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66V - Physiologie végétale

Les thèses se rapportant à la section CNU "66V - Physiologie végétale"

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  • Étude des mécanismes moléculaires et biochimiques du transport de sucres dans les relations source/puits et au cours de l'interaction entre Arabidopsis thaliana et le champignon nécrotrophe Botrytis cinerea    - Veillet Florian  -  05 décembre 2016

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    La distribution des sucres est un processus clé dans le développement de la plante et cours des interactions plantes/microorganismes. Une recherche des acteurs moléculaires impliqués dans la répartition des ressources carbonées au cours de l'interaction avec le champignon nécrotrophe B. cinerea a été réalisée. Plusieurs familles de transporteurs de sucres et d'invertases ont été ciblées, permettant d'établir une cartographie des gènes régulés transcriptionnellement lors de l'interaction. Le rôle de certains gènes candidats a été étudié par une approche de génomique fonctionnelle afin de mettre en évidence une fonction biologique de l'allocation du carbone dans la résistance de la plante aux champignons nécrotrophes. Un système d'interaction simplifié, basé sur un dialogue moléculaire sans contact physique entre une culture cellulaire d'A. thaliana et B. cinerea, a été développé. Il a permis de mesurer les flux de sucres ainsi que les activités enzymatiques et métaboliques pour chaque partenaire. Nos résultats montrent que B. cinerea entraine une forte augmentation de l'activité invertasique pariétale dans les tissus infectés, indiquant qu'une transition source/puits a lieu. Plusieurs transporteurs de sucres sont différentiellement exprimés, certains d'entre eux modulant le devenir de l'interaction. L'activité d'absorption d'hexoses et le métabolisme primaire des cellules hôtes sont fortement stimulés, démontrant l'importance de la compétition pour les sucres à l'interface plante/agent pathogène. En conclusion, l'absorption des sucres alimente le métabolisme énergétique des cellules hôtes et participe aux mécanismes de défense de la plante.

  • Insertion de la morphogenèse racinaire dans L grass, un modèle structure-fonction de graminées fourragères    - Migault Vincent  -  24 février 2015

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    Un modèle de morphogenèse aérienne de graminées fourragères, nommé L grass, a été développé lors de travaux précédents. Le but de la thèse est de proposer une méthode d'insertion de la morphogenèse racinaire dans ce modèle afin de tenir compte de l'impact des ressources telluriques sur la structure et le fonctionnement de la plante.
    Un simulateur de plante entière de ray-grass anglais (Lolium perenne L.) incorporant (i) des règles d'autorégulation de l'architecture aérienne, (ii) le développement architecturé du système racinaire, (iii) des processus de coordination entre les parties aérienne et racinaire et (iv) un système d'allocation du carbone a été développé. La nature autorégulée du modèle lui permet de reproduire les réponses à l'intensité d'une défoliation et à la compétition pour la lumière sans nécessiter de contrôle central. Le couplage du modèle avec un modèle de sol permet de simuler le développement de la plante subissant différents scénarios d'apport en eau sans nécessiter de consignes morphogénétiques données a priori.
    La représentation architecturée du système racinaire présente quelques limites, principalement en termes de ressources informatiques, pour les simulations de peuplements. Afin de pallier ces limites, un modèle continu de dynamique de densités racinaires a aussi été incorporé pour simuler l'enracinement. Les comparaisons entre les deux modèles de système racinaire ont montré l'intérêt indéniable des modèles de densités racinaires notamment pour les études à l'échelle d'un couvert végétal.

  • Variabilité génétique de la luzerne cultivée en association avec une graminée fourragère    - Maamouri Amel  -  26 juin 2014

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    La luzerne est une légumineuse fourragère pérenne qui présente de nombreux avantages agronomiques et environnementaux. La performance des associations luzerne - graminées est conditionnée par la production de biomasse et la teneur en protéines de chaque espèce et sa survie. L’effet de la variabilité génétique de la luzerne sur les composantes du rendement dans les associations est mal connu. Dans ce contexte, cette thèse a deux objectifs : i) caractériser la diversité génétique pour les caractères liés à la production et à la qualité de la luzerne dans l’association ii) analyser le contrôle génétique de ces caractères. Deux dispositifs comprenant trois traitements (mélange luzerne-fétuque, monoculture et isolé) ont été mis en place. Le premier comprenant 46 génotypes contrastés de luzerne a été phénotypé sur deux ans pour l’architecture, la biomasse et la concentration en protéines. Le deuxième composé d’une population F1 de 198 individus, a été phénotypé sur une année. Cette population F1 a été génotypée avec des marqueurs SSR et DArT pour établir une carte génétique. Une large variation génétique entre les génotypes de luzerne a été montrée. Cette variation affecte la hauteur et la teneur en protéines de la fétuque associée. On a observé que les caractères mesurés en isolé ou en monoculture sont relativement prédictifs des mêmes caractères en mélange, mais une évaluation des génotypes en mélange reste indispensable. La détection de QTL montre que certains QTL sont communs aux différents traitements. Chaque QTL explique de 6 à 23% de la variation observée pour la hauteur et la biomasse. Des pistes méthodologiques pour la sélection sont envisagées.

