d'analyser les interactions entre les propriétés physico-chimiques du sol in situ et les modalités d'application des techniques culturales telles que la fertilisation azotée, le repiquage et la gestion de l'eau, et leur influence sur l'alimentation azotée, la croissance et le rendement du riz. L'objectif finalisé est d'identifier les pratiques culturales sur lesquelles on pourrait agir pour améliorer l'efficience des apports d'azote et le rendement dans ce contexte spécifique de sols alcalins. La démarche combine un diagnostic agronomique pour identifier les situations que l'on rencontre dans les parcelles des agriculteurs puis une analyse expérimentale au laboratoire et au champ pour analyser l'influence des principaux facteurs identifiés.<br />Le diagnostic agronomique effectué dans les parcelles de dix paysans de la zone a permis de classer les parcelles suivies en trois groupes en fonction de la nature des sols et de la maîtrise de la lame d'eau en riziculture irriguée. Si la nature alcaline du sol ou la mauvaise maîtrise de la lame d'eau déterminent les rendements mesurés, il reste néanmoins une forte variabilité à l'intérieur d'un même groupe en fonction des pratiques culturales. Le respect du calendrier de fertilisation azotée ou l'age des plants au repiquage apparaissent comme variables et susceptibles d'expliquer cette variabilité.<br />Les résultats obtenus au laboratoire en réacteur fermé et en pot de culture ont permis de mettre en évidence l'effet déterminant de la nature plus ou moins alcaline du sol et de la présence d'une lame d'eau sur la dynamique de l'azote suite à un apport d'urée. La volatilisation d'ammoniac est plus importante sur sol alcalin et en présence d'une lame d'eau. Ces pertes ne dépassent cependant pas 20% de l'azote apporté, et les pertes d'azote par dénitrification apparaissent potentiellement plus importantes en l'absence d'une lame d'eau et sur sol peu alcalin. Ces observations résultent probablement d'une activité plus importante de la microflore sur sol non alcalin et de conditions favorables à la nitrification en l'absence d'une lame d'eau. La croissance du riz en pot est très fortement affectée sur sol alcalin mais aussi dans une moindre mesure sur sol non alcalin en l'absence de lame d'eau, en relation avec la disponibilité de l'azote et le pH in situ.<br />Les résultats obtenus dans les expérimentations au champ confirment l'effet déterminant de la fertilisation azotée, du type de sol, de la gestion de lame d'eau et de leurs interactions sur l'efficience de la fertilisation azotée et le rendement du riz. Le coefficient apparent d'utilisation de l'azote est plus élevé et favorise le développement végétatif sur sols alcalins, témoignant de moindres pertes d'azote dans la mesure où la lame d'eau est maîtrisée. Par la suite, la mise en place des organes reproducteurs et la production de grain sont affectées sur les sols alcalins, indépendamment de la nutrition azotée. Un assec de courte durée lors des apports d'engrais ne montre pas d'effet significatif sur l'efficience de l'azote et le rendement. Contraitrement à l'hypothèse de départ, le repiquage de plants âgés ne montre pas d'effet négatif sur la production ; si le tallage est affecté il semble que les plants soient en mesure de mieux s'adapter ensuite aux conditions défavorables du milieu.<br />Les voies d'amélioration doivent donc être recherchées par une diminution des pertes d'azote lors des apports d'engrais, principalement sur les sols non alcalins, et une minimisation des effets défavorables des pH alcalins sur la production de grain. C'est paradoxalement sur sol non alcalin que l'intérêt d'un assec de courte durée lors des apports d'engrais est le plus discutable dans la mesure où les pertes sont principalement liées à un processus de nitrification et dénitrification. Il semblerait alors préférable d'associer l'apport d'engrais azoté au maintien de conditions fortement réductrices. Sur sols alcalins, une diminution du pH in situ dans le sol et la lame d'eau devra être recherchée. Un pilotage raisonné des opérations culturales en fonction d'une connaissance du pH et du potentiel d'oxydoréduction serait une solution idéale. Une analyse et une modélisation plus approfondies du fonctionnement du système sol-eau-plante en conditions alcalines semblent nécessaires pour accompagner l'amélioration de la gestion des sols alcalins de l'Office du Niger.

Durant ce travail, nous avons étudié l'extraction alcaline de l'amidon de riz brésilien, le comportement hydrodynamique de l'amylose en solution ainsi que la formation et la structure cristalline de complexes d'inclusion d'amylose V. L'efficacité de la déprotéinisation pendant l'extraction alcaline a été évaluée en utilisant le test de Biuret ainsi que les spectroscopies UV Vis et de fluorescence. En parallèle, les modifications morphologiques des granules d'amidon et leur gélatinisation alcaline ont été étudiées. L'évolution de la cristallinité a été suivie afin de comprendre l'effet de la soude sur l'ultrastructure des grains d'amidon. L'amylose a été extraite de l'amidon de riz brésilien et purifiée par dissolution et reprécipitation avec le thymol. L'échantillon obtenu a été fractionné par chromatographie de filtration sur gel et analysé par diffusion de la lumière. En outre, de l'amylose commerciale a été étudiée en solution aqueuse en fonction du temps de stockage et de la force ionique. Des cristaux lamellaires d'amylose V ont été préparés par addition de complexants à des solutions métastables diluées d'amylose synthétique. La morphologie et la structure des cristaux ont été étudiées par microscopie électronique en transmission et diffraction des électrons et des rayons X. La structure cristalline du complexe de l'amylose V avec l'α-naphthol a été étudiée en détail par modélisation moléculaire. Le modèle conduisant au meilleur facteur d'accord est constitué d'un réseau tétragonal de simples hélices gauches d'ordre 8, empilées de manière anti-parallèle. Des molécules d'α-naphthol sont incluses dans la maille cristalline, à la fois dans et entre les hélices

Thèse doctorat : Sciences du Vivant. Aspects Moléculaires et Cellulaires de la Biologie : Strasbourg 1 : 2006. Thèse doctorat : Sciences du Vivant. Aspects Moléculaires et Cellulaires de la Biologie : Université de Fudan - Shanghai - Chine : 2006. / Thèse soutenue sur un ensemble de travaux. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 10 p.

