Le β-carotène (Bc) est un caroténoïde connu pour son activité pro vitaminique A. La consommation de fruits et légumes riches en Bc est donc particulièrement encouragée, principalement dans les pays en développement. Cependant, au cours d'un repas, la biodisponibilité du Bc est influencée par la présence des macro et microconstituants des aliments. L'objectif général de ce travail a été d'étudier les interactions alimentaires pouvant survenir au cours des différentes étapes du processus d'absorption du Bc. La bioaccessibilité du Bc, évaluée à l'aide d'un modèle de digestion in vitro, a révélé que la quantité de Bc micellarisé des aliments de base (patate douce orange (PDO) et banane plantain) des pays du Sud se retrouve augmentée dans certaines préparations tratitionnelles. De plus, dans une simple association de deux aliments, nos résultats ont montré que la naringine de jus d'agrumes diminuait la bioaccessibilité du Bc de la PDO car ce flavanone se micellarise et entre en compétition avec le Bc. L'effet de flavanones sur l'absorption intestinale du Bc a ensuite été étudié à l'aide d'un modèle cellulaire de type Caco-2. L'ensemble des glycosides de flavanones testés, mais principalement l'hespéridine (Hes), ont augmenté l'absorption du Bc. L'expérimentation in vivo chez la gerbille n'a quant à elle pas montré d'effet de l'Hes sur la bioefficacité du Bc de la PDO. Par contre, nos données suggèrent que l'Hes, dans le cas d'un régime carencé en caroténoïdes et vitamine A, pourrait stimuler l'activité de la β,β-carotène mono-oxygénase par un mécanisme impliquant le facteur de transcription PPARγ. / Β-carotene (Bc) is a carotenoid mainly known for its provitaminic A activity. Therefore, the consumption of fruits and vegetables rich in Bc are promoted, especially in developing countries. However, during a meal, the Bc bioavailability was modulated by other macro or micronutrients from food. The main objective of this study was to evaluate food interaction occurring during the different steps of Bc absorption. The Bc bioaccessibility, evaluated through an in vitro digestion, showed that the micellarization of Bc staple foods from South countries (orange fleshed sweet potato (OFSP) and plantain) increases in some traditional food preparations. Moreover, we observed that the Bc bioaccessibility from OFSP decreases in the presence of Citrus juice because of the naringin which competes for incorporation into mixed micelles. Effects of flavanones were then assessed on intestinal Bc uptake using Caco-2 cells. Among flavanone glycosides tested, mainly hesperidin (Hes), increased Bc uptake. In vivo experimentation with gerbil did not shown any effect of Hes on the bioefficacity of Bc from OFSP. By contrast, our data suggest that under a low Bc or vitamin A free diet, Hes might enhance BCMO1 activity through its action as agonist of PPARγ.

L’agrobiodiversité s'étudie au niveau génotypique mais également au niveau de l'expression chimique de ce génotype, le chimiotype. Les plantes à racines et tubercules tropicales (manioc, patate douce, ignames et taros) sont multipliées par voie asexuée et les bases génétiques sont bien souvent étroites chez les cultivars traditionnels. Malgré les faibles diversités génétiques révélées à l'aide de marqueurs ADN, les chimiotypes sont très variables et leur étude est riche d’informations. Ces cultures vivrières, plantes amylacées mais aussi sources de molécules intéressantes pour les industries alimentaire et pharmaceutique, tiennent un rôle déterminant dans la garantie de la sécurité alimentaire des pays du Sud. Dans cette optique, leur amélioration génétique par voie conventionnelle est une contribution majeure aux enjeux actuels. De nombreux efforts restent néanmoins à réaliser pour analyser, compiler et disséminer les informations liées à la diversité des compositions et teneurs de plantes qui restent sous-utilisées ou non appréciées à leur juste valeur. La biofortification qui vise une amélioration des propriétés nutritionnelles de ces plantes, présente de nombreux avantages dont le principal est de ne pas modifier les comportements alimentaires tout en permettant une meilleure adaptation environnementale des nouveaux génotypes. Leur amélioration passe par une sélection des parents basée sur leurs valeurs propres et le criblage de grands nombres d'individus hybrides. Le processus est long et fastidieux. L’élaboration de nouveaux outils permettant une optimisation de cette tâche est donc nécessaire. L'analyse d'échantillons représentatifs de la variabilité chimiotypique des collections du Vanouatou, un archipel Mélanésien abritant une riche agrobiodiversité, a permis d'étudier les relations entre composés majeurs, métabolites secondaire et préférences alimentaires locales. Les corrélations mises en évidence permettent d'apporter des éléments utiles à la compréhension du processus de sélection traditionnelle. L’identification des préférences visées par ce processus aident à comprendre les goûts et les attentes des consommateurs, et donc à mieux définir les idéotypes ciblés par les programmes d'amélioration. Ce travail