Parmi les 24 espèces de Pantoea décrites à nos jours, cinq ont été signalées jusqu'à 46 fois dans 21 pays comme phytopathogènes d'au moins 31 cultures. En effet, P. ananatis et P. agglomerans ont été signalés comme bactéries phytopathogènes pour au moins dix cultures économiquement importantes, y compris le riz. Récemment, le Centre du riz pour l'Afrique et ses partenaires ont soupçonné la présence d'une bactérie émergente qui provoque le flétrissement bactérienne du riz dans plusieurs pays africains, et l'agent causal a été confirmé comme appartenant au genre Pantoea. Les objectifs de notre projet de thèse étaient (i) d'améliorer la collection d'isolats d’AfricaRice existante par de nouvelles collections (ii) de développer des outils de diagnostic et de caractérisations pour une analyse fine de la diversité génétique, phénotypique et des études d’épidémio-suivaillance. Nos résultats ont montré que les bactéries capables de produire des symptômes de flétrissement bactérien du riz en Afrique forment un complexe d'espèces composé principalement de P. ananatis, P. stewartii et P. agglomerans. Différents types d'outils de diagnostic et de caractérisations ont ensuite été développés et validés. Les résultats de l'utilisation de ces outils ont permis de mettre en évidence la présence de ce complexe bactérien dans plusieurs pays Africains et de fournir des détails sur sa repartition géographique. Ainsi, au total, nous avons diagnostiqué un complexe d'espèces bactériennes, phytopathogènes du riz dans 11 pays africains (Bénin, Burkina Faso, Burundi, Ghana, Côte d'Ivoire, Mali, Niger, Nigeria, Sénégal, Tanzanie, Togo). En outre, l'analyse de trois génomes de P. ananatis Africain isolé du riz, et le développement, l'évaluation et l'application d'outils d'analyse VNTR à locus multiples (MLVA) ont permis de mieux comprendre les relations phylogénétiques et phylogénomiques existant entre les souches de P. ananatis isolées du riz et des souches d' autres sources (plantes, animaux et environnement). En effet, les résultats préliminaires ont montré que plusieurs souches de P. ananatis isolées du riz en Afrique, en Asie et en Europe étaient phylogénétiquement liées et formaient un groupe qui les différenciait de P. ananatis d'autres sources. En conclusion, les résultats de ce projet de thèse fournissent une base solide qui facilitera les futures études de Pantoea spp en Afrique. / Among the 24 species of Pantoea described so far, five have been reported up to 46 times in 21 countries as phytopathogens of at least 31 crops. Indeed, P. ananatis and P. agglomerans have been reported as phytopathogenic bacteria for at least ten economically important crops, including rice. Recently, Africa Rice Center and its partners have suspected the presence of an emerging bacterium that causes rice bacterial blight in several African countries, and the causal agent has been confirmed as belonging to the genus Pantoea. The objectives of our thesis project were (i) to improve the collection of existing AfricaRice isolates by new collections (ii) to develop diagnostic and characterization tools for fine analysis of genetic, phenotypic and epidemio-follow-up studies. Our results showed that bacteria capable of producing bacterial blight symptoms of rice in Africa form a species complex composed mainly of P. ananatis, P. stewartii and P. agglomerans. Different types of diagnostic tools and characterizations were then developed and validated. The results from the use of these tools helped to point out the presence of this bacterial complex in several African countries and to provide details on its geographical structure. Thus, in total, we diagnosed a bacterial species complex, phytopathogenic of rice in 11 African countries (Benin, Burkina Faso, Burundi, Ghana, Ivory Coast, Mali, Niger, Nigeria, Senegal, Tanzania, Togo). In addition, analyzes of three genomes of african P. ananatis and the development, evaluation, and application of Multiple Locus VNTR Analysis (MLVA) tools provided insights into the phylogenetic and phylogenomic relationships that exist between P. ananatis strains isolated from rice and strains from other sources (plants, animals and environment). Indeed, preliminary results showed that several strains of P. ananatis isolated from rice in Africa, Asia and Europe were phylogenetically linked and formed a group that differentiated them from P. ananatis from other sources. In conclusion, the results of this thesis project provide a solid foundation that will facilitate future studies of Pantoea spp in Africa.