La diversité d’une espèce est représentée par la somme de la diversité de chacun des individus qui la compose. Elle peut être observée à différentes échelles : individuelle, organique, tissulaire, cellulaire, génomique, génique, ou bien à l’échelle de la base nucléotidique. L’étude de la diversité d’une espèce est importante pour mieux la comprendre et nous permettre de retracer son histoire évolutive, de la comparer avec d’autres espèces notamment entre espèces sauvages et cultivées. Nous nous intéressons aux processus de domestication, et particulièrement à leurs impacts sur la structure du pan-génome. Le pan-génome est divisé en trois compartiments : (i) le core-génome qui contient tous les gènes présents chez tous les individus de l’espèce ; (ii) le génome dispensable qui contient l’ensemble des gènes qui sont absents chez au moins un individu ; (iii) et enfin le génome individu-spécifique qui contient les gènes présents uniquement chez un individu.L’objectif de ce travail de thèse était de mettre au point une nouvelle méthode d’analyse pan-génomique applicable sur un grand nombre d’individus. Pour cela, nous avons travaillé sur un jeu de données de reséquençage massif du riz Africain cultivé O. glaberrima et de son ancêtre sauvage O. barthii. Dans un premier temps nous avons vérifié l’existence d’une structure pan-génomique sur notre modèle. Pour cela nous avons travaillé à petite échelle avec trois accessions de l’espèce cultivée. Elles ont d’abord été séquencées, assemblées, annotées puis nous avons cherché à détecter des séquences spécifiques à chacune de ces accessions.Dans un second temps nous avons mis au point notre méthode en travaillant avec près de 200 génomes des deux espèces.Ces génomes ont été séquencés grâce aux technologies NGS puis directement mappés sur un génome de référence externe, celui du riz Asiatique. Nous avons alors appliqué notre méthode d’analyse pan-génomique basée sur la déviation de la profondeur deséquençage pour chaque gène. Nous avons ensuite comparé les enrichissement d’ontologies par compartiments et par espèce dans le but d’identifier des différences liées aux processus de domestication. Enfin, nous avons étudié plus précisément les appartenances pan-génomiques des membres de famille de gènes.Parce que le pan-génome de l’espèce cultivé est plus petit que le core-génome de l’espèce sauvage nous avons confirmé la perte de diversité en terme de présence/ absence de gènes chez le riz Africain au cours du processus de domestication. Curieusement nous avons aussi mis en avant l’augmentation du nombre de gènes dispensable chez l’espèce cultivée par rapport à son relatif sauvage.Ainsi, malgré une forte réduction du pan-génome de l’espèce cultivé lors de la « première » sélection, les 1000 générations de processus de domestication ont suffit à réintroduire une forme de diversité à travers l’augmentation du nombre de gènes dispensables.Afin d’automatiser une grande partie des manipulations d’analyses de données NGS nous avons aussi développé un outil de génération de pipelines d’analyses. De part sa généricité et sa robustesse il pourra être utilisé dans différents domaines, pour plu-sieurs types de données. Grâce aux nombreux logiciels qui y sont intégrés et de par le suivi que l’équipe de développement entend poursuivre, il pourra être utilisé dans la caractérisation de plus en plus de choses. Par exemple les variations structurales, les associations génotypes-phénotypes, l’épigénétique et pourquoi pas la métagénomique.Ce travail a permis la mise au point d’une nouvelle méthode d’analyse des données pan-génomiques rapide de par sa vision globale plutôt que via des comparaisons deux-à-deux. Cette méthode s’adresse aux génomes grands et complexes comme ceux des plantes, mais aussi aux jeux de données massifs. / Species diversity is represented by the sum of the diversity of each of the individuals composing it. It can be seen at differents cales: individual, organic, tissular, cellular, genomic, gene, and even nucleotic. The study of the diversity of species is important to better understand and allow tracking its evolutionary history, comparing it to other species, in particular wild to cultivated. We focused on the domestication, and particularly its impact on the pan-genome structure.The pan-genome is divided into three compartments: (i) the core-genome containing all the genes present in all individuals of the species; (ii) the dispensable genome containing all genes absent in at least one individual; (iii) and finally the individual-specific genome containing genes present only in one individual.The objective of this thesis was to develop a new method for pan-genomic analysis that can apply to a large number of indi-viduals. For this, we worked on a massive resequencing data set of cultivated African rice O. glaberrima and of its wild ancestor O. barthii. At first we checked the existence of a pan-genomic structure on our model. For this we