a permis un premier criblage chimiotypique d'un grand nombre de cultivars appartenant aux deux espèces majeures, le taro (Colocasia esculenta) et la grande igname (Dioscorea alata). L'étude des caroténoïdes et des anthocyanes a permis d’identifier un certain nombre de cultivars comme parents potentiellement intéressants pour la biofortification mais aussi pour l'exploitation commerciale directe des clones. La caractérisation des hybrides, obtenus par panmixie et pollinisations libres au cours de cycles de sélection récurrente, indique que des gains importants sont obtenus pour des composés et métabolites essentiels. Les avancées réalisées dans le cadre de ce travail, et leurs conséquences pour les programmes d'amélioration génétique en cours, sont discutées. Les perspectives de mise au point de nouveaux outils de criblage et de nouvelles méthodes de caractérisation qui permettront in fine une meilleure approche de la biofortification de ces cultures vivrières, sont aussi envisagées / Agronomic selection generates and maintains agrobiodiversity which can be regarded as an essential resource. To describe phenotypic diversity, genotypes as well as their chemical expression, chemotypes, have been widely used. Tropical root and tuber crops are vegetatively propagated and their genetic bases are often narrow. Therefore, unveiling the impressive phenotypic diversity is still rather difficult through genotyping alone, whereas chemotype studies are very informative. Tropical root crops are staples and represent a good source of compounds related to health benefits and used in food and pharmaceutical industries. Those crops have key-roles to play in food security for developing countries and so plant breeding cannot be neglected. Biofortification is effective and does not imply change of dietary behaviours. Analysing, computing and compiling data bases for chemical data on diversity of neglected crops are still needed. Biofortification involving mass selection and profiling of numerous accessions is, however, time-consuming. Thus, efficient protocols and tools facilitating this process are required. Chemotypic variability within Vanuatu germplasm was characterised through core samples from different species and relationships between primary compounds, secondary metetabolites and local preferences have been studied. Useful correlations were shown, thus clarifying traditional selection process. This process has permitted the definition of ideotypes that will be interesting for the management of breeding programmes. At least for the two most important species in Vanuatu - taro Colocasia esculenta and the greater yam - Dioscorea alata -our work is the first broad screening of germplasm. The study of carotenoid and anthocyanin content indicates that some cultivars show potential for commercial exploitation. With the aim of improving staple foods by plant breeding, we identified accessions to be selected as parents for future crosses

MSCAGR (Agricultural Economics) / Department of Agricultural Economics / This research aimed to assess the profitability of sweet potato production enterprises. The focus areas were on: determining differences in profitability of different sweet potato enterprises located in different villages; identifying factors that affect the profitability of sweet potato enterprises; determining differences in the sweet potato markets; and identifying marketing channels utilised by sweet potato enterprises. The study was carried out in 8 villages in Makhado and Thulamela local municipalities of the Vhembe district of Limpopo province. There were 78 sweet potato farmers identified and interviewed as respondents in the study. A gross margin analysis model was used to calculate the profitability of sweet potato enterprises, while a multiple regression model was adopted to analyse factors that affect profitability of sweet potato enterprises. The study revealed the domination of females in sweet potato production, wherein 69.2% of the respondents were females. Furthermore, the study revealed that 16.7% of the respondents were illiterate, 24% of the respondents had never received any form of agricultural training. The findings of the study revealed that sweet potato production is a viable and profitable enterprise in the study area. Farmers recorded an average gross margin of R11 329.94 per ha. Furthermore, labour cost and fertilizer cost accounted for the highest costs incurred in production contributing 45% and 32% respectively to total costs. The results of the study further revealed that six variables were statistically significant to profitability. Occupation status, farming experience, unpaid family members, and labour cost were statistically significant to profitability at the 1% level of significance; whereas tractor hire cost and chemical cost were statistically significant to profitability at the 5% level of significance. The study recommends that stakeholders involved in agriculture and community development should attend to issues such agro-processing trainings and extension services offered to the farmers in the Vhembe district.

