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Thèses en cours

Adama Ndour

"Rôle de l’architecture racinaire dans l’adaptation aux conditions de stress hydrique chez le Mil"

  • Encadrants : Dr. Abdala DIEDHIOU (UCAD), Dr. Laurent Laplaze (IRD), Mme Marème Niang (ISRA), Dr. Mickael Lucas (IRD), Dr. Anthony Champion (IRD)
  • Date de soutenance : 2017

Résumé :

Le mil est la sixième céréale en terme de surface cultivées. Il contribue de façon critique à la sécurité alimentaire des régions arides et semi-arides où il est cultivé dans des zones à potentiel agricole limité caractérisées par de faibles précipitations (300-500 mm) et des sols pauvres. La capacité du mil de pousser dans des conditions de pluviométrie limitées et erratiques repose en grande partie sur la mise en place d’un système racinaire capable de maximiser l’exploitation de l’eau disponible au cours du développement de la plante. Cependant, le développement précoce de la racine de mil, sa plasticité architecturale et l’impact de ces caractères sur la résistance à la sécheresse n’ont été que très peu étudiés. L’objectif du sujet de thèse de Mr NDOUR est d’analyser l’impact de l’architecture racinaire et de sa dynamique de mise en place dans l’adaptation au stress hydrique chez le Mil via une approche de biologie des systèmes mêlant phénotypage, modélisation architecturale, modélisation hydraulique, histologie et validation expérimentale en laboratoire et au champ.

 

 

 

Combes mc  COMBES Marie-Christine

"Polypoïdie et adaptation des plantes : caractérisation et variation de l'expression des gènes homéologues chez le caféier Coffea arabica"

 

 

  • Encadrants : Philippe Lashermes
  • Date de soutenance : 2015

Résumé :

La plupart des espèces végétales sont des polyploïdes récents ou anciens. L’allopolyploïdisation qui résulte d’une hybridation interspécifique couplée à une duplication génomique joue un rôle fondamental dans l’évolution des plantes. Elle est considérée comme un facteur majeur de spéciation, de diversification et d’adaptation écologique. En effet l’hybridation comme l’allopolyploïdisation provoqueraient de nombreux changements dans l’organisation du génome et dans la régulation de l’expression des gènes. Ces modifications structurales ou fonctionnelles seraient à l’origine de nouveaux phénotypes aux capacités adaptatives particulières.Parmi les multiples processus qui entraîneraient l’acquisition de ces capacités adaptatives, les mécanismes de conciliation des génomes et de leurs réseaux de régulation de gènes au sein d’un même organisme pourraient être importants. Leur identification, et leur rôle dans la plasticité fonctionnelle des gènes semblent essentiels à la compréhension des capacités adaptatives des allopolyploïdes.

Le genre Coffea constitue un modèle approprié à cette étude. Il est composé d’espèces diploïdes pouvant toutes s’hybrider et d’une espèce allotétraploïde C. arabica. Cette espèce qui présente deux sous-génomes homéologues peu différenciés, provient de l’hybridation de C. eugenioides (génome Ea de C. arabica) et C. canephora (génome Ca de C. arabica). A l’inverse de ses espèces parentales qui se caractérisent par des écosystèmes différents et ne tolèrent pas de grande amplitude de température, C. arabica peut se développer dans des environnements présentant de grande variation de température.

Cette étude a permis dans un premier temps d’étudier les conséquences de l’hybridation sur la variation de l’expression et de la régulation des gènes, immédiatement après l’hybridation mais aussi dans un allopolyploïde établi. Pour cela l’expression spécifique d’allèles au sein d’hybrides interspécifiques entre C. canephora et C. eugenioides et l’expression des gènes homéologues chez C. arabica ont été analysées à l’échelle du génome.

Ensuite la variation de l’expression des gènes homéologues chez C. arabica et son implication dans les capacités adaptatives seront analysées. Une étude du transcriptome à l’échelle du génome a été réalisée à partir de jeunes feuilles de plants de C. arabica cultivés à deux températures, chacune convenant à l’une des espèces parentales. 

 

 

diedhiou-issa-3.jpg DIEDHIOU Issa

"Etude des étapes précoces de la symbiose actinorhizienne : caractérisation fonctionnelle des gènes Cg12 et CgZF1"

 

 

 

  • Encadrants : Antony Champion et Diaga Diouf
  • Date de soutenance : 2015

Résumé :

Les arbres tropicaux de la famille des Casuarinaceae sont capables de coloniser des sols très pauvres et dégradés. Cette propriété résulte en grande partie de leur capacité à établir une symbiose avec une bactérie du sol nommé Frankia , qui permet la fixation de l’azote atmosphérique. Ce projet de thèse s’intègre dans le cadre général de l’étude des mécanismes moléculaires de signalisation impliqués dans la formation de la symbiose actinorhizienne. L’objectif est de caractériser les mécanismes qui contrôlent l’infection de Casuarina glauca par Frankia et d’identifier les gènes de la plante impliqués dans cette interaction. 

 

 

 

 

errouane-kheira0001-1.jpg ERROUANE Kheira

«Métabolisme lipidique de la graine d’arganier»

 

 

 

  • Encadrants : Meriem Kaid-Harche (Université des Sciences et de la Technologie d’Oran) et Stéphane Dussert (UMR Diade)
  • Date de soutenance prévue : Décembre 2014

Résumé:
L’arganier (Argania spinosa L.) est un arbre endémique du Maroc et de la région de Tindouf en Algérie. L’arganeraie naturelle est exploitée par les populations locales pour de nombreux usages, dont la production d’huile d’argan. Celle-ci est extraite des graines (‘amandons’) et est utilisée localement à des fins alimentaires, cosmétiques et thérapeutiques. Du fait de sa très forte teneur en vitamines E (tocols) et en antioxydants, il existe aussi une très forte demande de l’industrie cosmétique internationale pour l’huile d’argan. Alors que la composition biochimique de cette huile est désormais bien caractérisée, très peu de travaux se sont intéressés au développement de la graine d’arganier et à son métabolisme lipidique. La graine d’arganier est une graine albuminée qui constitue un modèle biologique original car l’embryon et l’albumen sont tous les deux riches en lipides et de masse équivalente dans la graine mature. Un premier objectif de ce travail de doctorat consiste donc à caractériser le lipidome de ces deux tissus par des techniques de chimie analytique. Le développement de la graine d’arganier et des différents tissus qui la composent (maternels et issus de la double fécondation) sera ensuite décrit en termes anatomique, histologique, et biochimique pour les classes lipidiques faisant l’objet de différences significatives entre l’albumen et l’embryon à maturité. La recherche des déterminants moléculaires pouvant expliquer ces différences sera enfin conduite par l’analyse du transcriptome des deux tissus au cours de leur développement. 

 

 

 

 

 

faye-adama0002.jpg FAYE Adama

"Impact des changements climatiques passés sur les forêts tropicales humides d’Afrique centrale : phylogéographie de deux espèces de palmiers de sous-bois."

 

  • Encadrants :
  • Date de Soutenance : 30 septembre 2015

Résumé :

L’objectif de cette thèse est de contribuer à la compréhension de la dynamique de la biodiversité des forêts tropicales humides (FTH) dans un contexte de changement climatique. Le projet se place dans un partenariat Nord/Sud entre l’UMR DIADE (IRD de Montpellier) et le Laboratoire de Botanique systématique et d'Écologie (Ecole Normale Supérieure, Université de Yaoundé I, Cameroun).
Les changements climatiques en cours ont des impacts négatifs sur l’écosystème le plus diversifié de la plante : les FTH. Un concept central dans la dynamique de la biodiversité est l’existence de zones refuges, car elles permettent d’abriter des populations viables d’une espèce au cours des variations climatiques. Néanmoins leurs identifications et leurs rôles au sein de la deuxième plus grande étendue de FTH de la planète, celle d’Afrique Centrale, restent controversés. Cette thèse s’intéressera à deux espèces soeurs de palmiers de sous bois inféodées aux FTH d’Afrique centrale atlantique. Une approche phylogénétique et multidisciplinaire sera utilisée pour explicitement tester plusieurs prédictions liées à l’hypothèse des refuges. De plus, nous analyserons en détail plusieurs populations situées en limite de distribution afin de mieux comprendre la structure génétique et dynamique récente des espèces.
La conservation des FTH a une importance globale et une meilleure compréhension de la dynamique des espèces se trouvant dans ce biome sera essentielle pour sa préservation sur le long terme.

 

 

 

fooyontphanich-kim-1.jpg FOOYONTPHANICH Kim

 

 

 

 

  • Directeur de thèse : J.L. Verdeil et T.J. Tranbarger
  • Date de soutenance prévue : Août 2015

 

 

 

 

 

 

FROUSSART Emilie

"Impacts d’agropolymères sur la germination, le développement racinaire, et les interactions plantes-microorganismes."

 

  • Encadrants : 

    Pr. Christian Jay-Allemand & Dr. Claudine Franche

  • Date de Soutenance : 1er février 2017

Résumé :

 

Le projet de thèse porte sur des agropolymères d’origine végétale destinés à être utilisés comme agents d’enrobage de graines d’intérêt agronomique ou comme intrants dans les sols. Il a pour objectifs : 1) de comprendre l’impact de ces molécules sur le processus de germination des graines et sur le développement du système racinaire ; 2) d’étudier les modifications éventuelles induites sur les relations entre la plante et les microorganismes de la rhizospère.

Les effets des agropolymères (natifs ou modifiés chimiquement) seront caractérisés sur les plantes, en particulier sur le modèle Arabidopsis thaliana, par des méthodes de biologie moléculaire, biochimie et microscopie. Casuarina glauca, un arbre tropical  établissant des structures symbiotiques sera également étudié. L’utilisation de plantes transgéniques contribuera à l’étude des mécanismes impliqués dans les modifications résultant de l’application de ces polymères.

Ce sujet s’ouvrira également sur des approches agronomiques conduites en rhizotron sur des plantes de grande culture (riz, tomate, maïs) pour estimer les effets de ces polymères sur la production de biomasse, de fruits ou de grains lorsqu’elles sont cultivées dans des sols appauvris en eau ou en éléments minéraux.