worked on a small scale, with three accessions of cultivated species. They were sequenced, assembled, annotated then analyzed to detect specific sequences for each accession.Secondly we developed our approach working with nearly 200 genomes of both species. These genomes were sequenced using Illumina technology and mapped to the external reference genome, of the Asian rice. We applied our pan-genomic method analysis based on the deviation of the depth of sequencing for each gene. We then compared the ontology enrichment compartments and species in order to identify differences related to the domestication process. Finally, we looked specifically to pan-genomic genes belonging to gene family. Because the pan-genome of the cultivated species is smaller than the core-genome of the wild one, we confirmed the loss ofdiversity in terms of presence/ absence of genes in African rice during the domestication process. Curiously we have also high lighted the increase in the number of dispensable genes in the crop from its wild relative. Thus, despite a sharp reduction of the pan-genomeof the species cultivated in the “first” selection, the 1,000 generations of domestication process were enough to reintroduce a formof diversity through increasing the number of dispensable genes.To automate much of the data analysis of NGS manipulations we have also developed a tool to generate analysis pipelines.Due to its generic and robustness it can be used in different areas, for several types of data. With many softwares integrated and by monitoring that the development team will continue, it may be used in the characterization of more and more things. For example,structural variations, genotype-phenotype associations, epigenetics and metagenomics. This work enabled the development of a new analytical method for rapid genome-wide data through its global vision ratherthan through two by two comparisons. This method is for large and complex genomes such as those of plants, but also to massivedata sets.

La recherche analyse l'aspect de la commercialisation du point de vue du petit producteur. Selon le recensement agricole, 80% des exploitations agricoles consacrées à la production de riz ont moins des 20 hectares, ce qui représente 50% de la surface totale occupée dans la production de riz et génèrent 49% de la production totale nationale (Chiriboga, 2008).Les systèmes de commercialisation sont fortement liés aux formes de financement, de sorte que ces mécanismes sont nommés comme un système de négociation institutionnelle qui permet d’entrapercevoir une relation étroite entre les acteurs du financement et de la commercialisation de la production. Dans un tel système institutionnel on observe comment l’acte d’échange va au-delà du terme économique et se crée une structure sociale d’interaction continue et prolongée.De cette façon on peut voir comment l'action économique est encastrée “embbeded” dans le tissu non-économique, les institutions, les relations et ainsi l'échange se produit dans un environnement institutionnalisée. Le système institutionnel est caractérisé par des règles, normes, conventions, la confiance, la réciprocité, le pouvoir et l'inégalité. L'objectif de la thèse est de montrer comment le petit agriculteur fait face à la commercialisation de sa production conditionnés par le financement dans un système institutionnel qui se développe avec les autres acteurs de la chaîne de valeur du riz et déterminer si ce système, caractérisé par un échange économique encastré dans un contexte social non économique, lui génère des bénéfices ou préjudices. / The research analyzes the aspect of commercialization from the small producer perspective. According to the agricultural census, 80% of farms devoted to rice production are under 20 hectares, representing 50% of the total area occupied in rice production and generate 49% of the national total production (Chiriboga, 2008).Marketing systems are strongly linked to forms of financing, so that these mechanisms are named as an institutional trading system that allows to understand the close relationship between the actors that finance along the rice chain. In such an institutional system we observe how the act of exchange goes beyond economic term and creates a social structure of continuous and prolonged interaction.This way we can see how the economic action is embedded in the non-economic relations, institutions, and thus the exchange occurs in an institutionalized environment. The institutional system is characterized by rules, norms, conventions, trust, reciprocity, power and inequality.The aim of the thesis is to show how the small farmer faces the commercialization of its production conditioned by informal funding an institutional system that develops with the other actors in the rice value chain and determine if this system, characterized by the economic exchange in a non-economic social, which can generates benefits or losses to small farmers.

Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), l'agent causal de bactériose vasculaire du riz (BLB), injecte des protéines de liaison à l'ADN, appelées Transcription Activator-Like Effectors (TALEs) dans les cellules hôtes afin de moduler l'expression de gènes cibles. Certains TALEs agissent comme des facteurs de virulence majeurs, indispensables à la mise en place du BLB et ciblent des gènes de sensibilité du riz. Les TALEs majeurs de Xoo ciblent universellement les gènes de sensibilité de la famille SWEET. Il existe dans la nature un polymorphisme des séquences ADN des gènes SWEET reconnues par les TALEs qui confère une résistance à la maladie. L’utilisation de la technologie TALEN a permis d'introduire artificiellement ce type de mutation dans le promoteur du gène de sensibilité SWEET14 le rendant insensible aux TALEs et conférant une résistance à certaines souches de Xoo asiatiques. La caractérisation des populations de Xoo africaines montrent qu'elles sont distinctes de celles d’Asie. L’objectif du projet de thèse était de créer à l'aide des technologies d'édition des génomes des sources de résistances efficaces contre un large panel de Xoo maliennes.Dans une première partie, l'édition des boites ADN de SWEET14 ciblées par des TALEs majeurs de souches africaines a effectivement permis d'obtenir des résistances contre les souches utilisant le TALE TalF (initialement appelé Tal5) mais pas contre celles utilisant TalC. La caractérisation du répertoire de TALEs des souches maliennes par des approches fonctionnelles (sensibilité des lignées éditées, expression de SWEET14 et autres gènes cibles de TALEs) et in silico (séquençage du génome de 8 souches) à révélé une diversité fonctionnelle de ces répertoires et la présence simultanée quasi systématique de versions actives et redondantes de TalF et TalC. La caractérisation de la sensibilité de variétés de riz locales aux souches de Xoo maliennes a montré que ces dernières possèdent un large spectre de virulence et qu'à une exception près, toutes les variétés testées sont sensibles au BLB. L'édition en multiplex par la technique CRISPR/Cas9 des boites TalF et TalC a aboli l'induction de SWEET14 en réponse à une souche malienne. Cependant, les lignées correspondantes sont restées sensibles à cette souche. Dans la dernière partie, pour expliquer ce résultat, nous avons postulé l'existence d'au moins un gène de sensibilité, cible de TalC et redondant avec SWEET14. Une approche bioinformatique a permis d'identifier un locus dont plusieurs caractéristiques en faisaient un candidat intéressant. Ce locus, nommé ATAC (pour Alternative TalC Target) est composé de deux gènes, ATAC1 et ATAC2 induits de façon bidirectionnelle par TalC. Nous avons montré qu'ATAC2, qui code pour un facteur de transcription bHLH atypique potentiellement impliqué dans l’élongation cellulaire et l'immunité chez le riz, se comporte comme un locus de sensibilité lorsqu'il est induit par des TALE artificiels dans un système gain de fonction. Nous avons édité simultanément le promoteur SWEET14 et le locus ATAC. Ces éditions devraient empêcher la reconnaissance du promoteur SWEET14 et du locus ATAC par TalC et TalF afin de conférer une résistance large au BLB au Mali. / Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), the causal agent of bacterial leaf blight of rice (BLB), injects DNA binding proteins called Transcription Activator-Like Effectors (TALEs) into host cells to manipulate plant genes expression. Some TALEs behave as major virulence factors essential for BLB to occur by binding directly to target DNA boxes of rice susceptibility genes and inducing their expression. Xoo major TALEs universally target susceptibility genes of the SWEET family. In nature, polymorphism in the DNA sequence of SWEET genes recognized by TALEs confers resistance to BLB. Using the TALEN technology, this type of mutations has been artificially introduced in the promoter of the SWEET14 susceptibility gene to make it TALE-unresponsive and confer resistance to some Asian Xoo. The characterizations of Malian Xoo populations show that they are distinct from the Asian ones. The PhD project aimed to create broad tailored BLB resistance against Malian Xoo using genome editing technologies.First, editing SWEET14 DNA boxes targeted by major TALEs of African strains indeed yielded resistance against strains relying on TalF (initially named Tal5) but not against those relying on TalC. The characterization of Malian strains TALE repertoires using functional (edited lines susceptibility assays, SWEET14 and other TALE target expression studies) and in silico (genome sequencing of 8 strains) approaches uncovered functional diversity in these repertoires and, the almost systematic, simultaneous presence of active and redundant versions of TalF and TalC. In susceptibility assays of local rice varieties, Malian Xoo strains exhibited a broad virulence spectrum and, with one exception, all tested varieties were susceptible to BLB. Multiplex editing of TalF and TalC target boxes with the CRISPR/Cas9 technology abolished SWEET14 induction in response to a Malian strain. However the corresponding rice lines remained susceptible to this strain. Finally, to explain these results, we postulated the existence of, at least, a TalC target susceptibility gene redundant with SWEET14. Bioinformatics analysis identified a rice locus with several features electing it as a high priority candidate. This locus named ATAC (Alternative TalC Target) is composed of two genes, ATAC1 and ATAC2, bidirectionally upregulated by TalC. We further showed that ATAC2 which is predicted to code for an atypical bHLH transcription factor potentially involved in rice cell elongation and immunity, behaves as a susceptibility gene upon artificial TALEs-mediated induction in a gain of function assay. We used the CRISPR/Cas9 system to simultaneously edit the SWEET14 promoter and the ATAC locus. These mutations should prevent the recognition of the SWEET14 promoter and the ATAC locus by TalC and TalF, compromise their transcriptional induction and ultimately provide broad BLB resistance in Mali.

