Dans cette étude, nous avons dans un premier temps adapte le protocole d'embryogenèse somatique primaire a différentes variétés d'hybrides porte-greffes (3309C, 110R, Fercal, 41B et SO4) en nous appuyant sur l'expérience acquise au laboratoire sur Vitis vinifera cv Chardonnay. Les résultats montrent que le génotype, le type d'explant (étamine, fleur ou nœud), le type et la dose d'auxine utilisés dans le milieu d’induction (2,4-D ou 2,4,5-T) ont une influence sur les efficacités d'embryogenèse somatique. En effet, pour le 3309C, l'utilisation du 2,4,5-T dans le milieu d'induction a montré une efficacité embryogène supérieure à partir de nœuds par rapport à celle obtenue à partir d'étamines. Cependant la meilleure efficacité a été obtenue à partir de fleurs de cette variété, sur un milieu d'induction contenant du 2,4-D. De plus, le protocole d'embryogenèse somatique secondaire utilise de manière récurrente au laboratoire nous a permis d'obtenir des masses embryogènes ainsi que des embryons somatiques secondaires de ces porte-greffes. Le protocole de conversion des embryons en plantes, en présence de 4,5 uM de cytokinine (BAP) s'est avère efficace pour le 11OR et le 41B. Dans un second temps, nous avons co-cultivé le matériel embryogène obtenu pour quatre de ces génotypes (110R, 3309C, Fercal et 41B), avec Agrobacterium tumefaciens contenant trois constructions génétiques : (i) une copie d'une séquence partielle (1020 pb) du gène de la coque protéique du virus en orientation sens; (ii) une partie courte en sens et en anti-sens (280 pb) de cette même séquence formant une structure en épingle a cheveux (hpRNA = hairpin RNA) ; (iii) un amiRNA ciblant une séquence virale. Le gène bactérien codant la néomycine phosphotransférase et conférant la résistance à un antibiotique, la kanamycine, a été utilisé comme gène de sélection. Les conditions de sélection a la kanamycine ont nécessité des adaptations expérimentales telles que l’ajustement de la concentration en antibiotique puisque la sélection avec 75 mg.L-1 de kanamycine s'avère insuffisamment drastique dans Ia plupart de nos expériences de co-cullture. Les résultats d'analyse moléculaire par PCR ont montré l'amplification probable des fragments d'intérêt (CPGFLV et amiRI1TA-71) dans des échantillons de 11OR et de 41B résistants à la kanamycine. Cependant des analyses moléculaires supplémentaires par AL-PCR ne nous ont pas renseignées sur une éventuelle intégration du transgène amiRATA-71 dans des masses embryogènes de 41B. / In this study, we initially adapted the protocol of primary somatic embryogenesis in different varieties of hybrid rootstocks (3309C, 110R, Fercal, 41B and SO4) building on the experience gained in the laboratory on Vitis vinifera cv Chardonnay. The results show that the genotype, the explant type (stamen, flower or node), the type and the dose of auxin used in the induction medium (2,4-D or 2,4,5-T) influence the efficiency of somatic embryogenesis. Indeed, for the 3309C, the use of 2,4,5-T in the induction medium showed a higher efficiency from embryogenic nodes compared to that obtained from stamens. However, the better efficiency was obtained from the flowers of this variety on an induction medium containing 2,4-D. In addition, a protocol used in the laboratory for secondary somatic embryogenesis allowed us to obtain embryogenic masses as well as secondary somatic embryos from these rootstocks. The protocol conversion of embryos into plants, in the presence of 4.5 [tM of cytokinin (BAP), was effective for the 110R and 41B. In a second step, we co-cultivated embryogenic material obtained for four of these genotypes (110R, 3309C, Fercal and 41B), with Agrobacteriwn tumefaciens containing three genetic constructs: (i) a copy of a partial sequence (1020 bp) of the coat protein gene of the virus in the sense orientation, (ii) a short part-way and antisense (280 bp) of the same sequence forming a hairpin structure (hairpin RNA = hpRNA) (iii) one amiRNA targeting a viral sequence. The nptll bacterial gene encoding neomycin phosphotransferase and conferring resistance to the antibiotic kanamycin, was used as the selection gene. The selection conditions to kanamycin have required experimental adaptations such as adjusting the concentration of antibiotic because the selection with 75 mg.L-1 of kanamycin was not enough drastic in most of our experiments of co-culture. The results of molecular analysis by PCR showed probable amplification of fragments of interest (CPGFLV and amiRNA-71) in samples of 11OR and 41B resistant to kanamycin. However, additional molecular analysis by AL-PCR did not inform us about a possible integration of the transgene amiRNA-71 in embryogenic masses of 41B.