Les nématodes à galle du genre Meloidogyne sont des parasites telluriques provoquant de graves pertes agricoles dans presque tous les systèmes de culture des plantes, et en particulier affectent la production de riz (Oryza sativa L.) dans toutes les régions cultivées. Ces parasites biotrophes obligatoires établissent une interaction compatible avec leur hôte grâce à des effecteurs protéiques produits par leurs glandes œsophagiennes et sécrétés dans la cellule végétale à travers leur stylet. L'objectif de ce travail était d'identifier parmi les protéines sécrétées celles qui jouent un rôle dans la virulence du nématode. L'interaction compatible entre la variété de riz Nipponbare et deux espèces de RKN (Meloidogyne incognita et Meloidogyne graminicola) a été choisie comme modèle et décryptée par des approches d'histologie et de transcriptomique. Trois nouvelles protéines de M. incognita spécifiquement exprimées dans les phases précoces de l'interaction ont été identifiées. Les deux gènes Mi-SP1 (Minc17980) et Mi-SP5 (Minc14137) sont exprimés dans les glandes subventrales alors que Mi-SP4 (Minc16281) s'exprime dans la glande dorsale de la larve parasitaire dite « juvénile au stade 2 (J2) ». Mi-SP1 et Mi-SP4 sont des gènes pionniers (sans homologue dans les bases de données publiques) et Mi-SP5 code potentiellement pour une déstabilase, de la famille des lysozymes. Les deux protéines pionnières Mi-SP1 et Mi-SP4 sont adressées dans le noyau et le cytoplasme de cellules de tabac après expression hétérologue en fusion avec la protéine GFP. La protéine Mi-SP5 exprimée en fusion GFP dans les cellules épidermiques d'oignon est localisée dans la paroi cellulaire. L'atténuation de l'expression des trois gènes Mi-SPs chez les J2s, induite par l'absorption de petits ARN interférants (siRNA), entraine une baisse significative de la reproduction du nématode chez le riz. De plus, la protéine Mi-SP1 permet de réprimer les défenses basales de la plante induites par le facteur bactérien flg22, telles que la production de composés réactifs d'oxygène. L'expression dans le riz de micro-ARNs artificiels (amiRNA) définis pour spécifiquement éteindre l'expression de Mi-SP5 entraine également une baisse significative de la reproduction du nématode chez le riz. L'analyse fonctionnelle de Mi-SP1 et de Mi-SP5 a montré que ces deux protéines sont capables de jouer un rôle important dans l'interaction compatible riz-nématode. / Root-knot nematode, Meloidogyne sp., are telluric pests causing severe agricultural lost in almost all plants growing system including cereals. These obligate biotrophic parasites affect the rice production in all cultivated countries. Meloidogyne incognita establishes a compatible interaction with the plant host thanks to effectors produced by esophageal glands and secreted in the plant cell through the stylet. The objective of this work was to identify secreted proteins involved in the virulence of the nematode. The compatible interaction between rice variety Nipponbare and two species of RKN (Meloidogyne incognita and Meloidogyne graminicola) was chosen as a model and decrypted by histology and transcriptomic approaches. Three new proteins of M. incognita which were specifically expressed during early stages of interaction have been identified. Two genes Mi-SP1 (Minc17980) and Mi-SP4 (Minc16281) were pioneers with no homolog in databanks and Mi-SP5 (Minc14137) encodes for a putative destabilase, belongs to lysozyme family. Mi-SP1 and Mi-SP5 were expressed in the subventral glands whereas Mi-SP4 was expressed in the dorsal gland of the parasitic larva called “juvenile stage 2 (J2)". The two pioneer proteins Mi-SP1 and Mi-SP4 were localized in both the nucleus and the cytoplasm of tobacco cell after heterologous expression whereas Mi-SP5 was located in the onion epidermal cell wall. The silencing of three effectors by soaking approach using siRNAs leads to a significant reduction in nematode reproduction in rice. In addition, Mi-SP1 can suppress the plant defences PTI triggered by the PAMP flg22. Knock-down Mi-SP5 by host-delivered RNAi also causes a significant reduction in nematode reproduction in rice. The functional analysis of Mi-SP1 and Mi-SP5 showed that these two effectors are able to play important roles in rice-nematode interaction.