Le débat à propos de la contribution des chaînes de valeur domestiques à la sécurité alimentaire nationale dans les pays en développement a été ravivé par les dernières crises alimentaires. En Asie, les entreprises du segment intermédiaire réalisent un changement technique et intègrent de nouvelles fonctions, ce qui provoque une augmentation de la valeur ajoutée et un prix de vente au consommateur plus bas. L’objectif général de cette thèse est de contribuer à la connaissance de l’organisation des chaînes de valeur alimentaires domestiques en Afrique et leurs implications économiques et sociales pour les petits producteurs. Elle traite trois questions. Premièrement, la thèse analyse l’organisation de la chaîne de valeur du riz au Sénégal dans le but d’estimer si elle connaît une modernisation similaire à celle observée en Asie. Deuxièmement, la thèse examine l’inclusion des petits producteurs dans l’agriculture contractuelle, avec un intérêt particulier pour la combinaison de modes de commercialisation. Troisièmement, la thèse évalue l’impact des contrats sur les revenus et la sécurité alimentaire des petits producteurs. Le cadre théorique est celui de la gouvernance des Chaînes Globales de Valeur, qui analyse l’influence du pilote de la qualité sur la répartition des tâches et compétences entre les acteurs de la chaîne. Il est combiné avec les cadres théoriques des formes plurielles et des moyens d’existence pour traiter la seconde question. Le cas étudié est celui de la chaîne du riz dans la vallée du fleuve Sénégal. Les analyses de données sont basées sur 154 entretiens qualitatifs et des données quantitatives concernant 913 acteurs de la chaîne de valeur. La participation des producteurs dans les contrats est analysée par un modèle logit multinomial, et le biais de sélection est corrigé avec les modèles de la variable instrumentale et de l’appariement au score de propension. Le premier résultat est que la modernisation de la chaîne de valeur du riz du Sénégal est similaire à celle ayant lieu en Asie. Néanmoins, au Sénégal, (1) la situation de référence est une transaction spot (et non une transaction dans laquelle les intrants et le produit sont liés), et les transformateurs réalisaient la collecte du paddy avant la modernisation, (2) les politiques de crédit contribuent directement au changement de gouvernance et (3) la chaîne de valeur moderne n’est pas compétitive par rapport aux importations de riz brisé. Le second résultat est que les petits producteurs participent aux contrats afin de sécuriser le financement agricole. La segmentation du marché du crédit est liée à l’endettement des petits producteurs auprès de la banque nationale. L’incertitude est un déterminant de second ordre des formes plurielles. De plus, les producteurs commercialisent aussi le paddy par des transactions spots qui peuvent être adaptées aux besoins du ménage. Le troisième résultat est que les impacts des contrats sur les petits producteurs sont différents. Le contrat de commercialisation est un dispositif financier qui n’a pas d’impact sur les pratiques agricoles, les rendements, la qualité du produit et le revenu. Néanmoins, il améliore légèrement la sécurité alimentaire par l’atténuation de la saisonnalité des prix. Le contrat de production a un impact positif sur le revenu des producteurs exclus du crédit bancaire. Néanmoins, il inclut des coûts implicites d’intérêt et d’assurance qui impliquent que ces producteurs obtiennent un profit moins important que celui des producteurs financés par la banque. Dans le but de soutenir la modernisation, les politiques publiques devraient favoriser l’élaboration d’un système d’assurance approprié au crédit agricole. Elles devraient aussi inclure les petits transformateurs dans la modernisation par la promotion de techniques semi-industrielles et l’ouverture de crédit au fonctionnement et à l’équipement. / The debate about the contribution of domestic food chains to national food security in developing countries was revived by the last food price crises. In Asia, midstream enterprises implement technical changes and integrate new functions, resulting in increased added value and lower prices for consumers. The general objective of the thesis is to contribute to knowledge about the organization of domestic food value chains in Africa and their economic and social implications for small-scale farmers. It addresses three issues. First, it analyzes the organization of the rice value chain in Senegal to determine if it follows the same modernization pattern as the Asian one. Second, the thesis examines the inclusion of small-scale producers in contract farming, with a specific focus on the combination of marketing modes. Third, the thesis assesses the impacts of contracts on small-scale farmer incomes and food security. The theoretical framework is the governance of the Global Value Chain, which analyzes the influence of the driver of the quality on the distribution of tasks and skills among the actors of the chain. It is combined with the theoretical frameworks of plural forms and livelihoods to address the second issue. The case studied is the Senegal River Valley rice value chain. Data analyses are based on 154 qualitative interviews and a body of quantitative data involving over 913 actors in the value chain. Producer participation in contracts is analyzed with a multimodal logit model and the selection bias is corrected with instrumental variable and propensity score models. The first result is that modernization of the Senegalese value chain is in step with what is taking place in Asia. Nevertheless, in Senegal, (1) the benchmark situation is a spot transaction (and not a tied output-credit transaction), and processors carried out paddy collection before the modernization, (2) credit policies directly contribute to the change in governance, and (3) the modernization of the rice value chain does not make it competitive relative to imports of broken rice. The second result is that small-scale producers participate in contracts to secure agricultural financing. The segmentation of the credit market is linked to the indebtedness of small-scale producers to the national agriculture bank. Uncertainty is a second order driver towards plural forms. Besides, producers continue marketing through spot transactions which can be adapted to household needs. The third result is that the impacts of contracts on small-scale farmers are different. The marketing contract is a financial device which has no impact on agricultural practices, yields, product quality and income. It nevertheless slightly improves food security by mitigating price seasonality. The production contract has a positive impact on the income of producers who were excluded from bank credit. It nevertheless includes implicit interest and insurance costs, meaning that these producers make less profit than those financed by the bank. In order to support the modernization, policies should enhance the design of an appropriate insurance system for agricultural credit. They should also include small-scale processors in the modernization through the promotion of semi-industrial technics and the opening up of operating and equipment loans. Finally, they should fund studies about the use of small-scale mechanization.

