Le système d'incompatibilité végétative a été décrit chez tous des champignons (Eumycètes) comme intervenant dans la limitation des fusions somatiques entre conspécifiques. Chez les champignons la fusion somatique est uniquement possible entre individus de même GCV (Groupe de Compatibilité Végétative). Comme tous les systèmes de reconnaissance du soi, le fonctionnement du système d'incompatibilité végétative des champignons est basé sur une grande diversité allélique. Cette thèse propose d'étudier la relation qui semble exister entre cette diversité des gènes impliqués dans l’incompatibilité végétative des champignons et la pression parasitaire exercée par des éléments cytoplasmiques délétères (ou DCE) transmis lors des fusions somatiques. Trois problématiques ont été abordées, avec trois approches différentes : (1) une approche conceptuelle générale portant sur l’évolution des systèmes de reconnaissance du soi, (2) une approche de modélisation sur le maintien de la diversité en GCV de la population de champignon par un DCE et (3) une approche expérimentale, pour étudier d’une part la perméabilité de la barrière d‘incompatibilité végétative et d’autre part l’interaction C. parasitica/CHV et les liens existant entre transmission et virulence du CHV. Ces études ont permis de montrer l'importance de la perméabilité de la barrière d'incompatibilité végétative à la fois au niveau du maintien de la diversité génétique de la population d'hôte et au niveau de la prévalence des DCE. Il semblerait donc que les DCE évoluent vers des niveaux de virulence faible du fait de la limitation de leur transmission par le système d'incompatibilité végétative de leur hôte. Nos résultats expérimentaux suggèrent que lorsque la diversité en GCV de la population d'hôte est faible, la virulence des DCE pourrait évoluer suivant le modèle du trade-off impliquant une évolution vers un niveau de virulence intermédiaire optimal. Ces travaux permettent donc de mieux comprendre les mécanismes agissant sur l'écologie et l'évolution des interactions champignon/DCE qui, au vu de cette étude, apparaissent comme de bon modèles pour l’étude des systèmes hôtes/parasites. / Vegetative incompatibility systems have been described in Fungi as controlling somatic fusion between conspecifics. For fungi, only fungi of the same vc type can fuse together. As other self recognition systems, this system involved high allelic diversity at specific genes. The issue of this work is to study the cause and effect relationship between the evolution of vegetative incompatibility systems and the selective pressure drove by cytoplasmic deleterious elements, transmitted during somatic fusion. Three problematics with three different approach were done : (1) a conceptual general framework on the evolution of self recognition systems (2) a theoretical work on the maintenance of vc type diversity by DCE and (3) an experimental work on the study of relationship between transmission and virulence in the C. parasitica/CHV host-parasite system. Ours results showed the key role of the permeability of the vegetative incompatibility barrier both for vc type diversity maintenance and on DCE prevalence. DCE would evolve toward avirulence in response to the transmission limitation by host incompatibility systems. Experimental work suggested a positive link between virulence and transmission in some population of CHV when host present a low vc type diversity, which could allow the evolution of the DCE toward an intermediate optimal virulence. This study would shed some light on mechanisms acting on the ecology and the evolution of fungi/DCE interaction which, according to our results, would be good study models for works on host-parasite systems.

De nouvelles modalités de réentrainement sont nécessaires pour les patients présentant une sévère limitation à l’exercice tels que les patients souffrant de broncho-pneumopathie chronique obstructive (BPCO). Le pédalage « excentrique », caractérisé par une meilleure efficience, pourrait permettre à ces patients de se réentrainer plus efficacement. Toutefois, les modalités de prescription et les effets du pédalage excentrique méritent d’être étudiés.Chez le sujet sain, nos résultats ont montré un retard de réactivation parasympathique au décours du pédalage excentrique par rapport au concentrique réalisés à même puissance mécanique, avec une influence de la fréquence de pédalage sur les réponses cardio-respiratoires et autonomes. À même puissance métabolique, le pédalage excentrique se caractérise par un stress cardio-vasculaire et respiratoire plus important que lors du pédalage concentrique, et des réponses neuro-végétatives en faveur d’une activité sympathique plus élevée. La fonction vasculaire est altérée à l’issue du pédalage excentrique. Chez le patient atteint de BPCO, comme chez le sujet sain, le pédalage excentrique a un effet tachypnéisant.Nous pensons que la tension musculaire accrue nécessaire en pédalage excentrique à l’atteinte d’une puissance métabolique équivalente à l’exercice concentrique serait à l’origine d’une plus grande activité sympathique et d’une contrainte hémodynamique périphérique, expliquant l’augmentation de la contrainte cardio-vasculaire en pédalage excentrique. / New exercise modalities are required for patients severely limited during exercise such as chronic obstructive pulmonary disease patients (COPD). Eccentric “cycling”, characterized by better efficiency, could allow COPD patients to train more effectively. Nonetheless, prescription modalities and effects of eccentric cycling deserve to be more studied.In healthy subjects, our results showed a delayed parasympathetic reactivation after eccentric compared to concentric cycling matched for mechanical power, together with an influence of pedalling frequency on autonomic and cardiorespiratory responses. At similar metabolic power, eccentric cycling is characterized by a greater cardiovascular and respiratory stress than during concentric cycling, and altered autonomic nervous systems responses in favour to greater sympathetic activity. Vascular function is altered after eccentric cycling. In COPD patients, as in healthy subjects, eccentric cycling impose tachypneic breathing pattern.We believe that the higher muscle tension during eccentric cycling necessary to reach metabolic power similar to concentric leads to greater sympathetic activity and peripheral hemodynamic constraint, likely explaining the increased constraints on cardiovascular system during eccentric cycling.