 

 

 

 

 

 

 

guerin-chloe.jpg GUERIN Chloé

"Déterminisme moléculaire de la composition en acides gras de l'huile accumulée dans le fruit et la graine des Arecaceae"

 
 
 
  • Encadrants : S. Dussert et F. Morcillo
  • Date de Soutenance : Décembre 2015

Résumé :

Les matières grasses (MG) végétales jouent un rôle économique et social de tout premier plan au Nord comme au Sud. Bien que les usages alimentaires ou industriels (détergents, cosmétiques, biocarburants, etc) d'une MG soient principalement déterminés par sa composition en acides gras (AG), les mécanismes impliqués dans la variation considérable existante chez les plantes pour la composition en AG des lipides accumulés dans les graines et les fruits sont encore très mal connus. Les huiles extraites du mésocarpe et de la graine des palmiers cultivés (palmier à huile, cocotier, ...) sont respectivement les principales sources d'acide palmitique et d'acide laurique. La demande industrielle mondiale pour des MG riches en ces deux AG connait une croissance spectaculaire. Néanmoins, il existe de très grandes différences au sein des palmiers pour la composition en AG des MG stockées dans le mésocarpe et la graine. Ce projet de thèse vise à identifier les déterminants moléculaires de cette variabilité interspécifique. Deux niveaux de diversité seront explorés. Au sein du genre Elaeis, il s'appuiera sur population d'hybrides rétro-croisés entre le palmier africain E. quineensis et son cousin américain E. oleifera. Dans un second temps, une centaine d'espèces de la grande famille des Arécacées sera étudiée. Dans les deux cas, une approche récente de la biologie des systèmes, l'analyse des réseaux de co-expression génique, sera utilisée après obtention des transcriptomes et des lipidomes des tissus étudiés au cours de leur développement.

 

 

 

 

hoo-wei-yeng.jpg HOOI WEI YENG 

"Recherche de marqueurs moléculaires précoces pour la détection de l'anomalie florale mantled chez le palmier à huile"

 

 

 

  • Directeur de thèse : Estelle Jaligot et Alain Rival
  • Date de soutenance prévue : Decembre 2015

Résumé:

Objectifs :

  • identifier des marqueurs d’expression de la variation somaclonale mantled par comparaison entre les transcriptomes conformes et variants.
  • valider la capacité de discrimination des marqueurs sélectionnés lors des stades précoces du processus in vitro.

Stratégie et Méthode:

  • Analyse transcriptomique de l’inflorescence normale de palmier à huile et construction d’un transcriptome de référence. Technique : RNAseq, séquençage Illumina.
  • Identification des séquences et voies de régulation d’intérêt. Technique: analyse bioinformatique des données de séquençage.
  • Comparaison entre les trancriptomes issus d’inflorescences normales vs. mantled par re-séquençage de banques obtenues ) partir de différents génotypes clonaux. Technique : Illumina.
  • Identification des séquences présentant de manière cohérente des profils d’expression dépendant du phénotype. Technique : analyse bioinformatique des données de séquençage, analyse statistique des profils d’expression.
  • Validation des marqueurs candidats sur des paires de régénérants normal/mantled issus de lignées clonales variées, ainsi que sur des cultures in vitro à différents stades du processus de régénération.

Technique : PCR quantitative (q-PCR). 

 

 

 

 

 

 

Issaka salia ousseini 2 ISSAKA SALIA Ousseini

Etude de l’adaptation du mil sauvage : Analyse phénotypique et d’association génotype /phénotypes"

 

 

 

  • Directeur de thèse Dr Yves Vigouroux, Institut de Recherche pour le Développement, UMR DIADE, Montpellier, France., Dr Kane Ndjido, Institut Sénégalais de Recherches Agricoles, ISRA, LNRPV, Dakar, Sénégal. et Dr Yakoubou Bakassou, Faculté des sciences, Université Abdou Moumouni, Niamey, Niger.
  • Date de soutenance prévue : Novembre 2015

 Résumé :

La population mondiale devrait atteindre les 9 milliards en 2050, en conséquence  la demande alimentaire mondiale va fortement augmenter. Dans le contexte actuel des changements climatiques globaux, l’adaptation rapide de notre agriculture aux nouvelles conditions est nécessaire pour soutenir cette augmentation de la demande alimentaire. En particuliers,  les pays en voie de développement sont les pays avec la plus forte  croissance démographique et l’Afrique sub-saharienne est particulièrement concernée par les changements climatiques actuels.

Le mil cultivée est un aliment de base qui joue un rôle important dans la sécurité alimentaire au sahel. Généralement, la domestication des espèces cultivées est associée à  la perte d’une partie de la diversité génétique présente chez les espèces sauvages apparentées des plantes cultivées.  Ainsi, une part non négligeable de la variabilité fonctionnelles des ‘ancêtres’ sauvages ne sont pas (généralement) présent chez l’espèce cultivée. De plus, le mil sauvage pousse dans des environnements extrêmes en termes de température et d’aridité. Le but de ce projet de thèse est d’explorer la diversité fonctionnelle présente dans ces populations sauvages pour identifier des allèles et des gènes associés à ces adaptations chez le mil. Pour cela nous étudions des populations sauvages de mil pour identifier les allèles associés avec des variations phénotypiques. Nous développerons au cours de cette thèse des approches d’association génotype / phénotype novatrice sur des populations sauvages.

L’identification de ces variants fonctionnels devrait permettre à terme leur utilisation pour l’adaptation du mil cultivé à un environnement plus chaud (et peut être aussi plus aride).

 

 

 

MBAYE Fatou Kiné 

"Utilisation de la technologie de l'inoculation microbienne pour améliorer la croissance et la productivité de variétés de riz irrigué et de riz pluvial au Sénégal.'

 

  • Directeur de thèse : : Pr Ibrahima Ndoye (UCAD).
  • Co-encadreurs : Abdala Gamby DIEDHIOU (UCAD), Baboucarr MANNEH (AfricaRice), Laurent LAPLAZE et Antony CHAMPION
  • Date de soutenance prévue : 2017

 Résumé :

Le Sénégal est le troisième importateur de riz en Afrique subsaharienne. Pour augmenter la part de la production locale en riz (actuellement à 20 %) aux besoins nationaux, et garantir une meilleure sécurité alimentaire, le Sénégal a fait le choix de la riziculture intensive. Une des alternatives au recours massif aux intrants chimiques, pourrait être l’utilisation des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA), connue pour former des symbioses racinaires avec le riz. En collaboration avec AfricaRice (Station Sahel, Saint-Louis, Sénégal), l’objectif de la thèse de Mlle MBAYE est de contribuer à l’amélioration de la croissance et du rendement de variétés de riz irrigué et de riz pluvial par des techniques d’inoculation microbienne et l’utilisation raisonnée des engrais minéraux, en exploitant la diversité génétique du riz.

 

 

 

 

NGOM Mariama

"Caractérisation symbiotique et étude des mécanismes de tolérance au sel de souches de Frankia."

  • Directeur de thèse : Pr Mame Ourèye SY (UCAD) et Antony CHAMPION Financement USAID,  ARTS IRD

  • Date de soutenance prévue : 2016

 Résumé :

Les arbres Casuarina equisetifolia et Casuarina glauca ont la propriété d’être des espèces pionnières très tolérantes au sel et pourraient être utilisées dans les programmes de réhabilitation des sols dégradés et salés. Cette propriété est due en partie à la mise en place d’une symbiose fixatrice d’azote avec une bactérie filamenteuse du sol, Frankia. Le projet de thèse de Mlle NGOM a pour objectif d’une part de mieux comprendre les mécanismes physiologiques et moléculaires impliqués dans la tolérance au stress salin de Frankia et d’autre part d’identifier les partenaires symbiotiques les plus adaptés aux écosystèmes salinisés (Casuarina / souches de Frankia efficiente) et qui pourront être par la suite utilisés pour la réhabilitation des terres salées au Sénégal.Ces travaux sont menés en collaboration avec le laboratoire de Louis TISA aux USA (University of New Hampshire) et l’équipe SYAT de l’UMR LSTM.



 

 

Nguyen Le Khanh

"Caractérisation fonctionnelle de QTLs de développement racinaire identifiés par génétique d’association  dans une collection de variétés de riz du Vietnam."

 

  • Directeur de thèse 

    Pr. Pascal Gantet (UM), Dr. Brigitte Courtois (CIRAD), Co-encadrant Dr. To Thi Mai Huong (USTH)



  • Date de soutenance prévue : 2018

 Résumé :

Le gène responsable d’un QTL majeur de développement racinaire du riz (nombre de racines corronaire) est recherché par des approches de génétique, de génomique structurelle et de génomique fonctionnelle.

 

 

 

 

 

sixtine-passot0001.jpg PASSOT Sixtine 

"Adaptation de l’architecture racinaire du mil :Phénotypage et analyse spatio-temporelle de systèmes racinaires en croissance"

 

 

  • Encadrants : Laurent Laplaze 
  • Date de soutenance prévue : Aout 2016

Résumé :

L’agriculture fait face au challenge d’assurer la sécurité alimentaire de 9 milliards d’être humains [1]. Ce challenge est particulièrement fort en Afrique sub-Saharienne où la forte croissance démographique entraîne une forte demande alimentaire. Cependant, cette évolution de la demande se place dans un contexte d’appauvrissement croissant des sols et de changement climatique qui affectent les rendements des cultures. En Afrique, il est prédit que le changement climatique entraînera une saison des pluies plus courte [2] et une forte augmentation des températures au cours des saisons de production agricole [3,4]. Il devient donc urgent d’augmenter la tolérance des systèmes agricoles sahéliens aux stress abiotiques (sécheresse, chaleur, salinité,…) pour adapter l’agriculture à ces nouvelles conditions et assurer la sécurité alimentaire dans la région.

Le mil est l’une des céréales les plus importantes pour la production de nourriture et de fourrage en région sahélienne. C’est une plante bien adaptée aux conditions climatiques dans la région, et il existe des mils sauvages capables de croître dans des environnements marginaux très arides qui pourraient être une source de gènes de tolérance aux stress abiotiques.

Les végétaux, organismes fixés à développement continu, présentent une forte plasticité développementale qui leur permet de s’adapter aux contraintes imposées par leur milieu de vie. En particulier, la croissance et la ramification du système racinaire permettent d’optimiser son architecture pour assurer la nutrition hydro-minérale et l’ancrage de la plante. Cette plasticité racinaire est un facteur important d’adaptation des plantes aux stress abiotiques.