Sous un climat tropical humide, l'augmentation de la température nocturne a été associée à une diminution du rendement chez le riz. Une des hypothèses sous-tendant cette diminution est l'augmentation du taux de respiration nocturne (Rn) diminuant les ressources carbonées disponibles pour la croissance de la plante. La respiration mitochondriale est communément divisée en deux composantes fonctionnelles :- la respiration de maintenance (Rm), qui est associée à toutes les réactions biochimiques requises pour entretenir la biomasse existante. Le taux de Rm doublerait suite à une augmentation de la température ambiante de 10°C (Q10 = 2) ;- la respiration de croissance (Rg), qui est associée à tous les processus impliqués dans la création de biomasse. Cette composante de la respiration est principalement dépendante de la disponibilité en carbohydrates dans la plante, et donc de la photosynthèse.Ce travail de thèse a pour objectifs de (1) déterminer l'effet instantané (sans acclimatation) et sur le long terme (acclimatation) de l'augmentation de la température nocturne, proche de celle prédite par les scénarios climatiques, sur la respiration et la production de biomasse et de grains, (2) évaluer le coût de Rn en terme de biomasse à l'échelle de la plante entière, (3) estimer la respiration de maintenance (Rm) et sa réponse à l'augmentation de la température, et (4) évaluer l'effet de la valeur Q10 sur la modélisation de la production en biomasse. Pour atteindre ces objectifs, trois expérimentations (dont une inexploitable) ont été conduites en serre, deux en chambres de culture et une au champ, à Montpellier (France) et à la station expérimentale de l'IRRI (International Rice Research Institute, Philippines). L'augmentation modérée de la température nocturne de 1.9°C au champ et 3.5°C en chambre de culture de l'initiation paniculaire à maturité, et de 3.8 à 5.4°C en serre du repiquage à maturité, a entraîné l'augmentation significative de Rn (+13 à +35%). Dans le même temps, cette augmentation n'a pas eu d'effet significatif sur la production de biomasse et de grains des écotypes indica et aus, mais la production en grains de l'écotype japonica a été significativement plus faible. Le coût en biomasse de la respiration, en conditions de température nocturne plus élevée, a augmenté légèrement mais n'a pas été associé à une variation significative de la production de biomasse. L'augmentation de la température nocturne sur le long terme (acclimatation) a eu un impact plus faible sur Rn (facteur de 1.14 à 1.67 entre 21 et 31°C) que l'augmentation instantanée (sans acclimatation) (facteur 2.4 entre 21 et 31°C). Le coût quotidien en biomasse de Rm, a été de 0.3 à 1.2% (feuilles complètement développées) et de 1.5 à 2.5% (plantules entières). La Rm a augmenté d'un facteur 1.49 entre 21 et 31°C et représentait environ 33% de la respiration nocturne. Ce facteur est plus faible que l'hypothèse du Q10 = 2 qui surestime les effets de l'augmentation des températures sur Rm.Le modèle d'analyse de sensibilité a montré que la valeur du coefficient Q10 a un rôle significatif dans la prédiction de la production de biomasse dans les modèles de culture. Le rendement simulé diminue de 9% (Q10 = 2) et de 5% (Q10 = 1.5) lorsque la température moyenne journalière augmente de 2°C. Ainsi, prendre en compte l'acclimatation dans la réponse des plantes à l'augmentation des températures est important pour augmenter la précision des modèles. L'augmentation de la précision des modèles passera aussi par l'analyse des variations de la respiration en conditions naturelles. / In tropical climate, increasing night temperature was reported to be associated with a decline in grain yield in rice. This can be partly due to an increase in night respiration rate (Rn) which causes a depletion of carbohydrate supply available for plant growth. Mitochondrial respiration is commonly divided in two functional components; - Maintenance respiration (Rm) which is associated with all biochemical reactions required to maintain existing biomass. The rate of this respiration component would double when ambient temperature increase by 10°C (Q10 = 2). - Growth respiration which is associated with all processes involved in establishment of new biomass. This respiration component is mainly driven by carbohydrate supply and thus, by the photosynthesis rate. The present work aims to (1) determine the effects of short-term (without acclimation) and long-term (with acclimation) increase in night temperature similar to that projected by future climate scenarios on vegetative biomass production and grain yield; (2) evaluate, in terms of loss of biomass, the cost of Rn at plant scale; (3) estimate the maintenance respiration rate (Rm) and its response to temperature; and (4) evaluate the impact of Q10 value on biomass production. To achieve these objectives, three experiments (one unexploitable) were conducted in greenhouses, two in growth chambers and one in the field, at Montpellier (France) or at the experimental station of IRRI (International Rice Research Institute). The moderate increase in night temperature from panicle initiation to maturity in the field by 1.9°C and in growth chambers by 3.5°C, and form transplanting to maturity in greenhouse experiments by 3.8 to 5.4°C, did affect significantly Rn that increased by 13 to 35%. In the same time, it did not affect significantly biomass production and grain yield for indica and aus cultivars, whereas grain production decline was observed for japonica. Calculated biomass losses due to increased Rn under increased night temperature were important but were not associated with a change in biomass production or grain yield. Effect of long-term exposure to increased night temperature (acclimation) was smaller (factor 1.14 to 1.67 between 21 to 31°C) than that of short-term exposure (without acclimation) (factor 2.4 between 21 to 31°C). In this work, 0.3 to 1.2% (expanded leaves) and 1.5 to 2.5% (whole seedlings) of existing dry biomass was lost daily to Rm. The Rn was composed by about 33% of Rm, which increased by factor 1.49 between 21 and 31°C. This is below the common assumption of Q10 = 2 that thus overestimates the effect of increasing night temperature on Rm.A model sensitivity analysis showed that the Q10 value is important in the prediction of biomass production in crop models. Yield is expected to decline by 9% (Q10 = 2 assumption) and by 5% (Q10 = 1.5 assumption) with increasing mean daily temperature by 2°C. Thus, taking into account the acclimation response to temperature change is important for models accuracy. Making crop models more accurate requires more knowledge thermal effect on respiration in the field.