Le dernier rapport du GIEC confirme clairement des projections climatiques prévoyant une augmentation des températures et de leur variabilité à la fin du XXIème siècle. Les effets de ces changements sur la production et la qualité des fruits ont été étudiés dans le cadre du projet CAQ40(INRA). Les expérimentations menées sur des pêchers en pot placés sous différents climats (témoin,+2°C et +5°C), ont permis d’identifier les processus (phénologie, développement, croissance,photosynthèse, métabolisme) les plus sensibles à l’élévation des températures et leurs conséquences sur le développement et la composition des fruits et la pérennité de la production.L’élévation de température a augmenté la demande climatique entraînant une diminution du potentiel hydrique des arbres, ce qui a pu entrainer une concentration des composés d’intérêt dans le fruit. La réduction du taux de photosynthèse des feuilles dans des conditions de forte température est liée à une inhibition de la photosynthèse par les températures élevées et à un contrôle stomatique lié au statut hydrique.Après floraison, l’élévation de température accélère la croissance végétative, induisant une mise en place de la surface foliaire anticipée. Cette croissance végétative précoce a eu pour conséquence (i) une dynamique très rapide d’élongation des axes en pousse longue (ii) une dominance apicale plus marquée, (iii) une diminution de la ramification des axes axillaires,contrairement aux traitements thermiques plus tardifs qui ont eu un effet défavorable sur l’initiation et la différenciation des bourgeons floraux réduisant le potentiel de production l’année suivante.En outre, l’augmentation de température après floraison a entraîné un raccourcissement très marqué de la durée de croissance du fruit, avec une date de récolte anticipée de près de 3semaines. Ce raccourcissement de la durée de croissance du fruit a entraîné une diminution du flux entrant de carbone dans le fruit, pénalisant sa croissance et sa qualité. Le climat très différent entre les deux années expérimentales a entrainé une forte variabilité de la composition des fruits entre les deux années d’expérimentation. En 2014, une élévation de température précoce ou continue a conduit à récolter des fruits de petites tailles ayant des concentrations et des teneurs en saccharose plus importantes. En 2015, la durée de développement entre floraison et maturité était encore plus courte qu’en 2014 ce qui pouvait être lié au climat plus chaud de 2015 et les fruits ont été moins sucrés et plus acides que ceux de 2014. Toutefois, l’élévation des températures en fin de développement en 2015 a augmenté les teneurs et les concentrations en hexoses et en sorbitol liées à un effet concentration mais également à un effet sur le métabolisme. L’élévation des températures en milieu et en fin de cycle a également favorisé l’accumulation d’acide malique et citrique. Les fortes températures n’ont pas eu beaucoup d’effet sur la vitamine C et ont soit augmenté ou diminué les teneurs en composés phénoliques. Les effets d’une élévation de la température sur le métabolisme sont donc très dépendants du stade de développement du fruit.L’utilisation de modèle à l’échelle du fruit (Virtual Fruit) et à l’échelle de l’arbre (QualiTree)pourrait permettre de simuler à la fois l’effet de l’environnement et des pratiques culturales sur la croissance et la qualité du fruit, et donner une vision plus intégrée du fonctionnement de la plante sous contraintes environnementales. / The latest IPCC report clearly confirms the climate projections for increasing temperaturesand their variability at the end of the 21st century. The effects of climate changes in fruit yield andquality have been studied in a project funded by INRA (project CAQ40, Metaprogramme ACCAF).Experiments carried out on potted peaches placed in different climates (control, +2 ° C and + 5 ° C),allowed the identification of the processes (phenology, development, growth, photosynthesis,metabolism) most sensitive to rising temperatures and their consequences on the development andcomposition of fruits and the sustainability of production.Higher temperature has increased the demand for water, leading to a decrease in the waterpotential of the trees, which may have led to a concentration of the compounds of interest in thefruit. The reduction of leaf photosynthesis under high temperature conditions was related to theinhibition of photosynthesis by high temperatures and stomatal control related to water status.After flowering, the rise in temperature accelerates the vegetative growth, triggering a more rapidestablishment of leaf area. This early vegetative growth resulted in: (i) very rapid dynamics