Der Beitrag der arbuskulären Mykorrhizapilze zur Nährstoffaufnahme und zum Wachstum von Pflanzen ist vom Genotyp des Pilzes und der Pflanze abhängig, sowie von den Umweltbedingungen. In der vorliegenden Arbeit wurden Mykorrhizapilze unterschiedlicher Herkunft verwendet. Im Mittelpunkt der Arbeit stand die Untersuchung der Rolle der Mykorrhiza bei der Reaktion der Pflanze auf räumlich unterschiedliches Nährstoffangebot im Boden. Als Versuchspflanzen wurden Süßkartoffel und Tagetes verwendet. Für die Arbeit wurden verschiedene Modellexperimente durchgeführt. In speziell für diese Arbeit konstruierten Gefäßen wurden nicht-mykorrhizierte und mykorrhizierte Süßkartoffelpflanzen mit organischer Substanz versorgt, die entweder gleichmäßig oder heterogen im Substrat verteilt war. In weiteren Experimenten wurde mit Hilfe von "split-root" Systemen die Wirkung arbuskulärer Mykorrhizapilze auf ein lokales Angebot von mineralischem Phosphor und Stickstoff im Boden untersucht. Darüber hinaus wurde in Versuchen Kompost räumlich konzentriert im Substrat angeboten. Die Messungen umfassten den Mykorrhizierungsgrad der Wurzel, die Entwicklung des extraradikalen Myzels, die Trockenmasse der Pflanze sowie die Konzentrationen an Phosphor und Stickstoff in der Pflanze. Eine Besiedlung der Wurzeln mit arbuskulären Mykorrhizapilzen führte in den meisten Versuchsansätzenzu einer erhöhten Nährstoffaufnahme der Pflanze und zu einem verbesserten Wachstum. Ein besonders starkes Hyphenwachstum in Bodenzonen mit viel organischer Substanz wurde jedoch nicht beobachtet. Zugabe von Kompost führte teilweise zu einem Rückgang des Mykorrhizierungsgrades. Die Verwendung von organischem Material oder Kompost im Gartenbau kann sinnvoll sein und zur Verminderung von Mineraldüngung beitragen. Optimales Pflanzenwachstum und Mykorrhizawirkung erfordern jedoch eine gute Balance zwischen Art und Menge des organischen Stoffes bzw. Komposts, den Substrateigenschaften und den Pflanzen- und Pilzgenotypen. / The actual contribution of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi to plant nutrient uptake depends on the fungal and plant genomes, and on environmental conditions. In the present study, AM fungi of different origin, for example isolated from plots with different long-term fertilizer application history, were used to quantify their contribution to plant nutrient uptake under situations of spatially heterogeneous soil nutrient distribution. Test plants for this study were sweet potato and marigold. Several model experiments were carried out. In specifically constructed growth containers, non-mycorrhizal and mycorrhizal sweet potato plants were supplied with organic matter either homogeneously or heterogeneously distributed in the substrate. Bacteria from a long-term organically fertilized soil were also added as a treatment. In other experiments using a split-root approach, the influence of AM fungi on the plant response to localized mineral phosphorus and nitrogen supply was studied. In a further experiment, the effects of localized compost supply on marigold plants inoculated with Glomus mosseae were investigated. Arbuscular mycorrhizal fungi increased nutrient uptake and growth of plants under most conditions, also when nutrients were heterogeneously distributed in soil. However, there was no indication of increased hyphal proliferation or activity in soil spots with high organic matter. Plant phosphorus status regulated the extent of AM root colonization. The extent of AM root colonization was partly decreased by application of organic matter and of compost to the substrate. Application of organic matter and/or compost can be beneficial in horticulture and can replace mineral fertilizer use. However, optimum plant growth and mycorrhizal function require a good balance between type and amount of organic matter or compost, growth substrate properties and plant and AM fungal genotype.