L'objectif de mon travail de thèse a consisté à étudier la fonction chez le riz d'une famille de facteurs de transcription de type MADS box (OsMADS23, OsMADS25, OsMADS27, OsMADS57 et OsMADS61) homologues au clade AGL17-like d'Arabidopsis thaliana dans le développement du riz. Dans un premier temps, nous avons recherché les profils d'expression des différents gènes étudiés. Nous avons pu mettre en évidence que les gènes OsMADS23, OsMADS25 et OsMADS27 sont des gènes principalement exprimés dans la racine au niveau du cylindre central, OsMADS57 dans les parties aériennes et OsMADS61 au niveau des bases de tige. Nous avons pu également montrer que l'expression de ces gènes est différente en réponse aux stress salin et osmotique, aux hormones et au nitrate. Ceci suggère que ces gènes possèdent des fonctions distinctes et non redondantes.Mon travail s'est ensuite focalisé sur l'étude fonctionnelle du gène OsMADS25 dont l'expression est spécifiquement détectée dans le cylindre central des racines. Le mutant d'insertion Osmads25 présente un phénotype aérien caractérisé par une réduction drastique du nombre de talles, et un phénotype racinaire caractérisé par une diminution importante du nombre de racines adventives. Ce phénotype a pu être mimé par la création de lignées transgéniques sur-exprimant l'ADNc de OsMADS25 en fusion avec le motif dominant-répresseur de la transcription « EAR ». Ces résultats ainsi que la complémentation du mutant Osmads25 par surexpression de l'ADNc correspondant montre que OsMADS25 agit en tant qu'activateur est un régulateur positif du développement des méristèmes axillaires et de racines adventives chez le riz, agissant probablement des racines aux bases de tiges via une voie de signalisation systémique. Des études complémentaires de phénotypage du mutant au niveau histologique sont en cours afin de préciser le rôle joué par OsMADS25 sur l'initiation ou le développement des méristèmes axillaires. Des analyses de qRT-PCR dans les fonds mutant et sauvage ont montré que ce gène est impliqué dans le développement du riz via une voie de signalisation indépendante des strigolactones. En revanche, l'expression de facteurs de transcription comme OsNAC2 et MOC1, connus pour être impliqués dans le développement des talles ou de CRL1, un régulateur de l'initiation des primordia de racines adventives est atténuée chez les mutant Osmads25 suggérant qu'OsMADS25 pourrait, au moins en partie, directement ou indirectement réguler l'expression de ces gènes. Enfin, des analyses de transcriptome différentiel entre Osmads25 et le fond sauvage ont révélé l'inhibition de l'expression chez le mutant de 60 gènes dont neuf ont une fonction relative à des mécanismes de sécrétion, de transport d'auxine, ou de développement. De manière intéressante, l'un d'entre eux RCN4/Oscen4, appartient à une famille de protéines mobiles connues pour réguler l'activité des méristèmes et qui pourrait constituer un relais moléculaire systémique entre les racines et les bases de tiges permettant d'expliquer le phénotype contrôlé par OsMADS25. / The aim of this work was to study AGL17-like clade MADS box transcription factors (OsMADS23, OsMADS25, OsMADS27 and OsMADS61) in rice development. First, we analyzed expression patterns of the different genes. We showed that OsMADS23, OsMADS25 and OsMADS27 are mainly expressed in the central cylinder of roots; OsMADS57 in aerial parts and OsMADS61 in stem base. Then, we showed that all these have a different response to osmotic and salt stresses, nitrate and hormone. This suggests that these genes have distinct and no redundant functions. My work focused on functional characterization of OsMADS25 which is specifically expressed in root stele. T-DNA mutant Osmads25 presents aerial phenotype characterized by drastic reduction of culm number; and also a root phenotype characterized by a strong decrease of adventitious root number. This phenotype was mimicked by the creation of transgenic lines overexpressing cDNA OsMADS25 in fusion with the “EAR” motif, which acts as a dominant repressor of transcription. These results added to mutant complementation by overexpression of corresponding cDNA show that OsMADS25 acts as an positive regulator of axillary meristem and nodal root development in rice; acting probably from root to stem base via a systemic pathway. Complementary studies as regards mutant microscopic phenotyping are in progress to precise the role acting by OsMADS25 on initiation or development of axillary buds. RT-qPCR analyses showed that this gene is involved in rice development by an strigolactones-independent pathway. On the other hand, expression if transcription factors as OsNAC2 and OsMOC1, known to be involved in tiller development, or as CRL1, regulator of adventitious root primordia initiation, are decreased in Osmads25; suggesting that OsMADS25 could directly or indirectly regulate expression of these genes. Eventually transcriptomic analyses between Osmads25 and WT revealed inhibition of expression of 60 genes which 9 have relative function to secretion mechanism, auxin transport or development. Interestingly, one of its, RCN4/Oscen4 belonging to mobile protein family known to regulate meristem activity and which could constitute a systemic molecular intermediary between root and stem base allowing to explain the controlled phenotype by OsMADS25.