Les éléments transposables (ETs) sont des composants ubiquitaires des génomes eucaryotes, parfois prépondérants chez les plantes. Ce sont des séquences mobiles, potentiellement mutagènes, reconnues comme des acteurs de l’évolution des génomes. Cependant, la plupart des ETs sont aujourd’hui inactifs car réprimés par des mécanismes épigénétiques très efficaces. Néanmoins, ces derniers peuvent être relâchés par des stress, conduisant à la réactivation d’ETs. De tels stress sont-ils suffisants pour activer la transposition dans les populations naturelles? L’application répétée d’un stress peut-elle expliquer les pics d’activité transpositionnelle qui ont eu lieu en conditions naturelles? De récents travaux chez un mutant d’Arabidopsis thaliana, affecté dans une voie de répression d’ETs, le RdDM (RNA-directed DNA Methylation), ont démontré qu’un stress thermique conduisait à la réactivation transpositionnelle d’un ET. Mes travaux de thèse portent sur l’étude de riz sauvage et d’un mutant non décrit, affecté dans le RdDM, cultivés en conditions normales ou de stress thermique sur plusieurs générations. Les objectifs de mes travaux ont été de déterminer (1) l’impact de la mutation sur les différentes étapes d’activation rétrotranspositionnelle et (2) l’activation rétrotranspositionnelle en réponse à un stress thermique. Une part importante de ce travail a été consacrée au développement et à la comparaison de méthodes d’identification des mouvements d’ETs et différentes approches « omiques » ont été utilisées. La réactivation de 5 ETs dans les plantes mutantes, dont la mobilité n’avait pas encore été observée, suggère que la voie RdDM est impliquée dans le contrôle de leur répression. De plus, nos résultats confirment que les ETs ne sont pas tous réprimés par les mêmes voies de régulation. / Transposable elements (TEs) are ubiquitous among eukaryotic genomes sometimes overriding in plants. Due to their ability to replicate and transpose, they are potentially mutagenic and recognized as actors of genome evolution. However, the analysis of the transpositional activity of TEs in different plant species have shown that most of them are maintained in a transcriptionally inactive state through powerful and specific epigenetic mechanisms. These silencing processes can nevertheless be allievated under stress conditions, leading to TE reactivation. Are these stress sufficient to activate transposition in natural populations? Are repeated heat stress able to trigger transposition and therefore lead to bursts of transposition? In recent reports, reactivation of retrotransposons has been shown in Arabidopsis thaliana mutants impaired in the RdDM pathway (RNA-directed DNA Methylation) and submitted to heat stress. My PhD works reports the study of of a wild rice and a new rice mutant, affected in the RdDM, cultivated under optimal or heat stress conditions over generations. Here, we propose to determine (1) the impact of the mutation at the different levels leading to the retrotranspositional activation and (2) the retrotranspositional activity in response to heat stress. An important part of this work has been devoted to the development and the comparison of different methods to identify TE movements, and different -omics approaches have been used. The reactivation of 5 new TEs in mutants, suggests that the RdDM pathway is involved in the control of the repression of these TEs. Furthermore, our result confirm that all TEs are not regulated through the same pathways but are under the control of different lock.