Vitis vinifera subsp. vinifera L., les principales espèces de raisins sont cultivées pour la production de fruits et la production de vin dans le monde est un hôte naturel d'une grande variété de micro-organismes procaryotes et eucaryotes qui interagissent avec la vigne, ayant des effets bénéfiques ou phytopathogènes. Ils pourraient également jouer un rôle majeur dans le rendement des fruits, la qualité du raisin, la protection des plantes et, finalement, dans le modèle de la fermentation du raisin et la production de vin. La phyllosphère (constituée des parties aériennes de la plante) est l'un des habitats microbiens les plus répandus sur terre et est un milieu assez négligé, en particulier dans les vignes et de nombreuses questions liées à cet habitat microbien sont toujours sans réponse.Cette thèse est un effort pour répondre à une question fondamentale en écologie microbienne: quels sont les facteurs qui déterminent le microbiome dans la phyllosphère de la vigne? Les communautés microbiennes de la phyllosphère (PMCs) vivent à l'interface plante-climat et sa capacité à s'établir, prospérer et se reproduire sur la surface des feuilles ou des fruits dépend de plusieurs caractéristiques fonctionnelles microbiennes, comme la capacité de se fixer sur la cuticule et d'utiliser la foliaire. nutriments ainsi que les conditions climatiques dominantes comme la température, l'humidité de l'air et la pluie. La chimie des feuilles ou des fruits, la physiologie et la structure morphologique diffèrent selon le génotype et l'espèce puisque tous ces traits ont une base génétique, et cette variation peut mener à une combinaison différente d'assemblage de PMC parmi les génotypes de plantes. Ainsi, le premier objectif de notre travail était d'évaluer les impacts des cultivars de vigne (variétés de Vitis vinifera L) et des espèces de vigne (espèces Vitis entièrement différentes) sur l'assemblage du microbiome dans la phyllosphère à un endroit géographique particulier (pour minimiser les effets environnementaux) . Plus tard, les impacts de certains cultivars et terroirs de vigne commercialement importants (représentés par trois zones climatiques françaises) ont également été évalués et comparés. Les impacts de la saison et des organes extérieurs de la plante (feuilles et baies) sur la structuration des taxons microbiens dans la phyllosphère ont également été évalués et présentés dans ce travail. De plus, des impacts spécifiques à l'espèce sur le microbiome de la phyllosphère ont également été testés et représentés.Dans l'ensemble, notre étude a évalué et comparé les nombreuses facettes des facteurs qui peuvent influencer structure du microbiome dans la phyllosphère avec un accent particulier sur la pression de sélection relative exercée par le génotype de la vigne et son interaction avec différentes conditions climatiques (ou terroir), ce qui peut améliorer nos chances de trouver des gènes contrôlant les PMCs sur la phyllosphère. les gènes sont réellement importants dans des environnements réalistes et probablement ces gènes nous donneraient de nouvelles idées pour la sélection de nouveaux cépages sains présentant de meilleurs caractères sur leur phyllosphère. De plus, considérant que les PMC végétales jouent un rôle crucial dans la santé et la forme des plantes car elles peuvent moduler la susceptibilité foliaire aux infections, cette étude pourrait également être utile pour développer des méthodes de biocontrôle innovantes et naturelles ou phytostimulation contre les pathogènes de la vigne. de variétés résistantes innovantes. / Vitis vinifera subsp. vinifera L., the main grape species are grown for fruit and wine production over the world is a natural host of a wide variety of prokaryotic and eukaryotic microorganisms that interact with grapevine, having either beneficial or phytopathogenic effects. They could also play a major role in fruit yield, grape quality, plant protection and, ultimately, in the pattern of grape fermentation and wine production. Phyllosphere (consists of the aerial parts of the plant) is one of the most prevalent microbial habitats on earth and is quite a neglected milieu, especially in grapevines and many questions related to this microbial habitat, are still unanswered.This thesis is an effort to answer a very fundamental question in microbial ecology- what are the drivers that shape the microbiome in the grapevine's phyllosphere? The phyllosphere microbial communities (PMCs) live at the plant-climate interface and its ability to establish, thrive and reproduce on the leaf or fruit surface depends on several microbial functional traits, such as the ability to attach to the cuticle and to use the foliar nutrients as well as well as to the prevailing climatic conditions like temperature, air humidity and rain. Leaf or fruit chemistry, physiology, and morphological structure differ among plant genotype and species as all these traits have a genetic basis, and this variation may lead to a different combination of PMCs assemblage among plant genotypes. Hence, the first objective of our work was to assess the impacts of grapevine cultivars (varieties of Vitis vinifera L) and grapevine species (entirely different Vitis species) on microbiome assemblage in the phyllosphere at a particular geographic location (to minimize the environmental effects). Later on, impacts of some commercially important grapevine cultivars and terroirs (represented by three French climate zones) were also assessed and compared. Impacts of the season and exterior plant organs (leaf and berries) on microbial taxa structuring in the phyllosphere was also assessed and presented in this work. Furthermore, species-specific impacts on phyllosphere microbiome were also tested and represented.Overall our study assessed and compared the many facets of the factors that may influence themicrobiome structure in the phyllosphere with a special focus on relative selection pressure exerted by grapevine genotype and its interaction with different climatic conditions (or terroir), which may improve our chances to find genes that controls PMCs on phyllosphere, and simultaneously increase our confidence that those genes are actually important in realistic environments and probably those genes would give us new insights for breeding new and healthy grape varieties displaying better traits on their phyllosphere. Moreover, considering that the plant PMCs plays a crucial role in plant health and fitness as it can modulate leaf susceptibility to infection, this study could also be helpful to develop innovative and natural biocontrol methods or phytostimulation against grapevine pathogens or rethink breeding schemes for the creation of innovative resistant varieties.