Les mutations et la libéralisation des marchés agricoles et alimentaires mondiaux ont accéléré la formation de relations verticales entre producteurs et firmes agro-industrielles et la diffusion de l’agriculture dite contractuelle dans les secteurs de la production et de la commercialisation des produits agricoles. L'agriculture contractuelle est un accord entre un exploitant agricole et un acheteur (ou entreprise), établi avant la saison de production, pour une quantité et une qualité spécifiques du produit, avec sa datede livraison à un prix parfois préétabli. Le contrat garantit au producteur la vente assurée de sa production et une assistance technique et financière (crédit, technologie,intrants agricoles). L'acheteur quant à lui, a la garantie d'une offre régulière du produit et du contrôle de la qualité.Cette thèse vise à évaluer le rôle de l'agriculture contractuelle dans la durabilité des chaînes de valeur du riz au Vietnam.Dans la sphère sociale de la durabilité, nous avons démontré que les modèles d’agriculture contractuelle privilégient davantage les moyennes ou grandes exploitations agricoles du fait des coûts de transaction accompagnant le contrat et le volume de production désiré. Cela engendre l’exclusion des petits agriculteurs qui ont de faibles capacités de production. Toutefois, la participation à un système d'intégration horizontale permet de lever cette contrainte. Sur le plan économique, les producteurs sous contrat gagnent plus que les producteurs sans contrat (environ 121 USD/hectare). Finalement, sur le plan environnemental, les producteurs sous contrat sont disposés à adopter des pratiques respectueuses de l'environnement. Cependant, les coûts élevés des certifications environnementales découragent les firmes à inclure ces normes environnementales dans les attributs de contrat. / In recent years, the structure of the Vietnamese rice sector has changed. From a highly fragmented value chain producing rice for low value-added markets, the shift toward more vertically integrated and coordinated value chains through contract farming has begun to emerge. Contract farming is used as a tool to govern more effectively rice quality and penetrate new and lucrative markets for higher quality rice.Many empirical studies have assessed the role of contract farming in developing economies. Contract farming is perceived as an engine for rural development and a golden opportunity for farmers to have direct access to modern markets, agricultural inputs, credit, and technical support. Worldwide, contract farming adoption is promoted as an institutional innovation. In the Vietnamese rice sector, there is a specific legislation to encourage its diffusion such as the Small Farm Large Field program.This thesis aims at assessing the contribution of contract farming to internalize sustainable production standards in rice value chains. The central assumption of this thesis is that some contract attributes may contribute to improving sustainability. A set of attributes of performance declined in sustainable indicators was selected to test our research hypothesis. The attributes of performance stem from the Sustainable Rice Platform’s principles of sustainable rice production and the existing contract attributes in the Mekong River Delta.In the economic dimension of sustainability, we found that participation in contract farming improves the welfare of rice farmers as farmers selling their paddy using a contract gain, on average, $121 per hectare of paddy more compared to farmers producing outside of a contract. The increase in price is mainly a result of an increase in the selling price (price premium).In the social principle of sustainability, we found that participation in contract farming could improve the welfare of small rice farmers through rent and risk-sharing. Export firms share some of its profits with farmers through a price premium. However, due to the large heterogeneity of contract farming models in the Vietnamese rice sector, not all contract models facilitate risk-sharing. In a marketing contract, farmers bear all the production risks whereas in resource contracts some of the production risks may shift to the export firms. Therefore, resource contracts are more likely to improve equity through risk-sharing between farmers and export firms. Moreover, participation in resource contracts is found to improve farmers’ financial inclusion. Export firms are willing to prefinance farmers under contract. However, the opportunity cost of prefinancing may include the loss of farmers’ autonomy. Evidence from our discrete choice experiment reveals a conflicting interest between farmers and export firms regarding the decision rights in a contract. Last but not least, smallest farmers were excluded from contract farming as firms did not always want to support the transaction costs of dealing with numerous individual farmers. However, our findings suggest that the scale-bias could be successfully relaxed through the Small Farm Large Field program.Finally, in the environmental dimension of sustainability, we examined both firms’ and farmers’ prospective responses to the internalization of sustainability through contract farming using an experimental approach. Farmers are found willing to internalize the environmental dimension of sustainability through contract farming in exchange for a price premium. Export firms are found less likely to implement the GlobalG.A.P./VietGAP or the Pesticide free production standards. The cost of such standard implementation and the lack of institutional support are more likely to justify this outcome.