Avec le désengagement des Etats de la gestion des périmètres irrigués, les producteurs doivent gérer leur système de production dans un contexte de risques et d'incertitudes croissants. Pour cela, ils mettent en oeuvre des processus d'adaptation et les stratégies techniques de régulation de la production. Nous avons étudié ces comportements dans le cadre des conditions des systèmes rizicoles du Lac Alaotra à Madagascar. Ces stratégies s'appuient essentiellement sur les modalités d'organisation de l'espace et de conduite des systèmes de culture. Une double orientation méthodologique a été retenue pour approcher ces éléments: l'approche globale du fonctionnement des exploitations et le niveau des pratiques culturales. Une première partie s'intéresse aux réponses développées au niveau des systèmes d'exploitation. Face à d'importants besoins en paddy liés à la place de ce produit dans l'alimentation familiale et la trésorerie des ménages, les stratégies des producteurs sont centrées sur le foncier. Dans une société fortement hiérarchisée et dans un milieu marqué par l'aléa hydrique, ces stratégies de régulation interannuelles aboutissent à une forte différenciation dans l'appropriation de l'espace irrigué. Les régulations s'appuient également sur des associations entre exploitations, organisées autour d'échanges d'équipement, de foncier, de main d'oeuvre ainsi que des flux de paddy ou d'argent. La deuxième partie est consacrée à l'analyse des adaptations techniques développées, en mettant l'accent sur la phase d'implantation qui est déterminante pour le rendement du riz dans les systèmes de culture étudiés. Les producteurs privilégient une vision globale de la sole de riz et prennent en compte l'ensemble des parcelles de riz de l'exploitation, voire même du groupe d'exploitations "en entraide". Cependant les modalités d'organisation du travail conduisent à une différenciation entre des parcelles particulièrement soignées (parcelles privilégiées) et des parcelles périphériques en fonction de la maîtrise relative de l'eau et de la position de l'exploitant dans le groupe familial. Les producteurs privilégient les orientations techniques qui permettent de préserver les opportunités de choix ultérieurs. Ainsi, la comparaison entre les programmes techniques prévisionnels et les pratiques souligne l'importance des ajustements opérés. Ils concernent aussi bien des opérations techniques simples que des éléments structurants de l'itinéraire technique. Cette souplesse est permise par des ajustements mutuels dans l'organisation du travail entre parcelles et exploitations. L'intérêt des modalités d'organisation du travail sur la maîtrise de la date d'implantation est ensuite discuté dans ce contexte de risques. Ce cadre de représentation, regroupant réponses techniques et réponses foncières, permet de rendre compte du devenir des innovations dans les systèmes de culture de l'Alaotra. Enfin, des perspectives de travail pour la recherche et pour le développement sont présentées pour valoriser ces dynamiques techniques et organisationnelles dégagées.

Le premier objetif de cette thèse a été de développer de nouveaux marqueurs moléculaires utilisables sur le blé et transférables vers un nombre important d'espèces cultivées ou sauvages de graminées. Nous avons observé une portabilité des EST-SSR excellente pour les sous-espèces de blé qui diminue avec l'éloignement phylogénétique pour atteindre encore près de 30% avec le riz. Le deuxième objectif de cette thèse était d'exploiter les EST-SSR montrant une bonne portabilité pour valider leur capacité dans le cadre d'analyses phylogénétiques chez les Triticés et les graminées. Les résultats confirment que les espèces T. monococcum ssp urartu, Ae. speltoides et Ae tauschii sont respectivement apparentées aux donneurs des génomes A, B et D du blé tendre. Nous pouvons donc conclure que les EST-SSR sont des marqueurs intéressants et puissants pour étudier les espèces sauvages orphelines et pour faire des analyses phylogénétiques chez les graminées

Mieux connaître les dynamiques de l'agrobiodiversité est indispensable pour détecter les évolutions défavorables et élaborer des stratégies de conservation, en particulier dans les agrosystèmes traditionnels, encore peu affectés par l'intensification agricole. Une étude de la dynamique de la diversité et de la gestion des variétés et semences de riz a été entreprise dans la région de Vakinankaratra. Celle-ci, située au centre des hauts plateaux de Madagascar, se caractérise par une grande diversité agroécologique, des systèmes de production et des systèmes de culture du riz liée, notamment, aux variations de l'altitude (750-1950m). L'étude s'est appuyée, d'une part, sur des enquêtes (collectives et individuelles) auprès de 1050 exploitations réparties dans 32 villages, d'autre part, sur la collecte systématique et la caractérisation des variétés de riz maintenues dans ces villages, au moyen de descripteurs agro-morphologiques et moléculaires. La région héberge non seulement les 3 groupes majeurs d'O. sativa (indica, japonica tropical et japonica tempéré) mais aussi un groupe atypique, non répertorié ailleurs dans le monde. Ces derniers sont des riz irrigués plus proches des indica que des japonica ; leur habitat préférentiel est l'intervalle d'altitude 1250-1750m. La distribution éco-géographique de la diversité est façonnée par, respectivement, l'altitude, les systèmes de production et la richesse des exploitations. Elle est organisée en 4 strates : intervalle d'altitude, village, exploitation et parcelle. A chaque strate, la différentiation génétique entre les sous-ensembles représente jusqu'à 70% de la diversité totale. Les variétés locales ont une structure multi-lignées ; la fréquence des lignées constituantes varie entre exploitations et entre villages. Leurs distributions régionales