ofelongation of the axes in long shoot (ii) a more pronounced apical dominance, (iii) a decrease in theaxillary axial branching. In contrast the later heat treatment had an adverse effect on the initiationand differentiation of floral buds reducing the production potential in the following year.In addition, the increase in temperature after flowering resulted in a marked shortening ofthe fruit growth period, with an expected harvest date almost 3 weeks earlier. This shortening offruit growth duration has led to a decrease in the flow of carbon entering the fruit, penalizing itsgrowth and quality. The very different climates between the two experimental years resulted in ahigh variability in fruit composition between the two years of experimentation. In 2014, increasedtemperature during the early stage of fruit development or continuously led to the harvest ofsmaller fruit with higher concentrations and higher sucrose content. In 2015, the time durationbetween flowering and maturity was even shorter than in 2014, which could be linked to thewarmer climate of 2015. In 2015 fruits were less sweet and acidic than those of 2014. However, therise of temperatures at the end of fruit development in 2015 increased the levels andconcentrations of hexoses and sorbitol; this increase was partially due to a concentration effect butalso to an effect on fruit metabolism. Increased temperatures in the middle and at the end of fruitdevelopment also favoured the accumulation of malic and citric acid. The high temperatures did nothave much effect on vitamin C and either increased or decreased the levels of phenolic compounds.The effects of an increase in temperature on the metabolism are therefore very dependent on thestage of fruit development.The use of a Fruit‐scale model and a tree‐level (QualiTree) model could simulate both the effect ofthe environment and cultural practices on the growth and quality of the fruit, and give a moreintegrated view of the plant's functioning under environmental constraints.

Les systèmes reproducteurs déterminent comment le matériel génétique est transmis d’une génération à la suivante […]. Les espèces qui combinent de la reproduction sexuée et asexuée/clonale sont très répandues [… mais] l’effet de leur système reproducteur sur leur évolution reste énigmatique et discuté.L’objectif de cette thèse est de modéliser la dynamique des fréquences génotypiques d’une population avec une combinaison de reproduction sexuée et/ou clonale dans des cycles de vie principalement diploïdes [. … Un] modèle du type chaine de Markov avec temps et états discrets sert de base mathématique pour décrire [leurs] changements […] au cours du temps.Les résultats montrent que la reproduction partiellement asexuée peut en effet modifier la dynamique de la diversité génomique par rapport à une reproduction strictement sexuée ou strictement asexuée. […] L’histoire démographique a un rôle important pour les organismes partiellement clonaux et doit être prise en compte dans toute analyse […].Cette thèse fait des recommandations pour la collecte des données et une hypothèse de base pour l’interprétation des données de génétique/génomique […]. Ces résultats ont des retombées dans plusieurs domaines, allant de la recherche fondamentale […] à des applications en agriculture […], pêche […] et protection de la nature […]. / Reproductive systems determine how genetic material is passed from one generation to the next, making them an important factor for evolution. Organisms that combine sexual and asexual/clonal reproduction are very widespread [… yet] the effects of their reproductive system on their evolution are still controversial and poorly understood.The aim of this thesis was to model the dynamics of genotype frequencies under combined sexual/clonal reproduction in dominantly diploid life cycles [. … A] state and time discrete Markov chain model served as the mathematical basis to describe [their] changes […] through time.The results demonstrate that partial clonality may indeed change the dynamics of genomic diversity compared to either exclusively sexual or exclusively clonal populations. […] Time has a crucial role in partially clonal populations and needs to be taken into account in any analysis of their genomic diversity.This thesis provides recommendations for data collection and a null hypothesis for the interpretation of population genetic/genomic data […]. Moreover, it includes new methods for the analysis of genotype-based population genetic Markov chain models. These results have a high potential relevance in several areas, ranging from basic research […] to applications in agriculture […], fisheries […] and nature conservation […].