Le sol, composante du Terroir doit être considéré comme une ressource non renouvelable essentielle au fonctionnement des agroécosystèmes. Or, les sols viticoles sont particulièrement vulnérables aux dégradations. L’objectif central de ma thèse est donc d’évaluer comment les pratiques viticoles affectent la qualité des sols dans le Languedoc-Roussillon. Pour ce faire, j’ai d’abord évalué la qualité des sols sur 164 parcelles présentant une grande variabilité de pratiques culturales et réparties sur 9 zones pédologiques très diversifiées. Puis, j’ai évalué la vitesse de changement de la qualité des sols par l’analyse de 24 parcelles d’une zone homogène converties progressivement en viticulture biologique depuis un maximum de 17 ans. Plusieurs indicateurs physiques (densité apparente, porosité totale, stabilité structurale et humidité à la capacité au champ), chimiques (teneur en carbone et azote, C/N, disponibilité des éléments P, K, et Cu, capacité d’échange cationique) et biologiques (biomasse microbienne, respirométrie, nématodes, vers de terre) ont été mesurés afin de fournir une vision holistique de la qualité des sols. Mes résultats montrent une diversité de qualité des sols viticoles au regard des perturbations subies par les différentes pratiques. J’ai également démontré que la majorité des indicateurs étudiés sont sensibles aux pratiques viticoles indépendamment des types de sol étudiés. Concernant la dynamique de changement, la qualité des sols viticoles se stabilise après 7-11 de pratiques biologiques. Toutefois, malgré une augmentation significative des activités biologiques du sol (micro-organismes et nématodes libres), la conversion depuis 17 ans n’a pas mis en évidence une amélioration nette de la qualité du sol. En conclusion, nous avons confirmé la vulnérabilité des sols viticoles languedociens aux pratiques en cours. Mes travaux mettent en lumière l’importance du transfert des connaissances acquises lors de ce travail pour améliorer la perception de la qualité des sols par les viticulteurs et les professionnels de la filière viticole. / Soils should be considered as a non-enewable yet essential resource for agroecosystem functioning. Animportant component of the Terroir, vineyard soils are nevertheless particularly vulnerable to degradation.The main objective of my PhD was to assess the effect of viticultural practices on soil quality in theLanguedoc©Roussillon region. In this aim, I first assessed soil quality on 164 vineyard plots representing awide range of viticultural practices and located in 9 contrasted soil type zones. I then estimated the speed of change in soil quality, by analyzing 24 plots from one homogeneous zone after their conversion toorganic viticulture, undertaken 1 to 17 years ago. Several physical (bulk density, total porosity, structuralstability and soil moisture at field capacity) as well as chemical (carbon and nitrogen content, C/N, P, K and Cu availability, cation exchange capacity) and biological (microbial biomass, respiration, nematode andearthworm abundance) indicators were measured in order to provide a holistic appraisal of soil quality. Myresults show that the variability of vineyard soil quality reflects the perturbations inflicted by differentmanagement practices. I have also established that the majority of the studied indicators are sensitive toviticultural practices, independently of soil type. The study of the dynamics of the change in vineyard soilquality revealed stabilization after 7 to 11 years of organic management practices. However, despite asignificant increase in biological activity (microbial biomass and free©living nematode abundance), no clearimprovement in soil quality was apparent 17 years after conversion to organic viticulture. In conclusion, we have confirmed the vulnerability of Languedoc©Roussillon vineyard soils to current management practices. My work highlights the importance of transferring the acquired knowledge to winegrowers and wine sector professionals in order to improve their perception of soil quality.

Pour déterminer la vulnérabilité des systèmes de production viticole au changement et variabilité climatique, il faut connaître l’exposition physique d’une région, la sensibilité de la vigne et la capacité adaptative, apporté par le viticulteur par son « savoir-faire ». Ainsi, les mesures d’adaptation comme réponses au changement climatique (CC), résultent de la conjonction de ces trois composantes, analysées dans une perspective locale. L’objectif de cette étude a été définir la variabilité du climat dans la région viticole côtière du sud de l’Uruguay, évaluer les possibles impacts sur la vigne, et d’apporter des réponses sur l’adaptation de la vigne dans un contexte de CC. Dans dix vignobles commerciaux de Tannat situés dans les départements de Montevideo et Canelones, des capteurs de température ont été installés, répartis en fonction de la distance au Río de la Plata. La variabilité spatiale et temporelle de la température des vignobles a été mesurée par une analyse à méso-échelle. À une échelle plus fine, le phénomène de la pénétration de la brise de mer et leur effet sur l’évolution thermique diurne a été ainsi étudié. Le Río de la Plata à travers l’effet de l brise, est une des composants principaux du climat de la région viticole. La réponse de la vigne à la température sur la composition est expliquée par des conditions climatiques générales pendant la maturation (thermiques et hydriques). Les principaux acteurs de la filière (viticulteurs et conseillers) connaissent la variabilité locale du climat et ils ont identifié les aspects défavorables pour la production du raisin de qualité. Cependant, le climat ne semble pas avoir un rôle important dans la prise de décisions, mais d’une manière sous-jacente, il joue un rôle fondamental en la gestion du vignoble. Finalement, ils ont été identifiés des mesures d’adaptation à la variabilité locale du climat, en proposant stratégies à partir de la connaissance locale. / To determine the vulnerability of viticulture farming system to climate change (CC) and variability, the knowledge of climate exposure over the region, sensitivity and adaptive capacity provided by the winegrowers through their “savoir-faire” is primordial to contribute to adaptation issues to CC. The aim of this study was to define climate variability of the southern coastal wine region of Uruguay, evaluate its possible impacts in vinegrape and to provide adaptative responses in the context of CC. Ten plots were installed in commercial vineyards of Tannat over Canelones and Montevideo region at different distances to the Río de la Plata. Spatial and temporal variability of temperature was defined over the coastal region at meso-scale. At a fine scale, it was studied the sea breeze penetration and its impacts in the diurnal thermal evolution. The Río de la Plata through the sea breeze effect is one of the principal climate components in