peuvent être assimilées à des métapopulations fragmentées. Les variétés locales de riz sont des biens communautaires quasi sacrées. Les variétés améliorées cohabitent avec elles sans constituer de véritables menaces. Il existe une grande disparité dans la fréquence d'utilisation des variétés. Dans chaque village, 1-2 " variétés majeures " sont utilisées par plus de 50% des agriculteurs et plusieurs " variétés mineures " par moins de 10% d'entre eux. Les échanges de variétés et de semences sont limités entre villages, plus intenses à l'intérieur de chaque village. Les semences ne se vendent pas mais s'échangent. Un système de valeurs culturelles incite à la sélection pour l'homogénéité. Le système de constitution des lots de semences conduit à une sélection involontaire d'adaptation GxE. Le système vernaculaire de nomination, assez sophistiqué, n'est plus opérationnel qu'à l'échelle village ; il en résulte une faible consistance des noms de variétés entre villages ; et le nombre de variétés n'est plus un bon indicateur de la diversité régionale. L'introduction récente de la riziculture pluviale a engendré une nouvelle dynamique qui bouscule les pratiques traditionnelles de gestion des variétés et des semences. Les signes d'érosion observés parmi les variétés locales, incitent à l'analyse de l'évolution récente (4-5 dernières décennies) de la diversité et à la mise en place d'un observatoire pour le suivi des évolutions à venir. La conservation in-situ de la diversité doit s'inscrire dans des actions intégrées de développement rural. La recherche peut y contribuer par la valorisation des variétés locales dans des schémas de sélection participative et par une conservation dynamique de ces ressources sous forme de populations à large base génétique.

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

De nos jours, le développement durable est devenu une nécessité dans l'ensemble des sphères d'activité de notre monde, et particulièrement dans le domaine du béton. En effet, le développement des sociétés passe inévitablement par l'augmentation des infrastructures; le béton est le matériau principalement utilisé et son empreinte environnementale considérable gagnerait à être diminuée. L'industrie et la recherche sont très actives à ce niveau et la science des bétons durables est en pleine expansion. Dans ce contexte, une piste de solution est l'utilisation de résidus industriels ou agricoles comme ajouts cimentaires, ce qui permet de remplacer partiellement le ciment très polluant, tout en produisant des bétons avec une meilleure durabilité. Les cendres d'écorce de riz (RHA) présentent ainsi un potentiel cimentaire similaire aux meilleurs ajouts cimentaires actuellement utilisés, mais les applications concrètes de ce nouveau matériau demeurent peu développées à ce jour. Le présent projet a donc été conçu afin d'illustrer le potentiel des RHA d'une part dans les pays industrialisés pour améliorer la durabilité des bétons hautes performances (BHP) et pour améliorer les propriétés à l'état frais des bétons autoplaçants (BAP); et d'autre part, dans les pays en développement pour démocratiser les bétons durables produits avec des technologies adaptées aux réalités locales. Une première phase réalisée avec des RHA de haute qualité (RHAI) a ainsi été consacrée aux applications en pays industrialisés. La caractérisation des RHAI a indiqué une composition de 90% de silice amorphe, des particules légèrement plus grossières que le ciment, et une microstructure très poreuse et absorbante. Afin de pallier à cette absorption d'eau, l'optimisation du type de superplastifiant a permis de déterminer que l'utilisation du Plastol 5000 ou de l'Adva 405 avec les RHAI favorise un équilibre optimal entre dispersion initiale, rétention d'affaissement et résistances mécaniques. L'optimisation du dosage en RHAI a démontré que 10 ou 15% en remplacement du ciment améliore significativement la durabilité, que les résistances mécaniques sont peu affectées par le dosage en RHAI, et que 20% (ou plus) de RHAI entraine des problèmes de maniabilité associés à une consistance rhéo-épaississante. Suite à ces optimisations, le bon potentiel des RHAI pour améliorer la durabilité des BHP a été déterminé en comparaison avec la fumée de silice (FS) et le métakaolin : le retrait endogène a été diminué par un effet de cure interne, les perméabilités aux chlorures ont été diminuées au même niveau que par la FS, et la résistance à l'écaillage a été améliorée possiblement par diminution du ressuage de surface. Finalement, l'augmentation de la viscosité par les RHAI a été utilisée avantageusement dans les BAP ou un dosage de 10% a permis d'éviter la ségrégation sans utiliser d'adjuvant modificateur de viscosité très couteux. Une deuxième phase a consisté à optimiser l'utilisation sur bétons de RHA produites avec un four à écorces de riz artisanal fabriqué selon un modèle actuellement utilisé au Burkina Faso (RHAG). Ces RHAG ont été broyées à la même granulométrie que les RHAI et des performances mécaniques similaires ont été obtenues. Une méthode de caractérisation simplifiée adaptée aux réalités du terrain a aussi été développée : elle permet d'optimiser le broyage en limitant les outils nécessaires à un tamis de 45 tm et à une balance. Un béton pour dalle a par la suite été développé à partir d'une recette typique de béton du Burkina Faso : ce béton avec RHAG a développé des résistances similaires à un contrôle, tout en permettant des économies de 23% sur le ciment. En conclusion, ce projet a réussi à illustrer le potentiel des RHA pour favoriser le développement durable dans différents types de bétons, dans différents contextes et avec des méthodes adaptées aux technologies disponibles. Suite à ce bref résumé, je vous invite fortement à poursuivre votre lecture pour en apprendre encore davantage.