L’équipe Rhizogenèse de l’UMR DIADE étudie les mécanismes de régulation de l’architecture racinaire qui permettent l’adaptation aux contraintes édaphiques [5-7]. Dans ce cadre, nous proposons conjointement avec l’équipe Virtual Plants un projet de thèse visant à analyser la plasticité de l’architecture racinaire du mil, et son lien éventuel avec l’adaptation des variétés aux contraintes de leur milieu de culture. Les objectifs de ce travail seront :

1)            de caractériser les règles contrôlant la mise en place de l’architecture racinaire chez le mil

Pour cela nous utiliserons des techniques de phénotypage in vitro ou en sol (acquisition automatique de l’architecture racinaire 2D, tomographie par rayon X [7] – collaboration Université de Nottingham, Grande-Bretagne) pour suivre le développement de l’architecture racinaire du plant de mil en conditions de culture contrôlées.

2)            d’explorer la diversité d’architecture racinaire et d’adaptation aux contraintes chez le mil

Quelques variétés de mils susceptibles de présenter des différences importantes en termes d’adaptation racinaire (par exemple mils de lisière de désert) et pour lesquels des ressources génétiques sont actuellement disponibles au sein de l’IRD [8] seront phénotypés en 2D et 3D en conditions contrôlées. L’architecture racinaire de ces mils sera comparée pour des conditions de cultures optimales ou contraintes (stress hydrique, stress osmotique) afin de faire émerger des différences de paramètres ou de règles d’élaboration de l’architecture racinaire entre les variétés résistantes et les variétés plus fragiles au stress abiotique.

3)            d’identifier par génétique d’association les gènes contrôlant des caractères racinaires d’intérêt pour l’adaptation du mil aux stress abiotiques

En fonction des résultats sur la variabilité du développement racinaires (action 2), il pourra être envisagé d’analyser la base génétique de ces variations. En utilisant les ressources génétiques développées par l’équipe Dynadiv de l’IRD, les régions du génome du mil dont la variation est en lien avec la variabilité des caractères architecturaux identifiés précédemment, seront recherchées par génétique d’association. L’objectif est ensuite d’identifier dans ces régions, puis de caractériser, certains gènes contrôlant ces caractères architecturaux, en combinant des approches sans a priori et des approches « gènes candidats » pouvant s’appuyer sur les études de régulation du développement racinaire chez Arabidopsis thaliana, le riz ou le maïs.

Composante mathématiques appliquées de la thèse

Les techniques existantes d’analyse de systèmes racinaires sont essentiellement rétrospectives à l’échelle du système racinaire (par exemple analyse de l’architecture du système racinaire à un stade de développement donné) ou prospectives à l’échelle de l’axe (par exemple suivi du développement d’une racine en croissance). L’analyse spatio-temporelle de systèmes racinaires en croissance constitue en cela une thématique nouvelle dont l’émergence récente s’explique par les progrès des techniques de phénotypage racinaire. Un des objectifs de la thèse sera de mettre en place un pipeline de méthodes d’analyse de systèmes racinaires en croissance. Ce pipeline permettra en particulier :

  • d’identifier les patterns de développement et les caractères architecturaux de systèmes racinaires,
  • de comparer des systèmes racinaires correspondant à différentes variétés et/ou différentes conditions de culture.

Cette composante de la thèse s’appuiera sur l’expertise développée depuis plus de vingt an au sein de l’équipe Virtual Plants [7,10,11] et combinera des approches de probabilités/statistique et des approches structurelles.

Ce projet de thèse sera complémentaire des thèses en cours de :

  • Pierre Fernique (2011-2014, co-encadrement Yann Guédon et Jean-Baptiste Durand) sur les modèles statistiques pour données arborescentes,
  • Beatriz Moreno Ortega (2013-2016 ; co-encadrement de Bertrand Muller –LEPSE– et Yann Guédon) sur les contrôles métaboliques et hormonaux de la croissance des racines latérales incluant une forte composante de phénotypage de systèmes racinaires.

Ce projet sera réalisé au sein de l’UMR DIADE à l’IRD Montpellier (équipe Rhizogenèse et Dynadiv) et de l’équipe Virtual Plants (CIRAD/INRA/Inria), en collaboration avec le Centre for Integrative Plant Biology (Nottingham, GB) et le Laboratoire Mixte International LAPSE (Dakar, Sénégal).

 

 

 

 

Phung Thi Phung Nhung 

"Recherche de QTls de développement racinaire et de résistance au deficit hydrique dans une collection de variétés de riz du Vietnam"

 

  • Encadrants : : Pr. Pascal Gantet (UM), Dr. Brigitte Courtois (CIRAD), Pr. Do Nang Vinh (AGI, Vietnam)
  • Date de soutenance prévue : 2015

 Résumé :

Une collection de 200 variétés de riz du Vietnam a tété génotypée par DaRT-Sequencing et phénotypée pour le développement racinaire et la résistance au déficit hydrique. Ceci a permis d’identifier  de nouveaux QTLs majeur contrôlant le nombre de racines coronaires et l’épaisseur racinaire. Des études d’association complémentaires sont en cours pour la capacités des plantes à tolérer le déficut hydrique

 

 

 

 

pidon-helene0001.jpg PIDON Hélène

 «Identification de gènes de résistance au virus de la panachure jaune du riz (RYMV) chez l’espèce africaine de riz cultivé, O. glaberrima.»

 

 

  • Encadrants : Alain Ghesquière et Laurence Albar
  • Date de soutenance prévue : 21 octobre 2016

 Résumé :

Le virus de la panachure jaune (RYMV) est une contrainte majeure pour la riziculture en Afrique. Un premier gène de résistance, RYMV1, codant pour un facteur d'initiation de la traduction, a été identifié et bien caractérisé au laboratoire cependant l’apparition de génotypes de RYMV surmontant ce gène de résistance a été démontrée en conditions de laboratoire. D’autres sources de résistance sont connues dans le riz africain, O. glaberrima, mais peu d'informations sont encore disponibles sur les gènes impliqués. L'objectif du projet est de cartographier les facteurs génétiques impliqués dans ces résistances en utilisant deux approches complémentaires.

Une première approche se concentrera sur deux accessions hautement résistantes, Tog7291 et Tog5307, dont la résistance est sous des contrôles génétiques distincts. Cette approche impliquera des populations issues de back-cross avancés en cours de développement au laboratoire et du séquençage de type NGS comme source de cartographie de gènes de résistance et de développement de marqueurs moléculaires. Le principal résultat sera l'identification des bases génétiques de la résistance (nombre de facteurs génétiques, hérédité) et la cartographie des gènes de résistance. En fonction des résultats obtenus, la cartographie fine ou la caractérisation de gènes candidats sera poursuivies sur les loci les plus intéressants. La caractérisation fonctionnelle du gène RYMV2, récemment identifié chez l’accession Tog7291 sera complétée.

Une seconde approche utilisera des données de séquençage pour explorer la diversité du riz africain (O. glaberrima) et identifier de nouveaux gènes ou QTLs de résistance grâce à la génétique d’association, et éventuellement identifier des allèles originaux des gènes de résistance connus. Cette approche prendra en considération à la fois la fois la résistance élevée et la résistance partielle. 

 

 

 

prodjinoto-hermann-ok-1.jpg PRODJINOTO Hermann

"Mécanismes de tolérance au sel chez les arbres tropicaux de la famille des Casuarinaceae "

 

 

 

  • Encadrants : Laurent Laplaze (IRD), Ibrahima Ndoye (UCAD) et Valérie Hocher (IRD)
  • Date de soutenance prévue : 2015

Résumé :

La salinisation des sols est un problème majeur à l¹échelle mondiale qui pourrait entraîner la perte de 50% des sols arables d¹ici la moitié du 21ème siècle. Au Sénégal, 1,2 des 3,8 millions d¹ha de terres cultivables sont affectés par la salinité. Les Casuarinaceae sont des arbres largement utilisés dans les zones tropicales pour réhabiliter les sols dégradés. Ce sont des plantes pionnières capables de coloniser des sols pauvres grâce à des associations symbiotiques avec des micoorganismes du sol. Certaines espèces sont également très tolérantes au stress salin. L¹objectif de ce projet est d¹étudier les mécanismes de la tolérance au sel chez Casuarina glauca . En particulier, une analyse des changements du transcritpome sera réalisée par séquençage haut débit (RNA-seq) dans la cadre d¹un projet financé par le Joint Genome Institute (JGI, USA). Ce travail est réalisé en collaboration avec l¹Université du New Hampshire (USA) et l¹Institute of Forest Genetics and Tree Breeding (Inde). 

 

 

 

 

 

salma-mohammad-1.jpg SALMA Mohammad

"Utilisation de la cryoconservation pour la conservation et la production de cultures in vitro de palmier dattier (Phoenix dactyliferaImpact de la cryoconservation sur certains paramètres biologiques des cultures"

 

 

  • Encadrants : Florent Engelmann
  • Date de soutenance prévue : 2015

 

Situation du sujet

Le palmier dattier joue un rôle clé dans l’écologie des zones arides et désertiques du Sahara, des pays du Moyen Orient, de la péninsule arabique, ainsi qu’en Iran et jusque dans la vallée de l’Indus au Pakistan. Il a une très grande importance économique et sociologique pour les populations de ces régions, à la fois par sa production propre (dattes et autres produits) et en permettant le développement d’une agriculture oasienne.

La conservation et la production sont confrontées chez cette espèce à des problèmes liés à sa biologie. Pour la conservation, les semences du palmier dattier sont classifiées comme orthodoxes et leur viabilité est très longue. Cependant, ces semences sont hétérozygotes et ne sont donc que d’un intérêt limité puisqu’elles ne permettent que la conservation de gènes et non de génotypes particuliers. Un autre problème concerne la multiplication d’individus sélectionnés, qui est très limitée par le faible nombre de rejets produits au cours de la vie d’un palmier dattier.