the southern wine region. Temperature grapevine sensitivity on berry composition at harvest is explained by climate general conditions during ripening (thermal and hydric conditions). The principal actors (winegrowers and advisors) know the local climate variability and have well identified unfavorable climate conditions to produce high quality grapes. However, climate seemed to be not relevant in producers’ decision making, but in an underlined way, its plays a fundamental role in vineyard management. Adaptation measures to local climate variability were identified by strategies proposed from the local knowledge / Para determinar la vulnerabilidad de los sistemas de producción vitícola al cambio y la variabilidad climática, se requiere conocer la exposición física de una región, su sensibilidad y la capacidad adaptativa aportada por el viticultor por su savoir-faire. Las medidas de adaptación en respuesta al cambio climático (CC), resultan de la conjunción de estos componentes, analizados desde una perspectiva local. El objetivo del estudio fue definir la variabilidad del clima actual de la región costera Sur de Uruguay, evaluar los posibles impactos en la vid, y aportar respuestas para su adaptación en el contexto de CC. En diez viñedos comerciales de Tannat ubicados en Canelones y Montevideo se instalaron sensores de temperatura según un diseño que contempló la distancia del Río de la Plata. Se precisó la variabilidad espacial y temporal de la temperatura de estos viñedos mediante un análisis a meso-escala. A una escala más fina, se estudió el fenómeno de la penetración de la brisa marina y su efecto en la evolución térmica diurna. El Río de la Plata a través del efecto de la brisa, es uno de los componentes principales del clima de la región vitícola sur. La sensibilidad de la vid a la temperatura sobre la composición es explicada por las condiciones climáticas generales durante la maduración (térmicas e hídricas). Los principales actores del sector (viticultores y asesores) conocen la variabilidad local del clima y tienen identificados los aspectos que son desfavorables para producir uvas de calidad. Sin embargo el clima no parece tener un rol preponderante en la toma de decisiones, pero de manera subyacente, este juega un rol fundamental en la gestión del viñedo. Por último, se identificaron medidas de adaptación a la variabilidad local del clima, proponiendo estrategias a partir del conocimiento local

De nombreuses sources cellulosiques sont disponibles en Tunisie en grandes quantités. On trouve par exemple des déchets d'origines agricoles (tiges de vignes) et des déchets marins (Posidonia oceanica feuilles et pelotes). La valorisation de ces déchets peut donc présenter une activité économique intéressante permettant la production de nouveaux produits et de matériaux biosourcés, c'est-à-dire de produits obtenus à partir de la biomasse végétale. Ce travail porte sur la préparation, la caractérisation et l'application de la nanocellulose. En fait, différentes qualités de nanocellulose, à savoir des nanocristaux de cellulose (NCC) et des nanofibrilles de cellulose (NFC), ont été produites et caractérisées par diverses méthodes. L'objectif était de mieux comprendre la structure et la morphologie des nanofibres obtenues à partir des deux plantes. Enfin, divers nanocomposites ont été élaborés en utilisant soit des nanocristaux de cellulose ou des nanofibrilles de cellulose comme élément de renfort de matrices polymères de type polyacrylate. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux reportés pour d'autres sources de plantes annuelles et de bois et montrent clairement que l'on peut considérer Posidonia oceanica et la tige de vigne comme une nouvelle source d'éléments de nanorenfort dans les applications nanocomposites. / Many cellulosic sources are available in Tunisia in large quantities such as agricultural waste (vine stems) and marine residues (Posidonia oceanica leaves and balls). Their valorization presents an interesting activity to produce new products and bio-based biomass materials. The present work deals with the preparation, characterization and application of nanocellulose. In fact, different qualities of nanocellulose, namely cellulose nanocrystals (CNC) and cellulose nanofibrils (CNF) were produced and characterized by various methods. The objective was to better understand the structure and morphology of the nanofibers obtained from both plants. Finally, various nanocomposites were prepared using the cellulose nanocrystals and cellulose nanofibrils as reinforcing element in polyacrylate polymer as matrix. The obtained results were compared with those reported for other sources such as annual plants and wood. It has been shown that nanocellulose from Posidonia oceanica and vine stem can be used as a new alternative nanoreinforcing source in nanocomposite applications.

La décennie 1990-2000 voit aboutir un long processus économique, politique et technique en oeuvredepuis 40 ans. L'effondrement du bloc soviétique, l'avènement des pays à bas salaires et à capacitéstechnologiques et la mise en place de l'Organisation Mondiale du Commerce, en sont les fruits.L'OMC aborde tous les domaines commerciaux. L'agriculture et les activités vitivinicolesspécialement n'y échappent pas. Une politique agricole mondiale est mise en place. Un véritable droitrural mondial l'accompagne. Le droit rural européen et le droit rural français exposent par leurstransformations successives la prise en compte des exigences du droit rural mondial.Protectrices de l'espace les activités vitivinicoles sont parfois polluantes du fait de fléaux biologiquesimportés en France par le commerce international. Favorisant la protection de l'environnement lorsd'appuis publics, le droit rural mondial amène les activités vitivinicoles françaises à transformer leurslogiques d'actions environnementales, économiques et commerciales. / The decade 1990-2000 saw the conclusion of a long economic, political and technical process takingplace over the past 40 years. The collapse of the Soviet Union, the emergence of countries with cheaplabour and technological abilities, and the creation of the World Trade Organisation, are the results.The WTO covers all commercial fields. In particular, agriculture and wine-growing activities areaffected. A worldwide agricultural policy has been implemented, accompanied by a real worldwiderural legislation. A series of modifications in European rural law and French rural law show evidenceof taking into account the demands of worldwide rural legislation.Although they conserve the open countryside, wine-growing activities may be polluting, due to thebiological scourges imported into France by international trade. Opting for environmental protectionwith the support of public opinion, worldwide countryside legislation encourages French winegrowersto change their viewpoints in their environmental, economic and commercial policies.