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Les pucerons sont des ravageurs importants des principales espèces fruitières en France, pêcher et pommier notamment. Dans le but de réduire l’usage des produits phytosanitaires, différentes alternatives sont envisagées pour contrôler les pucerons en verger. Nous avons commencé ce travail de thèse par une synthèse des différentes méthodes alternatives de contrôle envisageables et leur positionnement au cours des différentes étapes du cycle biologique du puceron. Puis nous avons étudié les effets de la modulation des caractéristiques de la plante hôte, via les pratiques culturales, sur l’abondance des pucerons. Notre étude se base sur l’hypothèse « Plant Vigor » qui énonce que les insectes phytophages sont plus performants sur les plantes ou les organes de forte vigueur. Par conséquent, sur nos deux dispositifs expérimentaux factoriels nous avons combiné des suivis dynamiques de croissance végétative et d’abondance de pucerons : Prunus persica - Myzus persicae (2 niveaux d’irrigation × 2 niveaux d’apport azoté) et Malus domestica - Dysaphis plantaginea (2 niveaux d’irrigation × 2 génotypes d’arbre). Les facteurs ont été choisis pour leur impact potentiel sur la croissance végétative et la qualité nutritionnelle de la plante hôte. Les expérimentations ont été menées sur de jeunes arbres en pot, ne portant pas de fruit. Au niveau du rameau, l’abondance des pucerons est positivement corrélée à la croissance végétative sur les deux systèmes étudiés. Sur pêcher, la relation disponibilité en azote et abondance de pucerons semble être médiée par le fort impact de l’azote sur la croissance végétative. L’effet négatif de la restriction hydrique sur l’abondance de pucerons ne semble pas lié à un impact sur la croissance végétative. Aussi sur le second système étudié : pommier-puceron cendré, nous avons choisi de faire varier les apports en eau et de travailler sur deux génotypes, pour tester la généricité de la réponse observée. A l’échelle du rameau, l’effet de la restriction hydrique sur l’abondance de pucerons est négatif pour un génotype et positif pour l’autre. Par contre à l’échelle de l’arbre, sur les deux génotypes l’abondance de pucerons est corrélée positivement à la croissance végétative et la restriction hydrique impacte négativement l’abondance de pucerons, ce qui suggère que la performance des pucerons est limitée sur les arbres en restriction hydrique par une autre composante que la vigueur de l’arbre. Ce travail de thèse montre que la restriction hydrique et le contrôle de la vigueur via les apports azotés peuvent s’avérer être des leviers pour le contrôle des pucerons en verger fruitier. Cependant les relations mises en évidence sont dépendantes du génotype, ainsi que de l’échelle d’analyse. Il reste à évaluer l’applicabilité de telles mesures sur des arbres en conditions de production, en prenant en compte notamment l’effet des restrictions hydrique et azotée sur la production fruitière. / Aphids are major pests of important fruit trees in France, especially peach and appletrees. In order to reduce chemical use, various alternatives can be implemented for themanagement of aphids in orchards. This thesis starts by a review of the different alternativemanagement methods and their positioning at different aphid life cycle stages. Then our workfocuses on the study of the effects of modulation of host plant characteristics, through culturalpractices, on aphid abundance. Our study is based on the Plant Vigor Hypothesis which statesthat phytophagous insects are more performant on vigorous plant or organ. Thus, in theexperimental part we combined dynamic assessment of vegetative growth and aphid abundanceduring two factorial experiments: Prunus persica – Myzus persicae (2 levels of water supply ×2 levels of nitrogen supply) and Malus domestica – Dysaphis plantaginea (2 levels of watersupply × 2 tree genotypes). We chose those factors for their possible impact on vegetativegrowth and nutritional quality of the host plant. We conducted the experiments on young nonbearingpotted trees. At shoot scale, aphid abundance is positively correlated to vegetativegrowth for both studied systems. On peach tree, the positive impact of nitrogen availability onaphid abundance seems to be mediated by the strong positive impact of nitrogen on vegetativegrowth. The negative effect of water restriction on aphid abundance seems to be unrelated toan impact of water availability on vegetative growth. Thus on the second studied system: appletree – rosy apple aphid, we chose to vary water supply and to work on two genotypes to test thegenericity of the observed pattern. At shoot scale, water restriction has a positive effect on aphidabundance on one tree genotype and a negative effect on the other one, whereas at tree scalefor both tree genotypes aphid abundance is positively correlated to vegetative growth and waterrestriction negatively impacts aphid abundance. These results suggest that aphid performanceon water restricted trees is limited by another host plant characteristics than vegetative growth.This thesis shows that water restriction and vigour management through nitrogen fertilizationcan be implemented to manage aphids in fruit orchards. However, the patterns evidenced aredependent on tree genotype and on the scale of analysis. The applicability of these alternativemethods remains to be assessed in producing orchards, taking into account the effects of waterand nitrogen restrictions on fruit production.