Ce travail de thèse présente l'optimisation d'une technologie de valorisation énergétique qui utilise des résidus agricoles pour la production d'énergies renouvelables, tout en réduisant les émissions mondiales de méthane et en garantissant la sécurité alimentaire. Des digesteurs anaérobies à l'échelle laboratoire, pilote et industrielle ont été évalués afin d'améliorer la production de méthane à partir de la digestion anaérobie de la paille de riz non traitée dans des conditions sèches en utilisant une approche nouvelle de co-digestion. Une installation de production biogaz à l'échelle d'une ferme chargée de paille de riz et d'eaux usées produites par une porcherie génère 295 MWh dans un cycle de digestion 422 jours. La période d'acclimatation relativement longue (environ 200 jours) et le faible rendement en biogaz (181 LCH4/kg MVS) pourraient être améliorées en ajoutant des boues anaérobies issues d'un procédé de traitement d'effluents de l'industrie papetière. Au laboratoire, l'ajout de la boue conduit à un rendement de méthane spécifique de 335 LCH4/kgMVS dans les 92 jours. L'hydrolyse de la paille a été accélérée, et des conditions stables ont été observées en termes de pH, d'alcalinité et de nutriments. Des améliorations similaires ont été démontrés dans des digesteurs à l'échelle pilote (1 m3) - un rendement de méthane spécifique de 231 LCH4/kgMVS a été obtenu dans un cycle de digestion à 93 jours avec de la boue comparativement à 189 jours sans la boue. Un mélange insuffisant dans le système à l'échelle pilote a causé des rendements de production de méthane inférieurs à ceux obtenus dans les digesteurs l'échelle du laboratoire. Si les conditions mésophiles et de mélange suffisantes sont maintenues dans le système à l'échelle industrielle, la co-digestion de la paille de riz avec des eaux usées produites par une porcherie et des boues issues d'un procédé de traitement d'effluent de l'industrie papetière (rapport poids humide de 1:1.25:0.5) a le potentiel de réduire le temps de rétention à trois mois (contre 422 jours) et d'augmenter les rendements de production de méthane à plus de 300 LCH4/kgMVS / The research describes an optimized waste-to-energy technology that utilizes agricultural residues for renewable energy, while reducing global methane emissions and maintaining food security. Laboratory-, pilot- and farm-scale anaerobic batch digesters were evaluated to enhance methane production from the anaerobic digestion of untreated rice straw in dry conditions using a novel co-digestion approach. An existing farm-scale biogas plant loaded with rice straw and piggery wastewater produced 295 MWh in a 422-day digestion cycle. The long acclimation period (approximately 200 days) and low biogas yield (181 LCH4/kgVS) could be enhanced by adding anaerobic sludge from the pulp and paper mill treatment process. In a laboratory setting, the addition of the sludge resulted in a specific methane yield of 335 LCH4/kgVS within 92 days. Hydrolysis of the straw was accelerated, and stable conditions were observed in terms of pH, alkalinity and nutrients. Similar improvements were demonstrated in pilot-scale digesters (1 m3) – a specific methane yield of 231 LCH4/kgVS was achieved in a 93-day digestion cycle with the sludge compared to 189 days without the sludge. Insufficient mixing within the pilot-scale system caused lower overall methane yields than those obtained in the laboratory-scale digesters. If sufficient mixing and mesophilic conditions are maintained within the farm-scale system, the co-digestion of rice straw with pig wastewater and paper mill sludge (wet weight ratio of 1:1.25:0.5) has the potential to reduce the retention time to three months (versus 422 days) and increase methane yields to over 300 LCH4/kgVS