L’utilisation des biotechnologies permet de pallier ces difficultés. La culture in vitro (embryogenèse somatique) permet la production de masse de clones issus d’individus sélectionnés. Cette technique est aujourd’hui appliquée à grande échelle dans de nombreux laboratoires industriels. Il est cependant nécessaire de pouvoir conserver les clones ainsi établis, du fait des risques de variation somaclonale, qui augmentent avec le nombre de cycles de culture, et afin d’optimiser la gestion de la production des cultures. La cryoconservation (azote liquide, -196°C) est la seule technique disponible à l’heure actuelle permettant la conservation à coûts et intrants réduits et en sécurité de matériel végétal cultivé in vitro . Des protocoles de cryoconservation ont aujourd’hui été mis au point pour plusieurs centaines d’espèces végétales. Cependant, les études visant à comprendre les mécanismes biologiques et biophysiques mis en jeu au cours d’un protocole de cryoconservation sont encore en nombre limité.

Un protocole de cryoconservation très performant, basé sur la méthode de vitrification en gouttes, a été mis au point récemment pour des masses proembryogènes (Fki et al . 2011). Son application doit permettre de conserver à long terme à la fois les variétés commerciales multipliées à grande échelle et les variétés locales, souvent menacées par la large diffusion des variétés commerciales.

 

Sujet de recherche proposé

Le projet de recherche proposé à Mohammad Salma a pour objectif d’améliorer notre compréhension de l’impact des étapes successives du protocole de cryoconservation utilisé sur la physiologie de cultures in vitro de palmier dattier, en utilisant différentes approches.

Le protocole de cryoconservation mis au point par nos collaborateurs tunisiens sur des masses proembryogènes servira de modèle expérimental pour cette étude. Nous sélectionnerons dans un premier temps des traitements conduisant à une survie élevée, intermédiaire ou faible/nulle, donc des conditions bien maîtrisées et contrastées. En utilisant cet outil expérimental, nous étudierons l’impact des phases successives du protocole en utilisant différentes approches/outils:

  • Approche histo-cytologique : nous étudierons l’effet sur l’intégrité structurale des tissus de la déshydratation des explants avec les solutions cryoprotectrices utilisées (solution de loading, solution de vitrification, solution d’unloading) et de la congélation dans l’azote liquide en réalisant une étude histologique qualitative et quantitative. Nous observerons également l’effet de ces traitements sur la reprise de croissance des cultures. Nous utiliserons des techniques d’histologie classique, permettant une évaluation qualitative, mais aussi des techniques d’analyse d’images, qui permettront une évaluation quantitative de l’effet des traitements. Nous étudierons également la dynamique d’action des traitements avec des solutions cryoprotectrices, au niveau de l’explant entier et au niveau cellulaire, en utilisant la technique de microscopie en temps réel (RTM), qui n’a à ce jour été employée que sur un très petit nombre de modèles végétaux.
  • Approche moléculaire : deux aspects principaux seront abordés dans ce domaine. Nous étudierons l’expression des gènes au cours des différentes étapes du protocole de cryoconservation et au cours de la régénération de vitroplants en utilisant les techniques de transcriptomique. Nous mesurerons également leur effet sur l’intensité de méthylation de l’ADN.

 

Cadre de réalisation

Le travail sera réalisé à l’IRD Montpellier, au sein de l’équipe Dessitrop (Tolérance à la dessiccation et conservation de la biodiversité des plantes tropicales et méditerranéennes), qui appartient à l’UMR DIADE, sous la responsabilité de Florent Engelmann, Directeur de Recherche à l’IRD et responsable de l’équipe Dessitrop. Il s’appuiera sur des collaborations étroites avec différents partenaires à Montpellier (plateforme d’imagerie cellulaire végétale du CIRAD (PHIV), équipe Biologie du développement des palmiers de l’UMR DIADE) et en Tunisie (Equipe du Prof. Nourredine Drira, Laboratoire de biotechnologie végétale, Faculté des Sciences, Université de Sfax). Un stage de formation initiale aux techniques de culture in vitro et de cryoconservation en Tunisie sera organisé pour Mohammad Salma en début de thèse. Des visites régulières des collègues tunisiens à l’IRD sont également prévues. 

 

 

 

SANTA CRUZ Lazaro 

«Influence de la géomorphologie et de l’hydrologie de la déflexion Amotape- Huancabamba sur la diversité et la distribution des palmiers dans les Andes du nord du Pérou»

 

  • Encadrants : Jean-Christophe Pintaud
  • Date de soutenance prévue : 2015

Résumé :

 

 

 

 

 
 

 

taedoumg-hermann-1.jpg TAEDOUMG Hermann

 "Etude biosystemactique du genre Craterispermum (Rubiaceae) en Afrique continentale"

 

 

 

  • Encadrants : Perla Hamon, Bonaventure Sonke (Université de Yaoundé I, Cameroun) et Petra de Block (Jardin Botanique National de Belgique)
  • Date de soutenance prévue : Décembre 2013

Résumé :

Le genre Craterispermum est un genre de la famille des Rubiaceae strictement tropical qui est distribué en Afrique continentale à Madagascar et aux Seychelles. Le genre est mal connu: en l’état actuel des connaissances, il est très difficile d’identifier au niveau spécifique les individus tant sur le terrain que sur du matériel d'herbier. Les espèces du genre se caractérisent par la persistance d'une couleur jaune au niveau des feuilles à l'état sec. Cette couleur résulte de l'accumulation de l'aluminium dans les tissus des parties végétatives, phénomène peu courant dans le monde végétal. Craterispermum est employé de manière empirique par les populations locales pour le traitement de plusieurs maladies (paludisme, diarrhée, maladies vénériennes…). Son écorce produit également une teinture jaune brunâtre pour l’industrie traditionnelle du textile en Afrique de l’ouest. Il question d’acquérir de meilleures connaissances sur ce genre; ce qui pourrait mener à sa prise en compte efficace dans les processus de gestion rationnelle et durables des écosystèmes forestiers tropicaux.

Les objectifs généraux de cette étude multidisciplinaire sont de :

1. réaliser la révision taxonomique du genre Craterispermum (descriptions, illustrations, cartes de distribution et clé de détermination);

2. tester la transférabilité des approches et outils développés sur Coffea et utiliser différents niveaux d’analyses (phylogénie, calcul des paramètres génétiques classiques, comparaison entre les génomes au niveau des populations, études chromosomiques détaillées) pour clarifier les relations entre les différentes espèces et énoncer une hypothèse sur l’évolution de ce genre;

3. faire l’inventaire des utilisations ethnobotaniques du genre (notamment en pharmacopée traditionnelle) en prélude à de futures études pharmacologiques. 

 

 

 

Zango ZANGO Oumarou 

« Etude des variations des rythmes de croissance et élaboration d’un modèle ontogénique et architectural du palmier-dattier (Phoenix dactylifera L.) : cas du Niger au Sahel.»

 

 

  • Directeurs de Thèse : de Reffye Philippe (AMAP-CIRAD) et Bakasso Yacoubou (FST-UAM)
  • Encadrement : Hervé Rey (CIRAD-AMAP) et Jean-Christophe PINTAUD (DIADE-IRD)
  • Date de soutenance : 25 septembre 2016

Résumé :

Le changement climatique en cours impose de fortes contraintes, modifie considérablement la phénologie des variétés cultivées et compromet la performance de certaines variétés élites. Ce changement a lieu simultanément avec la croissance démographique rapide des pays du Sahel. En conséquence, ces pays font face à une insécurité alimentaire chronique, d’où l’intérêt de s’intéresser au palmier dattier (Phoenix dactylifera L.), espèce tolérante des conditions sévères des zones arides, qui peut contribuer à assurer la sécurité alimentaire au Sahel. Ce projet de thèse a pour objectifs d’étudier les rythmes de croissance et les différents paramètres architecturaux des organes reproducteurs du palmier dattier, afin d’élaborer un modèle ontogénique et architectural. La finalité de ce modèle, est de tendre vers un modèle fonctionnel qui pourrait contribuer à la sélection des cultivars afin d’améliorer la résistance de l’espèce et surtout la production des dattes.

Mots clés : Phoenix dactylifera, croissance, modélisation, architecture, production, dattes

 

Thèses soutenues

abbas-naqvi-summar-1.jpg ABBAS NAQVI Summar

 "Diversité génétique du dattier au Pakistan"

 

 

 

  • Directeurs de Thèse : Jean Christophe Pintaud et Iqrar A. Khan (Vice Chancellor, University of Agriculture Faisalabad-Pakistan),
  • Date de soutenance : Décembre 2013

Résumé 

Les dattes représentent la 3ème production fruitière du Pakistan après les agrumes et les mangues.  Le Pakistan fait potentiellement partie du centre d’origine Moyen-Orientale de la domestication du dattier (Phoenix dactylifera L.), mais l’origine et la diversité du pool génétique pakistanais n’ont jamais été étudiées.  Dans le cadre de cette thèse, 170 échantillons de dattiers cultivés dont 75 variétés sont étudiés par une double approche de marquage moléculaire à l’aide de 18 marqueurs SSR et de morphométrie géométrique de la graine. Les données obtenues sont combinées à celles disponibles pour les autres pays phoenicicoles afin de positionner la diversité pakistanaise dans le contexte global. La variabilité chloroplastique est également étudié par le séquençage des locus psbZ-trnfM, rpoB, rpoC1, atpF intron et psbA-trnH. Ces locus ayant été choisis notamment d’après la comparaison des deux séquences complètes du chloroplaste du dattier disponibles (cv ‘Aseel’ du Pakistan et ‘Khalass’ d’Arabie).

 

 

 

abdel-lateif-khalid.png ABDEL-LATEIF Khalid

"Rôle des flavonoides dans la symbiose actinorhizienne: impact de l'extinction par RNAi du gène de la chalcone synthase dans des plantules de Casuarina glauca "

 

 

  • Directeurs de Thèse : Valérie Hocher et Didier Bogusz
  • Date de soutenance : Septembre 2012

Résumé :

Les nodules actinorhiziens résultent de l'interaction entre une bactérie actinomycète fixatrice d'azote, appelée Frankia , et les plantes dites actinorhiziennes qui appartiennent à 8 familles de dicotylédones. Ces plantes sont capables de fixer des quantité d'azote comparables à ce que peuvent fixer les légumineuses. Elles sont capables de croître dans des sols pauvres et perturbés et peuvent se développer dans des environnements difficiles tels que des sols riches en sels ou en métaux lourds, ou encore présentant des pH extrêmes. Cette faculté d'adaptation suscite un intérêt pour certaines de ces espèces, notamment la famille des Casuarinacées. Ces arbres tropicaux sont utilisés en agroforesterie et pour la réhabilitation de sols dans les zones tropicales et sub-tropicales. A l'inverse de la symbiose Légumineuses-Rhizobium, dont les mécanismes moléculaires commencent à être bien décrits, la symbiose actinorhizienne est encore peu connue. L'équipe Rhizogenèse (IRD, Montpellier, UMR232) s'intéresse aux mécanismes moléculaires et cellulaires qui conduisent au développement du nodule actinorhizien.