Le réchauffement climatique planétaire annoncé ne sera pas sans conséquence sur le métabolisme de la baie et en particulier sur la teneur en composés phénoliques. Les objectifs de cette thèse visent à mieux comprendre les processus de régulation associant le microclimat des baies et la synthèse des composés phénoliques. Par des approches moléculaires et biochimiques, ce travail a permis de mieux décrire les réponses spécifiques des baies de raisin (cultivar Cabernet-Sauvignon) aux facteurs rayonnement et température.L'analyse du transcriptome des baies exposées soit à un stress thermique soit à un stress lumineux a mis en lumière deux processus, une réponse rapide ayant lieu dès les premières heures de traitement et une réponse apparaissant au bout de plusieurs jours d’exposition aux stress. Cette étude a également permis de valider le système expérimental de découplage des effets du rayonnement et de la température.L'analyse des profils d’expression d’une vingtaine de gènes intervenant dans la voie de biosynthèse des flavonoïdes révèle des différences dans la réponse transcriptionnelle des gènes en fonction du stress et du stade développement auquel il a été appliqué. Néanmoins cette réponse n'est pas ou peu corrélée avec les variations des teneurs en anthocyanes et flavonols observées. Les teneurs en anthocyanes sont fortement réduites par l’action de la chaleur alors que les teneurs de certains flavonols augmentent sous l’influence du rayonnement. Au niveau des acides présents dans la pulpe des baies, l’acide malique voit sa teneur réduite sous l’effet de la chaleur ainsi que d’une forte intensité lumineuse. Les analyses montrent un impact important du stress thermique sur la teneur de la phénylalanine, de la tyrosine et de la lysine dans la pellicule.Parallèlement, l'initiation d’une étude du métabolome des pellicules de baies de raisin a été entreprise par UPLC-ESI-LTQ-Orbitrap™ et a permis d'acquérir des bases solides pour optimiser le protocole utilisé en vue d'analyses futures. Cette étude permet de dresser une liste préliminaire de métabolites d’intérêts.Enfin, le gène VvGOLS1 (Galactinol synthase 1) voit son expression stimulée dans les baies exposées au stress thermique, ce qui se traduit par une accumulation de galactinol, précurseur de la voie des RFOs. Un rôle de molécule «signal» est envisagé pour le galactinol. Un régulateur de la transcription de VvGOLS1 a également été identifié par des expériences d'expression transitoire en protoplastes. Il s'agit du facteur de transcription VvHsfA2, dont l'expression est également stimulée par le stress thermique. Dans ce contexte, la caractérisation des gènes de la famille des Hsfs (Heat Stress Factors) a été initée. / Global warming will affect berry metabolism, and especially phenylpropanoïd contents. This PhD work aimed to acquire a better understanding on the cellular processus linking the microclimate and the phenolic synthesis. By molecular and biochemical approaches, we extended this study to detail specific responses taking place in berries under heat and light stress.Transcriptomic analysis of heat-stressed and light-stressed berries showed the existence of two processes that occur in exposed berries. The first one triggers a rapid and transient expression of genes within the first hours of treatment. The second one mobilizes a set of genes showing increase in their expression after several days of stress exposure. Furthermore, this study validated the experimental set used to discriminate the effects of light and temperature, respectively.Expression analysis of 20 genes involved in the flavonoid biosynthetic pathway revealed strong differences among the transcriptional responses, depending on the nature of stress and the developmental stage of the berry. However, expression patterns of genes involved in the biosynthesis of flavonoid could not fully explain the changes in anthocyanin and flavonol contents. This suggests that additional regulation processes such as post-traductional modifications of enzymes or metabolite degradation might take place in berries under abiotic stress. Anthocyanin content decreases under heat stress whereas flavonol content increases under high light. Malic acid increases in berry exposed to heat stress and high light. Moreover, heat-stressed berries showed an accumulation of phenylalanine, tyrosine and lysine in skin but not in pulp.In parallel, a metabolomic analysis was initiated on stress exposed berry skins by using UPLC-ESI-LTQ-Orbitrap™ technology. The first experiments revealed contrasted metabolite contents in berries according to the stress applied, and highlighted several metabolites of interest. The preliminary assays will help optimize this powerful tool for futures analysis.Finally, expression of VvGOLS1 (Galactinol synthase 1) was strongly induced in grape berries exposed to heat stress, in good agreement with the observed galactinol accumulation. Role of galactinol as a signaling molecule is discussed. Transient expression experiments revealed that VvGOLS1 expression is regulated at the transcriptional level through VvHsfA2 action. VvHsfA2 expression is also stimulated under heat stress. In this context, characterization of the grapevine heat stress factors was initiated.