L'architecture de la panicule de riz est l'un des caractères morphologiques majeurs du potentiel de rendement, sélectionné lors de sa domestication. Une panicule est une structure ramifiée, composée d'un axe principal (rachis), de branches primaires, et d'ordres supérieurs de branchement (branches secondaires et tertiaires) et enfin les épillets. Cette structure, qui dépend de l'activité des méristèmes axillaires au cours du développement de la panicule, montre une grande diversité à la fois inter-spécifique (espèces cultivées vs espèces sauvages apparentées) et intra-spécifiques (riz asiatique et / ou africain). Plusieurs gènes/QTL importants ont été caractérisés chez Oryza sativa pour le contrôle de l'architecture de la panicule en régulant l'identité des méristèmes, la division cellulaire et la signalisation hormonale. Cependant, les mécanismes liés à la diversité de la panicule de riz et son évolution dans le contexte de la domestication sont encore largement inconnus. Durant ma thèse, j'ai principalement contribué à l'étude des bases histologique et moléculaires de la diversité de la panicule entre l'espèce africaine Oryza glaberrima et Oryza barthii, l'espèce sauvage apparentée. J'ai analysé les profils d'expression d'orthologues à des gènes de O. sativa liés au développement de la panicule et participé à l'analyse transcriptomique de petits ARN dans les premiers stades de développement de la panicule. Ce travail a révélé une différence de période d'initiation et de niveau d'expression de ces gènes au cours du développement de la panicule entre les deux espèces, conjointement avec une forte conservation de leurs domaines d'expression. Les gènes qui favorisent l'activité des méristèmes sont sur-accumulés sur une période plus longue au cours du développement de la panicule chez l'espèce cultivée, tandis que les gènes liés au développement des épillets se comportent de manière opposée. Ces travaux ont également montré une altération similaire de l'expression des membres de la voie de siRNA phasés initiés par miR2118, voie connue pour être impliquée dans la gamétogenèse mâle. L'ensemble de ces résultats suggère que la diversité de complexité de la panicule chez les riz africains reposerait sur des altérations hétérochroniques de l'activité de ramification et de déterminisme des méristèmes d'épillets. / Rice panicle architecture is one of the most important morphological traits specifying rice yield potential, which was under selection during rice domestication. A panicle is a branched structure composed of a rachis, primary branches, higher order branches (i.e. secondary and tertiary branches) and finally spikelets. This morphology, depending on the activity of axillary meristems during its development, shows a wide diversity in both inter-specific (i.e. crops vs. wild-relatives) and intra-specific (Asian or/and African rice) levels. Several important genes/QTLs have been characterized in Oryza sativa as controlling panicle architecture by regulating meristem fate, cell division and hormone signaling. However the mechanisms related to rice panicle diversity and its evolution in the context of domestication are still largely unknown. During my PhD, I mainly investigated the histological and molecular bases of panicle diversity between the African species Oryza glaberrima and its wild-relative Oryza barthii. I analyzed the expression patterns of orthologs of O. sativa landmark genes related to panicle development and was involved in small RNA transcriptomic analysis in early stages of panicle development. This work revealed a high conservation of the spatial expression pattern of the landmarks genes studied but have highlighted a differential timing and level of the expression of these genes during the panicle development between two species. The genes promoting meristem activity were upper-accumulated over a longer period during the panicle development in the crop species, whereas the gene promoting spikelet/floret meristem fate behaved in opposite way. This work also has shown similar heterochronic alteration of the expression of members of the miR2118-triggered 21-nt phased siRNA pathway, known to be involved in male gametogenesis. Together, these findings suggest that variation of panicle complexity in African rice may rely on heterochronic changes in branching activity as well as spikelet/floret meristem determinacy.