Les flavonoides sont des métabolites secondaires dérivant de la voie des phenylpropanoides. Ils jouent différents rôle dans les interactions plantes – microorganismes, particulièrement dans les symbioses. Chez les Légumineuses, des flavonoïdes spécifiques excrétés par les racines de la plante interagissent avec la protéine nodD du Rhizobium pour activer la transcription de gènes nod responsables de la synthèse des facteurs Nod. Des travaux récents utilisant une approche d'ARN interférent pour éteindre l'expression du gène de la chalcone synthase chez Medicago truncatula ont confirmé le rôle primordial de ces molécules dans les symbioses Légumineuses (Wasson et al, 2006). Chez les plantes actinorhiziennes, l'implication des flavonoïdes dans la nodulation est peu connue, mais de récents résultats obtenus dans l'équipe ainsi que la similarité des évènements menant la nodulation chez les Légumineuses et chez les plantes actinorhiziennes nous amènent à nous poser la question d'un rôle identique de ces molécules dans la symbiose actinorhizienne.

L'objectif de cette thèse est de comprendre le rôle des flavonoïdes au cours de la symbiose actinorhizienne. Nous proposons pour cela d'utiliser notre système modèle C. glaucaFrankia . Notre approche expérimentale est basée sur l'utilisation de la technique d'ARN interférent pour cibler l'extinction du gène de la chalcone synthase (CHS). Cette enzyme est la première de la voie de biosynthèse des flavonoïdes. Le taux d'extinction de l'expression du gène sera contrôlé par qPCR et une analyse des teneurs en flavonoïdes sera réalisée sur les plantes ARNi. L'effet de l'extinction de l'expression de la CHS sera observé au cours de la nodulation des plantes. 

 

 

akaffou-selastique-1.jpg AKAFFOU Sélastique

"Transfert de l'auto-fertilité et de l'absence de caféine vers Coffea canephora Pierre: Etude de la diversité génétique des hybrides interspécifiques (C. pseudozanguebariae , C. heterocalyx ) x C. canephora et de la modélisation de l’architecture des caféiers."

 

 

  • Directeur de Thèse Perla Hamon et  Arsène Zoro Bi (Université Nangui Abrogoua)
  • Date de soutenance : Decembre 2012 

Résumé:

C. canephora (CAN) est la seule espèce de caféier cultivée en Côte d’Ivoire. La forte teneur en caféine (2,5 % MS) de ses graines et l’amertume de son café boisson déprécient cette espèce. L’espèce sauvage Coffea pseudozanguebariae (PSE), naturellement dépourvue de caféine offre l’opportunité de créer de nouvelles variétés de C. canephora dépourvues ou contenant peu de caféine. Des hybrides F1 et BC1 ont été produits par croisements PSE x CAN et (PSE x CAN) x CAN respectivement. Cette étude porte sur la morphologie, la phénologie de la fructification, les teneurs en caféine et en hétéroside, la fertilité et sur l’analyse moléculaire des hybrides. Les objectifs visés sont de i) rechercher l’hérédité des caractères d’intérêt, ii) étudier les relations entre les caractères, iii) établir une carte génétique du croisement et iv) identifier les QTLs des caractères d’intérêt.

Les résultats montrent que tous les individus F1 et 80 % des BC1 fleurissent tardivement en février comme l’espèce sauvage (PSE). La fertilité et la productivité des hybrides F1 sont très faibles : en moyenne 5 à 13 % des grains de pollen sont viables selon les années ; le taux de fructification est de 9,6 % avec une graine en moyenne par fruit ; P100 est de 8 g et NFN de 7. Ces paramètres ne sont pas restaurés en BC1 comme attendu. Toutefois, une importante variabilité est observée entre individus.

Les individus F1 ont une dimension foliaire intermédiaire entre celles des deux parents. Leur durée de fructification (DF) est en moyenne de 175,5 jours et tous les fruits sont violet-foncé à maturité comme chez l’espèce sauvage (PSE). La teneur en caféine de leurs graines est en moyenne de 0,36 % MS et celle de l’hétéroside de 0,44 en valeur relative. Chez les BC1, la variabilité est très importante pour tous les caractères, avec des moyennes variant généralement du type F1 au type CAN.

L’étude de l’hérédité a révélé que la coloration des fruits à maturité (COLFRT) est contrôlé par un couple d’allèles (R/r), le phénotype violet-foncé domine le rouge. La courte vs. longue durée de fructification est contrôlée par un gène majeur (df ) à deux allèles (df1 et df2 ) co-dominants. L’absence vs. présence de caféine ainsi que l’absence vs. présence d’hétéroside sont gouvernées chacune par un gène majeur à deux allèles, co-dominants (het1 et het2 ) dans le cas de l’hétéroside alors que pour la caféine, la présence (caf2 ) domine l’absence (caf1 ). Les variations entre génotypes à courte ou longue durée de fructification et entre génotypes contenant de la caféine ou de l’hétéroside sont dues à des gènes quantitatifs. Les dimensions foliaires (FOL), VP, NFN et P100 sont régis chacuns par un déterminisme polygénique. L’effet des gènes est additif dans le cas de FOL, DF, RHET et P100, mais s’en écarte dans le cas de CAF, NFN et VP. Les gènes majeurs df et caf sont liés mais indépendants de het et du couple R/r.

L’analyse des relations entre les caractères met en évidence deux facteurs principaux. Le premier est défini par les variables FOL, DF, P100, CAF, NFN et COLFRT, significativement et positivement corrélées entre elles et auxquelles s’oppose RHET ; ce facteur exprime la production. Le deuxième facteur, défini par les variables TF, SSET et VP, correspond à la fertilité.

La carte génétique générée est insaturée, elle comprend 19 groupes de liaisons au lieu de 11 attendus, et couvre une distance génétique de 1955,4 cM. Un total de onze QTLs ont été identifés. Parmi eux, neuf (4 QTLs de VP et 5 de NFN) ont pu être localisés sur les groupes de liaisons alors que deux, 1 de VP et 1 de DF, co-localisent avec des marqueurs indépendants.

Mots clés : Caféiers, Floraison, Hérédité, Caféine, Hétéroside, Poids de 100-graine, Fertilité, Productivité, Carte génétique, QTLs. 

 

canephora-et-pseudozanguebariae-akaffou.jpg

 

 

 

 

amadou-boubacar-2.jpg AMADOU KOUNTCHE Boubacar

"Identification et validation de marqueurs moléculaires associés à la résistance au Striga hermonthica (Del.) Benth. et Caractérisation initiale des mécanismes de résistance chez le Mil [Pennisetum glaucum (L.) R. Br.]"

 

 

  • Directeur de Thèse : Dominique This, Pr. Toudou ADAM (University of Niamey, Niger), Pr. Ibrahim A. AMOUKOU (University of Niamey), Dr. C.T. Hash, Dr. Bettina I.G. Haussmann (ICRISAT-Niamey) et Yves Vigouroux (IRD) 
  • Date de soutenance prévue Novembre 2013

 

Résumé:

Striga hermonthica (Del.) Benth. limite fortement la production du mil au Niger, pays caractérisé par une forte croissance démographique et où les rendements en grains restent très faibles (environ 400-600 kg ha-1). Dans les régions tropicales sujettes au parasitisme, les pertes de rendement dues au Striga peuvent atteindre 100% du fait de l’absence de résistance dans les variétés cultivées et en condition de sècheresse. La sélection pour la résistance au Striga chez le mil cultivé reste encore difficile. Cependant, il est aujourd’hui nécessaire d’identifier des régions génomiques conférant une résistance au Striga chez le mil. Notre objectif réside dès lors dans l’identification et la validation des QTLs, et dans la caractérisation des mécanismes de résistance au Striga . L’identification des bases génétiques de ces résistances permettra alors le renforcement de la résistance des variétés cultivées de mil. Les outils moléculaires sont aujourd’hui disponibles chez le mil et ont prouvé leur efficacité sur d’autres espèces dont le sorgho, riz, maïs et le niébé. Cette avancée devrait permettre d’accélérer le développement de cultivars résistants par le biais de l'adoption d’une stratégie appropriée de sélection assistée par marqueurs (SAM). Car le contrôle génétique par l'utilisation de cultivars résistants offre une mesure pratique et économiquement réalisable soit de façon indépendante ou en tant qu'élément central d'une approche globale de lutte intégrée contre le Striga . 

 

 

 

andrianasolo-domohina0001-1.jpg ANDRIANASOLO Domohina Noromalala

"Modélisation de l'architecture et de la production végétale et génétique des populations naturelles de caféiers à Madagascar. Application à la préservation des ressources génétiques des Mascarocoffea ."

 

 

  • Directeur de Thèse Philippe de Reffye, Sylvie Sabatier (AMAP-Montpellier), Perla Hamon (DIADE-Montpellier) et Jean-Jacques Rakotomala  (FOFIFA-Madagascar)
  • Date de soutenance : Decembre 2012

 

Mots-clefs : diversité génétique ; architecture ; croissance ; Madagascar ; plasticité phénotypique ; capacité d’adaptation ; Greenlab ; modélisation ; Mascarocoffea

Résumé :

Le genre Coffea comprend 103 espèces dont 53 sont endémiques de Madagascar, font partie du groupe des Mascarocoffea Chev. comprenant tous les caféiers sauvages de Madagascar, des îles Mascareignes et de l’archipel des Comores. La déforestation et les activités anthropiques ont toutefois provoqué dans l’île une forte fragmentation de la forêt et modifié les écosystèmes. C’est pourquoi certaines espèces forestières dont les Mascarocoffea sont fortement menacées d’extinction. L’analyse de la capacité adaptative et de la plasticité phénotypique des populations de Mascarocoffea étudiées permettront de déterminer la réponse en termes d’architecture de ces populations au changement rapide de l’environnement. L’approche architecturale, appliquée à la caractérisation des stratégies adaptatives des plantes, est novatrice. Elle permet d’appréhender la plante en vue de la compréhension de sa structure et de son développement dans l’espace et dans le temps La capacité adaptative sera abordée par le biais de deux méthodes complémentaires : la diversité génétique à l’aide de marqueurs moléculaires (microsatellites génomiques et/ou dérivés d’EST) et la variabilité des traits adaptatifs entre populations à niches écologiques différentes.