Ce travail de thèse porte sur l’effet du rayonnement UV-B sur la physiologie foliaire et la maturation des baies chez la Vigne (Vitis vinifera L. cv Tempranillo), dans le contexte du changement climatique en cours. Dans ce but, des expériences ont été menées en conditions contrôlées en serre, sur des boutures fructifères. Les plantes ont été exposées à trois doses de rayonnement UV-B biologiquement actifs (0, 5,98 et 9,66 kJ.m-2.jour-1), soit à partir de la nouaison, soit à partir de la véraison, et ce jusqu’à la pleine maturité. Le rayonnement UV-B a été appliqué seul ou en combinaison avec d’autres stress abiotiques (déficit hydrique, taux de CO2 et température élevés). L’impact de ces stress sur l’activité photosynthétique, les contenus en pigments et en composés photoprotecteurs, ainsi que sur les activités des enzymes produisant des composés antioxydants, ont été étudiés. La phénologie, les profils d’accumulation des flavonols et des anthocyanes, ainsi que le contenu en acides aminés des baies ont également été analysés, de même que l’expression des principaux gènes régulateurs et structuraux de la voie de biosynthèse des polyphénols. Les résultats obtenus montrent que les effets des UV-B sur la physiologie foliaire peuvent être découpés en deux phases : une première phase transitoire de diminution de l’activité photosynthétique, suivie d’une phase d’acclimatation due à la production de composés photoprotecteurs (flavonoïdes essentiellement) et à l’activité d’enzyme de détoxification des forme actives de l’oxygène (superoxyde dimutase, catalase, ascorbate peroxidase). Le déficit hydrique, le stress thermique et un taux de CO2 élevé (700ppm, +4ºC) ne modifient pas le processus d’acclimatation aux UV-B ; en revanche on note une interaction positive entre les UV-B d’une part et la tolérance aux températures et au taux de CO2 élevé d’autre part, atténuant les dommages oxydatifs dus à l’induction de sénescence par ces deux derniers facteurs. La maturité des baies est retardée par les UV-B et le déficit hydrique, et ce phénomène et amplifiés lorsque ces deux stress sont appliqués en combinaison ; alors que les hautes températures et un taux de CO2 élevé ont l’effet inverse. Dans ce dernier cas, le UV-B rayonnement atténue les effets du couple température/CO2 élevés. Ces effets sur la phénologie de la Vigne ont pu être reliés à des modifications de l’activité photosynthétique des feuilles. En ce qui concerne la composition des baies, l’augmentation du rayonnement UV-B et le déficit hydrique ont augmenté les concentrations en anthocyanes et en potassium des moûts et diminué leur acidité, ce qui peut s’expliquer en partie par une augmentation du ratio de masse pellicule/pulpe. L’augmentation des teneurs en anthocyanes et flavonols des pellicules observée en réponse aux UV-B a pu être reliée à l’induction de gènes structuraux (CHS, F3’H, FLS, UFGT and GST) et régulateurs (MYBF1 et MYBA1) de la voie de biosynthèse des flavonoïdes. Ces changements quantitatifs étaient toujours associés à des changements qualitatifs, avec une augmentation de la part relative des flavonols mono- et disubstitués, en raison d’une compétition de la flavonol synthase avec les F3’ et F3’5’ hydroxylases pour les mêmes substrats. Une interaction notable a été observée entre le rayonnement UV-B et le déficit hydrique, sur les profils d’hydroxylation des flavonols, ce qui s’explique par le fait que ces deux facteurs agissent sur deux étapes distinctes de la voie de biosynthèse. / The aim of the thesis was to assess the effect of UV-B radiation on grapevine Vitis viniferacv. Tempranillo leaf physiology and grape berry composition, framed within the climatechange scenario. Experiments were conducted under glasshouse controlled conditions withfruit-bearing cuttings. Plants were exposed to three UV-B biologically effective doses (0,5.98, 9.66 kJ m-2 d-1) either from fruit set or veraison to maturity. The combined effects of UVand water deficit, as well as, UV-B and elevated CO2-temperature (700ppm, +4ºC), appliedfrom fruit set to maturity were also tested. Gas exchange, Chlorophyll a fluorescence, lipidperoxidation, antioxidant enzyme activity, UV-B absorbing compound levels and chlorophylland carotenoid concentration were determined in leaves. Berry development was assessedquantitatively (e.g. elapsed time to reach phenological stages). Amino acid, anthocyanin andflavonol concentrations and profiles were analyzed in berries, as well as, transcript profilingof regulatory and structural genes involved in flavonoid biosynthesis.The results show that initial down-regulation of photosynthesis was followed by anacclimation, mediated by the accumulation of UV-B absorbing compounds and antioxidantresponse elicitation (flavonoids and antioxidant enzymes). Water deficit and elevated CO2-temperature did not alter UV-B acclimation process, however, UV-B did led to certain degreeof cross-tolerance to elevated CO2-temperature, avoiding the senescence-induced oxidativedamage. Berry technological maturity (ca. 22ºBrix) was delayed by UV-B exposure and waterdeficit, especially when combined, whereas it was hastened by elevated CO2-temperature. Inthe last case, UV-B attenuated the effect of elevated CO2 and temperature. Changes in berryripening rates were associated with changes in photosynthetic performance.UV-B radiation and water deficit induced lower grape must acidity, mediated by increases inrelative skin mass or potassium levels rather than a decrease in organic acid concentration.In addition this increase in relative skin mass may have contributed to higher anthocyaninconcentration in the must. Grape berry skin flavonol and anthocyanin concentration wasincreased by UV-B, mainly due to the up-regulation of the structural (CHS, F3’H, FLS, UFGTand GST) and regulatory genes (MYBF1 and MYBA1) committed to their synthesis.Quantitative changes in flavonol concentration induced by UV-B were always associated withqualitative changes in flavonol profile (i.e. increased relative abundance of mono- anddisubstituted flavonols), as a result of the competition of FLS with flavonoid hydroxylases(F3’H and F3’5’H) for the same substrates. The independent up-regulation of FLS and F3’5’Hby UV-B radiation and water deficit, respectively, resulted in an intaractive effect on theflavonol B ring hydroxylation pattern. Under elevated CO2-temperature anthocyanin-sugaraccumulation was decoupled. However, UV-B partially alleviated this uncoupling by upregulatinganthocyanin biosynthesis and modulating berry ripening rates.UV-B radiation greatly influenced grapevine leaf physiology and berry composition. Theseresponses to UV-B were modulated, to a greater or lesser extent, by other factors linked toclimate change (water availability, atmospheric CO2 levels and temperature).