  • Exploration de la variabilité phénotypique d'Arabidopsis thaliana (L.) Heynh et caractérisation de l'effet d'un déficit hydrique sur la photosynthèse et le contenu glucidique foliaire des écotypes Col-0, Mt-0 et Shahdara    - Abadie Cyril  -  26 octobre 2012

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    Compte tenu des changements climatiques annoncés, les végétaux risquent d'être confrontés, dans un proche avenir, à des épisodes de sécheresse sévères de plus en plus fréquents. Afin de prédire l'impact de telles contraintes sur la productivité et le rendement des plantes cultivées, il convient d'étudier l'effet du manque d'eau sur l'activité photosynthétique, le transport et l'accumulation des sucres. Dans un premier temps, la croissance, le développement, la biomasse et la photosynthèse de huit écotypes d'Arabidopsis thaliana ont été caractérisés. Trois de ces écotypes (Col-0, Mt-0 et Shahdara) ont ensuite été soumis à une période de déficit hydrique. Une chute du contenu relatif en eau des rosettes (RWC), de la conductance stomatique (gs) et de l'assimilation nette (AN) a été observée précocement chez Mt-0, écotype initialement caractérisé par une très faible efficience de l'utilisation de l'eau (AN/E). En réponse au stress, l'analyse des courbes AN/Ci de chaque écotype montrait que la limitation stomatique s'accompagne rapidement de limitations métaboliques (baisse de la Vcmax). En fin de stress hydrique, une diminution des réserves en amidon a conduit dans tous les cas à une accumulation de saccharose dans les feuilles. Les expressions des gènes codant les principaux transporteurs foliaires de sucres (polyols, hexoses et saccharose) étaient quant à eux différemment affectés par le manque d'eau. Shahdara, qui est parvenu à conserver un RWC relativement élevé, est l'écotype qui a le mieux toléré la contrainte hydrique. À l'opposé, Mt-0 présentait, en fin de stress, une inhibition de l'AN couplée à des altérations majeures et irréversibles des photosystèmes II (chutes de qP et de Fv/Fm).

  • De la simulation de la morphogénèse de l'appareil aérien du ray-grass anglais (Lolium perenne L.) : exploration d'un schéma cybernétique inspiré du concept d'auto-organisation et applications    - Verdenal Alban  -  03 décembre 2009

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    La structuration du couvert des prairies, qui conditionne leur valeur d'usage, émerge du déploiement des architectures des individus qui composent le peuplement prairial. La morphogénèse individuelle répond à une multitude de dynamiques, intriquées, dont génétiques et écophysiologiques. Pour mieux appréhender cette complexité un simulateur informatique 3D de la morphogénèse de l'appareil aérien végétatif du ray-grass anglais (Lolium perenne L.) a été développé. Il repose sur un modèle structure-fonction de type L-system. Les systèmes de contrôle de la morphogénèse ont été modélisés par application du concept d'auto-organisation. Cette analogie repose notamment sur le constat d'une régulation récursive de l'élongation foliaire par la pseudotige. Cet impact de la structure de la talle sur le développement a été vérifié expérimentalement ; il est vraisemblablement médié par la lumière. Lorsque des règles d'auto-régulation s'inspirant de cet effet morphogénétique ont été actionnées de manière intégrée dans notre simulateur, alors ses comportements émergents se sont montrés compatibles avec les observations. Ce simulateur a par ailleurs démontré sa puissance heuristique, par son aptitude à approcher des problématiques inaccessibles à l'expérimentation in vivo. Cette thèse participe à la démonstration i) du rôle spécifique que peuvent jouer les simulateurs dans l'étude de la création de la valeur d'usage des prairies ii) de l'intérêt du concept d'auto-organisation pour la construction de ce type de modèles iii) de la plausibilité de l'intervention de processus auto-régulés dans le schéma cybernétique de la morphogénèse des graminées prairiales et de sa plasticité.

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