La diversité génétique représente la réserve de variabilité nécessaire permettant à la population de s’adapter au changement de l’environnement.

Les analyses comparatives aux niveaux architectural, génétique et moléculaire permettront d’établir un modèle d’architecture et de production végétale utilisant le modèle fonctionnel-structurel GreenLab. La comparaison des paramètres génétiques calculés entre les espèces et entre les populations ex situ et in situ permettra de voir si les paramètres génétiques identifiés peuvent être intégrés dans le modèle de développement.

L’évaluation de la variabilité ou la stabilité des paramètres du modèle permettra de piloter via le génotype ou via les facteurs de l’architecture la production de la plante. Des études de l’architecture des caféiers cultivés : C. canephora et C. arabica ont été déjà faites (De REFFYE, 1979) mais aucune étude sur la diversité génétique et architecturale n’a encore été menée sur les Mascarocoffea.

Le potentiel de croissance des plantes dans leur environnement naturel dépend de la diversité génétique et de la plasticité phénotypique qui leur permet de s’ajuster à l’hétérogénéité spatio-temporelle, minimisant ainsi les effets du stress.

Quatre espèces (une ou deux populations par espèce) ont été étudiées à Madagascar dans trois situations (1) en collection ex situ , (2) in situ : forêt humide ou sèche et (3) sur deux sites expérimentaux dédiés 

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auguy-1a.jpg AUGUY Florence

«Identification de gènes impliqués dans la tolérance au Plomb chez la brassicacée, Hirschfeldia incana»

  • Directeur de Thèse Patrick Doumas
  • Date de soutenance : Decembre 2012

 

L’exploitation, puis l’abandon, des sites miniers, dans l’oriental marocain, a entraîné une importante pollution des zones avoisinantes, générée par la dispersion de déchets riches en Pb. Pour résoudre ce problème, des programmes de phytomanagement sont à développer. Cependant, la réalisation de ces projets se heurte à deux contraintes : une faible diversité des plantes métallophytes et une méconnaissance des mécanismes de la tolérance au Pb.
Dans ce contexte, l’objectif de ce travail de thèse a été de sélectionner une ou des plantes susceptibles d’entrer dans un programme de phytoremédiation et d’identifier des gènes impliqués dans la tolérance au Pb.

Dans un premier temps, l’analyse des sols et des résidus miniers a révélé une importante contamination polymétallique du site d’étude. Des prospections floristiques ont ensuite permis d’identifier une plante de la famille des Brassicacées, Hirschfeldia incana, prédominante sur les sites miniers pollués et qui accumule le Pb. L’accumulation du Pb chez H. incana a été confirmée en conditions contrôlées et une stratégie «gène candidat» a montré l’implication dans la tolérance au Pb de deux gènes, l’un codant pour une métallothionéine MT2a et l’autre pour un transporteur membranaire HMA4. Enfin, la comparaison des transcriptomes d’H. incana et d’A. thaliana a abouti à l’édification d’une liste de gènes candidats susceptibles d’être impliqués dans la tolérance au Pb. L’analyse fonctionnelle de quatre de ces gènes, codant pour une ferritine, une métallothionéine, une protéine fixatrice du cuivre et une défensine, a précisé leur rôle dans la tolérance au Pb.

Mots clés Hirschfeldia incana, plomb (Pb), tolérance, déchets miniers, pollution, phytoremédiation, Arabidopsis thaliana, transcriptome, Maroc. 

 

 

 

benabdoun-meriem.jpg BENABDOUN Meriem

«Étude moléculaire des étapes précoces de la symbiose actinorhizienne Casuarina-Frankia: analyse fonctionnelle des gènes de la plante hôte contrôlant l’infection».

 

 

  • Directeurs de Thèse : Claudine Franche, Nadia Ykhlef and Hassen Gherbi
  • Date de soutenance : juin 2012

Étude moléculaire des étapes précoces de la symbiose actinorhizienne Casuarina-Frankia : analyse fonctionnelle des gènes de la plante hôte contrôlant l’infection Plus de 80% des plantes peuvent établir une symbiose racinaire avec des champignons de l’ordre des Glomales et former des endomycorhizes à arbuscules (AM). En revanche, seules certaines espèces appartenant à dix familles d’angiospermes réunies dans le Clade des Eurosidées I peuvent établir une symbiose racinaire fixatrice d’azote. Il s’agit d’une part, des plantes de la famille des légumineuses (Fabacées) et de Parasponia associées à Rhizobium et d’autre part, des plantes actinorhiziennes associées à l’actinomycète Frankia. Comme chez les légumineuses, la symbiose actinorhizienne aboutit à la formation de nodosités (ou «nodules»), siège de la fixation d’azote par les bactéries. Cependant, contrairement aux nodules des légumineuses, le nodule actinorhizien présente une structure et un développement s’apparentant aux racines latérales. L’étude des nodosités actinorhiziennes est donc particulièrement intéressante tant pour rechercher les spécificités de cette symbiose, que pour déterminer quelles sont les caractéristiques communes avec les légumineuses. Nous avons étudié le rôle du gène CCaMK dans le processus symbiotique et l’organogenèse nodulaire chez l’arbre actinorhizien Casuarina glauca. CCaMK code pour une protéine kinase dépendante du calcium et de la calmoduline («calcium and calmodulin dependent protein kinase»). Dans la cascade de signalisation conduisant à la nodulation et à la mycorhization chez les légumineuses, ce gène est positionné en aval des oscillations calciques («calcium spiking») qui ont lieu durant les premières étapes de l’interaction symbiotique. CCaMK jouerait un rôle dans la perception et le décodage des oscillations calciques, ainsi que leur transduction aux différents composants contrôlant les endosymbioses racinaires. Nous avons suivi l’expression spatio-temporelle de la fusion transcriptionnelle PromCgCCaMK::GUS au cours de la nodulation et montré que celle-ci était corrélée à la présence de Frankia tout au long du processus symbiotique, soulignant ainsi le rôle clé de CCaMK dans l’infection. Par ailleurs, nous avons cherché à déterminer l’importance du domaine autoinhibiteur de la protéine CCaMK dans l’activation du processus d’organogenèse du nodule. Pour cela, nous avons réalisé et introduit chez C. glauca des constructions géniques de CgCCaMK permettant l’expression de formes tronquées constitutivement actives, car dépourvues du domaine autoinhibiteur/CaM. Nous avons aussi utilisé des formes tronquées du gène MtCCaMK de Medicago truncatula. L’expression de ces formes tronquées de CCaMK a révélé que la levée de l’autoinhibition induit la formation de nodules spontanés indépendamment de l’actinobactérie Frankia. Les résultats obtenus suggèrent que la protéine dérégulée est capable de réactiver la voie de signalisation, ainsi que les gènes situés en aval de CCaMK, qui sont nécessaires à l’organogenèse nodulaire.

Mots clés : Casuarina glauca, Frankia, CCaMK, infection, autoinhibition, nodules spontanés

 

 

 

castano-felipe-1.jpg CASTANO Felipe

 

 "Différenciation sexuelle des palmiers : étude comparative des groupes dioïques et monoïques au sein de la tribu Chamaedoreeae"

 

 

 

  • Encadrants et Co-responsables : James Tregear (en collaboration avec G. Galeano/X. Marquinez, UN Bogotá et F. Stauffer, CJB Genève)
  • Date de soutenance : Novembre 2014

Résumé :

Les palmiers constituent l'une des familles de plantes les plus importantes, d'un point de vue économique et humain, des pays tropicaux. La floraison des palmiers joue un rôle fondamental dans leurs adaptations écologiques mais aussi dans la productivité des exploitations agronomiques. Les palmiers produisent majoritairement des fleurs unisexuées mâles ou femelles. Les espèces monoïques produisent des fleurs mâles et femelles sur un même individu alors que les dioïques consistent en des plantes mâles et femelles distinctes. Dans ce projet, il est proposé d'étudier ce phénomène au sein du tribu Chamaedoreeae présent principalement en Amérique Latine. Dans ce groupe, deux lignées dioïques, représentées par les genres Chamaedorea et Wendlandiella, ont évolué de manière indépendante à partir d'un ancêtre monoïque, représenté aujourd'hui par les genres HyophorbeGaussia et Synechanthus .

Ce projet consistera en :

  • Une étude comparative du développement floral de chaque lignée, en utilisant différentes techniques de microscopie disponibles.
  • Une recherche de gènes susceptibles d'intervenir dans le dimorphisme sexuel en profitant des ressources transcriptomiques disponibles à Montpellier
  • Des études de la régulation spatiale de l'expression de ceux-ci afin d'obtenir de nouvelles connaissances sur l'évolution du dimorphisme sexuel

 

 


castillo-karina-2-1.jpg CASTILLO Karina

 "Étude de l'expression différentielle du transcriptome en relation avec la détermination du sexe chez le palmier dattier (Phoenix dactylifera L.)"

 

 

 

  • Encadrants : Frédérique Aberlenc et Alejandro Maass (Centre du Modélisation Mathématique, Université du Chili)
  • Date de soutenance : Novembre 2014

Résumé :

Le palmier dattier étant dioïque, les fleurs mâles et femelles sont portées par des individus différents. Sa reproduction par graines fournit une descendance dont seule la moitié des individus sont des femelles et produisent des fruits. Or, étant donné la longueur de la phase végétative de celui-ci, il est nécessaire d’attendre 6 à 8 ans l’induction des premières floraisons pour connaître le sexe des plants.

Connaître le sexe du palmier dès son plus jeune âge, permettrait aux agriculteurs de pouvoir sélectionner les pieds femelles et ainsi de limiter les coûts de plantation liés à la culture des pieds mâles improductifs.  De manière égale, l’identification précoce du sexe ouvrirait de nouvelles perspectives pour mettre en œuvre des programmes d’amélioration génétique par croisements contrôlés.