L’âge de la vigne et sa relation avec la qualité du vin sont des sujets d’intérêt récurrents, tant scientifiques qu’économiques. Les consommateurs et acteurs de la filière vitivinicole semblent s’accorder à propos de la capacité des vieilles vignes à produire des vins de caractère supérieur. Malgré les recherches en cours, la validité de ce point de vue reste débattue et les questions concernant les mécanismes à travers lesquels de vieilles vignes aboutiraient à des vins qualité supérieure restent nombreuses. Pour tenter d’y répondre, l’impact de l’âge des vignes sur la physiologie, la tolérance au stress hydrique, ainsi que la qualité des baies et du vin ont été étudiés dans un vignoble expérimental constitué de plants de Vitis vinifera L. cv. de matériel génétique identique (Riesling de clone Gm 239 greffé sur 5C Teleki) mais aux dates de plantation différentes.En 2014 et 2015, les vignes plantées en 2012 n’avaient pas encore atteint leur plein potentiel et avaient une productivité végétative et un rendement significativement inférieurs à ceux des vignes plantées en 1995 et 1971. Par ailleurs, les vignes plantées en 2012 n’ont pas été soumises au même traitement d’enherbement que les vignes plus âgées pendant cette période afin de prévenir une compétition excessive pendant leur établissement. La capacité inférieure de ces vignes et l’absence d’enherbement ont mené à une plus grande exposition des grappes à la lumière et une plus grande accumulation d’azote, ce qui s’est traduit par une plus grande concentration en acides aminés, monoterpènes, norisoprénoides, et flavonols en 2014 et 2015. Les années suivantes (2016 et 2017), le rendement et le poids des bois de taille de ces vignes, ainsi que la composition des baies, étaient comparables à ceux des vignes plus âgées. Les paramètres de maturité technologique (°Brix, l’acidité totale et le pH de moûts) n’ont pas été significativement affectés par l’âge des vignes. […]Des analyses sensorielles et chimiques ont été réalisées en 2017 sur des vins de millésimes précédents. Les vins des plus jeunes vignes ont été associés à des arômes de fruits mûrs et de l’arôme de pétrole typique du Riesling. Ces vins ont aussi été identifiés par de plus hautes concentrations de monoterpènes et norisoprénoides potentiels et de composés soufrés volatils, en 2014 et 2015 uniquement. Les profils sensoriels et chimiques de vins issus des vignes plantées en 1995 et 1971 étaient dépendants du millésime mais pas de l’âge des vignes. Les profils des vins produits en 2016 étaient en superposables pour les trois groupes d’âge.Les travaux décrits dans ce manuscrit de thèse sont uniques, du fait notamment que le vignoble dans lequel ils ont été conduits a été conçu spécifiquement pour étudier l’effet de l’âge de la vigne dans des conditions environnementales comparables. Une fois que les vignes les plus jeunes ont atteint leur potentiel fructifère et ont été conduites de la même manière que les vignes plus âgées, leur productivité, la composition de leurs baies et la qualité des vins qu’elles produisent ont convergé avec celles des deux autres groupes. Plus intéressant encore, des vignes âgées de 19 et 43 ans se sont comportées de la même façon tout au long de l’étude et ont abouti à des vins comparables en termes d’analyses sensorielles, ce qui va à l’encontre de l’idée reçue qui veut que les vignes les plus âgées produisent des vins de qualité différente.Des travaux précédents ont démontré que la productivité des vignes, quel que soit leur âge, pouvait être expliquée par les réserves de bois et par la taille du tronc. Pour avoir une meilleure idée des différences liées aux réserves, la technique dite « structure-from-motion with multi-view stereo-photogrammetry » (SfM-MVS) a été testée pour mesurer l’épaisseur des troncs et leur volume. Cette technique qui permet la création de modèles tridimensionnels géo-référencés et à l’échelle a pu générer des modèles précis de tronc de vignes plantées en champ. / Vine age and its relation to the quality of the wine are topics of recurring interest, both scientific and economic. Consumers and actors in the wine sector seem to agree on the ability of old vines to produce wines of superior character. Despite ongoing research, the validity of this point of view remains debated and questions about the mechanisms through which old vines would end up with superior quality wines remain numerous. To try to answer them, the impact vine age on physiology, tolerance to water stress, and berry and wine quality were studied in an experimental vineyard planted with Vitis vinifera L. cv. of identical genetic material (Riesling Gm 239 grafted on 5C Teleki) but planted in different years.In 2014 and 2015, the vines planted in 2012 had not yet reached their full potential and had a significantly lower vegetative productivity and yield than the vines planted in 1995 and 1971. Moreover, the vines planted in 2012 were not subjected to the same grass treatment as older vines during this period to prevent excessive competition during establishment. The lower capacity of these vines and the absence of cover crop led to greater exposure of clusters to light and greater nitrogen accumulation, which resulted in a higher concentration of amino acids, monoterpenes, norisoprenoids, and flavonols in 2014 and 2015. In the following years (2016 and 2017), the yield and pruning weight of these vines, as well as their berry composition, were comparable to those of the older vines. The parameters of technological maturity (° Brix, total acidity and must pH) were not significantly affected by vine age.Vines planted in 1995 and 1971 showed similar physiological characteristics throughout the study with the exception of a higher incidence of esca syndrome in the older group. This disease was responsible for the decline in the total yield of vines planted in 1971, but individual yield per vine was equivalent for both groups.Sensory and chemical analyzes were conducted in 2017 on wines from previous vintages. The wines of the youngest vines were associated with aromas of ripe fruit and the kerosene aroma that is typical of Riesling. These wines were also identified by higher concentrations of potential monoterpenes and norisoprenoids and volatile sulfur compounds in 2014 and 2015 only. The sensory and chemical profiles of wines from vineyards planted in 1995 and 1971 were dependent on the vintage but not on the age of the vines. The wine profiles produced in 2016 were overlapping for the three age groups.The works described in this thesis manuscript are unique, particularly because the vineyard in which they were conducted was designed specifically to study the effect of the age of the vine under comparable environmental conditions. Once the youngest vines reached their fruiting potential and were conducted in the same way as the older vines, their productivity, the composition of their berries and the quality of the wines they produce converged with those of the two other groups. More interestingly, vines aged 19 and 43 years behaved similarly throughout the study and resulted in wines comparable in terms of sensory analysis, which goes against the an idea that the older vines produce wines of a different profile.Previous studies have shown that the productivity of the vines, whatever their age, could be explained by the wood reserves and the size of the trunk. To have a better idea of differences linked to reserves, the structure-from-motion with multi-view stereo-photogrammetry (SfM-MVS) method was tested to measure trunk thickness and volume. The technique, which allows the creation of scaled, georeferenced 3D models based on photographs, was able to produce accurate models of field-grown grapevine trunks.