C'est pourquoi, comprendre les processus cellulaires et moléculaires qui contrôlent la détermination du sexe chez cette espèce est l'objectif de ce projet de thèse. Pour cela, nous ferons une analyse transcriptomique pour identifier les gènes exprimés pendant la floraison chez les deux sexes du palmier dattier, afin de construire les voies de signalisation impliquées dans le processus de différenciation sexuelle chez cette espèce. 

 

 

 

cherif-amira0001.jpg CHERIF Emira

 "Indentification de marqueurs du sexe et évolution des chromosomes sexuels chez le palmier dattier"

 

 

 

  • Encadrants : Frédérique Aberlenc et Amel SALHI-HANNACHI, Salwa ZEHDI, LGMIB, Faculté des Sciences de Tunis 
  • Date de soutenance : Avril 2013

Résumé 

La stricte séparation des sexes est largement répandue dans le monde animal en revanche, chez les plantes la dioécie est très rare. La différenciation et l'évolution des chromosomes sexuels est par conséquent un aspect important de l’étude des plantes dioïques, notamment chez le palmier dattier. Chez cette espèce, seules les femelles productrices de dattes présentent un intérêt agronomique. Cependant, il est impossible de déterminer le sexe des individus avant l'âge reproductif, et le mécanisme de détermination du sexe est toujours inconnu. Afin de caractériser des marqueurs précoces du sexe chez le palmier dattier nous avons mené une étude génétique à l’aide de marqueurs microsatellites en suivant une approche populationnelle. Cette approche a permis l’identification de trois loci liés au sexe qui génèrent des allèles males spécifiques permettant la discrimination du sexe à 100%. Ceci  nous a permis également de  confirmer l'existence d'un système chromosomique XY avec une région XY non-recombinante dans le génome du palmier dattier. De plus, une très faible diversité associée aux haplotypes Y est générée par ces loci, ce qui est cohérent avec une transmission paternelle clonale de la région non-recombinante mâle. Les résultats obtenus permettent d’établir le palmier dattier comme un modèle biologique possédant des chromosomes sexuels parmi les plus anciens rencontrés chez les angiospermes.

 

 

 

 

dias-elaine-1.jpg DIAS SILVA Elaine

"Analyse de la diversité et l'expression des rétrotransposons actifs chez les caféiers"

 

 

 

  • Encadrants : Alexandre de Kochko, Claudia Carareto et Romain Guyot
  • Date de soutenance : Decembre 2014

Résumé :

L'utilisation de rétrotransposons (RTs) en tant que marqueurs moléculaires contribue à la compréhension de l'organisation et à la dynamique à grande échelle du génome. Plusieurs caractéristiques des RTs en font de bons marqueurs moléculaires, telles que l’activité d'intégration, la maintenance et la dispersion dans le génome, ainsi que la présence de structures et motifs conservés dans leurs séquences. L'utilisation de ces séquences répétées en tant que marqueurs moléculaires a contribué à une meilleure compréhension de la dynamique évolutive des génomes, en particulier en ce qui concerne les génomes polyploïdes. Le genre Coffea est remarquable pour son importance économique et la vaste gamme d'espèces et cultivars disponibles. Ce projet vise à évaluer l'utilisation de RTs actifs, avec différents niveaux en tant que marqueurs moléculaires dans les six espèces du genre Coffea : l’hybride allotétraploide (C. arabica), ses espèces parentales (C. canephora et C. eugenioides ) et trois espèces apparentées (C. heterocalyxC. pseudozanguebariae et C. congensis). Il en est de même des cultivars de C. arabica qui ont été exposés à différentes conditions de stress biotiques (parasites) et abiotiques (sécheresse). Pour cela, la structure et les profils d'expression des RTs sélectionnés seront caractérisés, ils seront utilisés comme marqueurs moléculaires potentiels. De ce fait, ce projet contribuera à la caractérisation et l'évaluation de la diversité génétique des rétrotransposons chez les caféiers, et aidera à mieux comprendre les effets des stress abiotique et biotique sur l'activité des RTs. En outre, nous obtiendrons une meilleure compréhension quant à l'évolution des séquences répétées dans les génomes polyploïdes.

Mots-clés : Rétrotransposons ; Coffea ; marqueur moléculaire. 

 

 

 

 

 

fahr-mouna-1.jpg FAHR Mouna

"Diversité de l’hyperaccumulation du plomb chez Hirschfeldia incana (Brassicacée du Maroc) : Perspectives pour la phytoremédiation"

 

 

  • Directeur de thèse : Didier Bogusz et Najib Bendaou (Faculté des Sciences de Rabat)
  • Date de soutenance : Décembre 2013

Résumé:

Au Maroc, plusieurs dizaines de gisements miniers riches en Pb, concentrés dans la partie orientale du pays (région d’Oujda, Figuig et Er Rachidia), sont exploités depuis le début du XXème siècle. Ces activités extractives très polluantes ont rapidement eu un impact négatif sur l'environnement et la santé. La pollution par les métaux lourds peut affecter l’écosystème de manière irréversible si des mesures adéquates ne sont pas prises rapidement.

La phytoremédiation est l’utilisation des plantes tolérantes et accumulatrices pour l’assainissement des eaux et des sols contaminés par les polluants organiques et inorganiques y compris les métaux lourds (Krämer, 2005). En plus de sa capacité à accumuler des grandes quantités de métaux, une plante idéale pour la phytoremédiation doit posséder une biomasse importante, une croissance rapide et être parfaitement adaptée aux conditions édaphoclimatiques des zones polluées. La connaissance des mécanismes physiologiques et du déterminisme génétique de l’hyperaccumulation des métaux apporterait des éléments nouveaux et permettrait une meilleure gestion du patrimoine génétique et de la diversité naturelle pour l’assainissement et la revalorisation des écosystèmes par phytoremédiation.

Ainsi, le projet de thèse a pour objectif de contribuer à l’identification des bases moléculaires de la tolérance et de l’hyperaccumulation de métaux lourds, en prenant Hirschfeldia incana , une brassicacée accumulatrice de Pb issue des zones contaminées du Maroc orientale, comme modèle d’étude.

Le projet se déclinera en trois parties étroitement complémentaires :

  • Caractérisation physiologique de la tolérance et l’accumulation du Pb chez des populations M et NM de H. incana
  • Analyse intra et inter population des séquences de gènes candidats impliqués dans la tolérance et l’accumulation des métaux chez les plantes.
  • Validation des gènes candidats par analyse d’expression et génétique inverse

 

 

 

gros-balthazard-muriel-1.jpg GROS-BALTHAZAR Muriel

"Sur les origines, l’histoire evolutive et biogéographique du palmier-dattier (Phoenix dactylifera L.) : l’apport de la génétique et de la morphométrie"

 
 
 
 
  • Directeur de thèse: J.F. Terral (Centre de Bio-Archéologie et d'écologie/UM2) et Jean-Christophe Pintaud
  • Date de soutenance : Decembre 2012

Résumé:

Le palmier dattier (Phoenix dactylifera ), clé de voûte des agrosystèmes oasiens, est fondamental dans l’économie de subsistance des sociétés humaines traditionnelles, actuelles et passées. L’histoire de sa domestication demeure cependant mal connue. La culture du dattier, dont la première attestation remonte à la fin du 4ème millénaire BC à l’intérieur de la péninsule d’Oman, est mise en évidence tout au long du 3ème millénaire BC. Dès lors et surtout à partir du 2ème millénaire BC jusqu’au début de l’ère chrétienne, la palmeraie oasienne se développe partout autour du golfe persique et en Afrique saharienne, particulièrement en Egypte. Malgré cela, le centre d’origine du dattier est imprécis car aucune population sauvage n’est identifiée avec certitude.

Ce sujet de thèse vise à :

  • identifier avec certitude l’ancêtre sauvage du dattier
  • caractériser la diversité variétale actuelle et passée du palmier dattier
  • comprendre les mécanismes de sa domestication et évaluer le rôle de l’hybridation interspécifique dans la création variétale
  • dater et situer géographiquement les origines de sa domestication,
  • identifier les centres de diversification et reconstruire les voies de dispersion des formes domestiquées.

Il est mené à travers des approches couplées, génétique et morphométrique. 
L’analyse morphométrique de graines archéologiques de dattes, comparés à un important référentiel actuel, permet d’accéder à certains aspects de la variabilité morphologique et ainsi de suivre l’évolution et l’histoire biogéographique de l’agrobiodiversité de l’espèce en relation avec la migration des populations humaines. 
L’étude de la structure génétique actuelle du dattier permet également de faire des inférences sur son évolution passée, certaines relations génotype-phénotype permettant de retrouver des variétés précises dans le registre archéologique. 

Bibliographie

Gros-Balthazard M., Newton, N., Ivorra S., Tengberg M., Pintaud J.-C., Terral J.-F. (sous presse). Origines et domestication du palmier-dattier (Phoenix dactylifera L.): état de l’art et perspectives d’étude. Anthropobotanica.

 

 
 
 

 

andres-gutierrez.jpg GUTIERREZ Andres

"Analyse fonctionnelle du locus S1, un gène majeur impliqué dans la barrière reproductive qui sépare les espèces africaines et asiatiques cultivées du riz."

 

 

  • Directeur de thèse : Mathias Lorieux (IRD, Montpellier – CIAT, Colombie), Hélène Adam, Stéphane Jouannic (IRD, Montpellier)
  • Date de soutenance Decembrer 2014

Résumé:

L’espèce du riz Africain (O. glaberrima) est une source de gènes utiles pour l’amélioration du riz. Cependant, la barrière de stérilité hybride entre O. sativa et O. glaberrima empêche leur exploitation entière. Les gènes candidats (gènes F-box) au niveau du locus S1 ont  été déjà identifiés comme les principaux facteurs impliqués dans cette barrière reproductive. Bien que la validation fonctionnelle n’a pas encore été confirmée. L’objectif principal de cette thèse est de déterminer la fonction de ces facteurs, récemment identifiés sur le locus S1, qui provoquent la stérilité féminine dans des hybrides Fchez les espèces du riz Asiatique et Africain. Pour atteindre cet objectif, le knockout ou la sous-regulation des gènes F-box, un étude cytologique détaillé des gamétophytes, ainsi que l'évaluation phénotypique de la stérilité seront effectués. Avec ses approches, nous esperons identifier et determiner la fonction du gène responsable de la stérilité féminin dans les hybrides F1. Les résultats obtenus dans le cadre de ce projet seront très utiles pour mieux comprendre les barrières de stérilité interspécifiques et aussi pour développer des stratégies visant à mieux exploiter les espèces du riz Africains dans des programmes d’amélioration genetique.