Les recherches sur les interactions porte-greffe/greffon chez la vigne en relation avec l’environnement perdurent depuis plusieurs décennies, mais les mécanismes physiologiques sous-jacents de la vigueur conférée sont toujours incompris. Ce manque de connaissance constitue un frein dans le développement des porte-greffes existants pour contrôler la vigueur et la productivité, ou dans la recherche de nouveaux génotypes de porte-greffe mieux adaptés aux conditions futures de production. L’objectif de ce travail est de comprendre par une approche de biologie intégrative couplant expérimentation et modélisation comment le porte-greffe interagit spécifiquement avec son greffon (et vice versa) pour modifier dès les premières étapes du greffage, les caractéristiques physiologiques de la plante entière afin de coordonner le développement et la croissance des parties aériennes avec celle des parties racinaires. L’azote étant considéré comme un élément-clef de contrôle de la croissance et de l’allocation de la biomasse au sein d’une plante, un accent particulier est porté sur le rôle de la nutrition azotée dans le contrôle trophique de la croissance du couple porte-greffe/greffon. Un travail expérimental en serre a été mené pour caractériser par marquage isotopique les flux d’azote (15N) et de carbone à l’échelle de la plante entière au sein de deux combinaisons de porte-greffe/greffon au stade végétatif : l’une conférant une forte vigueur (CS/1103P), l’autre une faible vigueur (CS/RGM), en réponse à une variation de la disponibilité externe en nitrate. Cette étude sur le couplage entre fonctions d’acquisition et d’utilisation des ressources azotées et carbonées a été complétée par un phénotypage dynamique de la croissance aérienne, de la répartition de biomasse entre les organes et de la composition biochimique et minérale des principaux organes de la plante. Nous avons ainsi pu appréhender les signaux de communication entre la partie aérienne et la partie racinaire de la vigne greffée, ce qui a abouti à l’élaboration d’un modèle conceptuel simplifié du fonctionnement de la vigne greffée. Une première version d’un modèle mécaniste basé sur un formalisme source-puits prenant en compte l’acquisition et l’allocation de C et N au sein de deux compartiments aérien et racinaire, ainsi que leur plasticité vis-à-vis de la disponibilité exogène et endogène en ressources a été élaborée. A terme, le modèle devrait permettre d’identifier des paramètres génétiques clef au niveau racinaire explicitant les différences de croissance et vigueur conférée observées selon les combinaisons porte-greffe/greffon / Research on rootstock/scion interactions in grapevine in relation to the environment persisted for several decades, but the physiological mechanisms determining the rootstock effect on scion vigour are still misunderstood. This lack of knowledge hampers the development of existing rootstocks to control the vigor and productivity, or research new rootstock genotypes better adapted to future conditions of production. The objective of this work is to understand by an integrative biology approach coupling experimentation and modeling how the rootstock interacts specifically with the scion (and vice versa) to change in the early stages of grafting , the physiological characteristics of the whole plant to coordinate the development and growth of the aerial parts with the root parties. Nitrogen is considered a key element in the control of the growth and the biomass allocation within a plant, and a particular emphasis is placed on the role of nitrogen nutrition in the nutritional control of the grafted grapevine growth. Experimental work was conducted in a greenhouse to characterize by isotopic labeling nitrogen (15N) and carbon flow within the whole plant for two rootstock/scion combinations at vegetative stage : one giving a strong vigour (CS/1103P), the other a low vigour (CS / RGM), in response to a change in the external nitrate availability. This study on the coupling between acquisition functions and use of nitrogenous and carbonaceous resources was completed by a dynamic phenotyping aerial growth, the distribution of biomass between the organs and the biochemical and mineral composition of the principal organs of plant. We were able to understand the communication signals between the aerial part and the root part of grafted vines, which led to the development of a simplified conceptual model of the functioning of the grafted vines. A first version of a mechanistic model based on a source-sink formalism taking into account the acquisition and allocation of C and N in both aerial and root compartments and their plasticity to the availability of exogenous and endogenous resource was developed.