 
 


imanishi-leandro-ok-1.jpg IMANISHI Leandro

"Bases communes des la symbiose actinorhizienne: analyse comparative entre Discaria trinervis et Casuarina glauca "

 

 

 

  • Directeur de thèse : Sergio Svistoonoff et L. Wall (Professeur Universidad Nacional de Quilmes, Bernal, Argentine)
  • Date de soutenance prévue : Septembre 2013

Résumé :

Discaria trinervis est une plante actinorhizienne originaire de Patagonie capable d’établir une symbiose fixatrice d’azote avec une bactérie filamenteuse du sol, Frankia . C’est un système original de par son mode d’infection (intercellulaire, primitif) et la position phylogénétique de D. trinervis (Rosale) parmi les plantes fixatrices d’azote. Ce projet de thèse a pour but dans un premier temps de développer des outils moléculaires pour D. trinervis : la mise au point de protocoles d’extraction d’acides nucléiques, de banques d’ADN génomique et d’ADNc et surtout d’un protocole de transformation génétique. Ces outils seront utilisés dans un deuxième temps dans une étude comparative des mécanismes moléculaires gouvernant l’infection bactérienne symbiotique entre d’une part D. trinervis et d’autre part la légumineuse modèle Medicago truncatula ou l’arbre actinorhizien Casuarina glauca , toutes deux des plantes infectées par voie intracellulaire. Plus particulièrement ce projet sera focalisé sur l’étude de promoteurs de gènes connus pour intervenir dans l’infection intracellulaire chez C. glauca (Cg12, Aux1) ou chez M. truncatula (MtEnod11) et sur la caractérisation fonctionnelle de gènes codant les récepteurs potentiels de molécules de signalisation de Frankia (NFP). 

 

 

 

KOITA Kadidia 

«Tests de l’activité antifongique et analyse phytochimique des extraits de plantes locales du Burkina Faso pour le contrôle des maladies foliaires de l’arachide (Arachis hypogaea L.)»

  • Directeur de thèse : Pr. Philippe Sankara, Claudine Campa, Yves Baissac
  • Date de soutenance : Juillet 2013

Résumé :

Ce travail s’est proposé d’étudier les propriétés antifongiques de quelques extraits aqueux de plantes locales pour le contrôle des maladies foliaires de l’arachide. Une évaluation in vitro a permis de mettre en évidence l’efficacité antifongique des extraits de Lippia multiflora Moldenke, Boscia senegalensis (Pers.) Lam, Ziziphus mucronata Willd., Azadirachta indica A. Jus. et Securidaca longepedonculata L.. Ces extraits de plantes ont été testés sur Cercospora arachidicola Hori., Phaeoisariopsis personata (Berk. et Curt.) et Puccinia arachidis Speg., respectivement champignon responsable, de la cercosporiose précoce, de la cercosporiose tardive et de la rouille de l’arachide. Les spores de cercosporioses ont affiché un taux d’inhibition de germination de 38 à 100% contre 4 à 71% pour les urédospores de la rouille.
Les tests au champ, menés de 2009 à 2011, à Gampêla et à Niangoloko (Burkina Faso) ont permis d’évaluer l’impact du traitement des extraits aqueux de plantes sur l’évolution de la maladie, sur la défoliation ainsi que sur les composantes du rendement. Un accroissement substantiel du rendement des gousses a été observé sur les parcelles traitées. Le traitement à base des extraits aqueux de Lippia multiflora a présenté le rendement le plus élevé avec 3 231 kg/ha pour la variété TS31-1 en 2011.
L’analyse phytochimique réalisée à l’IRD de Montpellier (France) sur les extraits aqueux de Lippia multiflora et de Ziziphus mucronata a permis de mettre en évidence plusieurs molécules reconnues antifongiques dont le verbascoside, le samioside, la quercétine et la rutine.

 

 

lavenus-julien-ok-1.jpg LAVENUS Julien

"Contrôle hormonal du développement de la racine latérale chez Arabidopsis thaliana "

 

 

 

  • Encadrants : Laurent Laplaze (IRD), Malcolm Bennett (UoN) et Soazig Guyomarc'h (UM2)
  • Date de soutenance : OCtobre 2013

Résumé :

L'architecture racinaire joue un rôle crucial pour la captation des ressources du sol par les plantes. Elle est déterminée par deux facteurs, la croissances des racines d'une part et leur ramification par formation de racines latérales d'autres part. Les approches génétiques ont permis de caractériser au cours de ces dix dernières années un certain nombre de gènes contrôlant l'initiation et l'organisation des primordium de racines latérales chez Arabidopsis . Les approches de génétiques ne permettent cependant pas d'identifier rapidement et à large échelle la structure du réseau de gène contrôlant l'organogénèse des RL. Pour réaliser cette tache, une approches de biologie des système a été choisie. Elle consiste à inférer par une méthode statistique la structure du réseau de gène à partir d'une série temporelle de donnée transcriptomique générée dans l'équipe de Nottingham et dans un second temps à valider expérimentalement les prédictions. Pour cela, un nouvel algorithme de reconstruction de réseau de gènes a été développé et utilisé pour inférer un réseau de 80 gènes connus pour être impliqués dans le développement racinaire. La plupart des interactions connues sont recouvrées avec succès par l'algorithme et la structure globale du réseau est en accord avec les connaissances actuelles. Les prédictions concernant les cibles de deux facteurs de transcriptions jouant un rôle majeur dans l'organogénèse des RL ont été testée grâce à un second jeu de données transcriptomiques (Fukaki et al, communication personnelles). Ceci a montré que l'algorithme présente très bonne sensitivité (>50%) et une excellente spécificité (>98%) pour ces deux gènes du moins. L'objectif est maintenant de valider ces prédictions. Pour cela les profiles d'expression spatio-temporels d'un petit nombre de gènes clés seront analysés en fond génétiques sauvage et mutant. De plus, des expériences de ChIP-PCR devraient permettre de déterminer si ces interactions sont directes. 

 

 

 

le-thi-van-anh3-1.jpg LE Thi Van Anh

"Recherche de gènes régulés par CRL1, un facteur de transcription contrôlant le développement des racines adventives chez le riz, et étude de leur diversité génétique."

 

 

  • Directeur de thèse : Pascal Gantet
  • Date de soutenance : Avril 2013

Résumé :

 

Le riz est la première céréale pour l’alimentation humaine. Il est consommé par plus de la moitié de la population mondiale (Khush, 2005). Parmis 4 types de riziculture, celle irriguée occupe la plus grande surface (53%) et présente le meilleur rendement (75% de la production mondiale). Cependant, ce type de riziculture est très gourmand en eau : il faut environ 5 tonnes d’eau pour produire 1 kg de riz.

A cause de l'augmentation de la population, de la pollution de l'environnement, le développement de la riziculture est aujourd’hui limité par la diminution des surfaces de culture, la contamination des sols par le sel liée aux remontées d’eau de mer dans les deltas et la limitation des ressources en eau. Il est alors devenu nécessaire de développer des variétés de riz à haut rendement mais aussi tolérantes à la contrainte hydrique pour maintenir un bon niveau de production avec moins d’eau disponible. Dans ce but, il est nécessaire d'améliorer le développement de l’appareil racinaire afin que la plante puisse mieux utiliser les ressources hydriques du sol et ainsi éviter le stress hydrique. Des racines plus profondes et plus ramifiées permettent à la plante d’accéder plus facilement à l’eau dans le sol. Dans le but d’identifier des déterminants géniques de la mise en place de l'appareil racinaire, nous avons choisi d’étudier les réseaux de régulation de gènes qui contrôlent le développement racinaire.

Des recherches ont montré que CRL1 est un facteur transcription, contrôlant très en amont le réseau de régulation de gènes qui contrôle le développement de racines adventives chez le riz.

Mon sujet de thèse est de rechercher des gènes régulés par CRL1 et d'étudier leur diversité nucléotidique en corrélation avec le développement racinaire dans une collection de variétés de riz Vietnamien. 

 

 

 

markovic-z.jpg MARKOVIC Zvjezdana

"Cryoconservation et cryothérapie d’apex de vigne"

 

  • Directeur de thèse : Florent Engelmann et Jasminka Kontic (Univ. Zagreb, Croatie), co-tutelle France/Croatie
  • Date de soutenance : Décembre 2013

Résumé :

La vigne (Vitis L.) est une culture de grande importance économique pour la Croatie. Une étude portant sur l'étendue des maladies virales de la vigne dans les régions viticoles de Croatie a révélé que les virus étaient très largement répandus et que l'on ne trouvait qu'une faible proportion de pieds exempts de virus. Chez certains cultivars natifs, qui sont souvent négligés, on ne trouve pas une seule plante saine.

La cryoconservation (azote liquide, -196°C) est la seule méthode permettant la conservation à long terme, en sécurité et à coûts réduits, des ressources génétiques d'espèces à multiplication végétative telles que la vigne. En effet, à cette température, les divisions cellulaires cessent et les processus métaboliques et physiques sont très fortement ralentis. Il est donc possible de conserver le matériel biologique sans modification ni altération pendant des durées très importantes. Différentes techniques de cryoconservation ont déjà été expérimentées avec succès avec des apex prélevés sur des vitroplants de vigne.

Il a été montré récemment que l'on pouvait également utiliser la cryoconservation pour éliminer les virus, processus dénommé cryothérapie. La cryothérapie repose sur une sélection cellulaire opérée par la congélation dans l'azote liquide, les cellules méristématiques, qui ne contiennent généralement pas de virus, survivant à la cryoconservation alors que les cellules plus différenciées, qui contiennent des virus, sont détruites au cours de la congélation. Chez la vigne, la cryothérapie a ainsi permis l'élimination du virus A (GVA).

La cryoconservation apparaît donc comme un moyen efficace pour à la fois éliminer les virus chez les cultivars intéressants de vigne et les conserver à long terme.

Le projet de thèse de Zvejzdana Markovic comporte trois objectifs principaux:

  • Optimiser la cryoconservation d'apex de vitroplants de cultivars croates de vigne. Cette étape comprendra la comparaison de différentes techniques de cryoconservation (encapsulation-désshydratation, vitrification, encapsulation-vitrification, vitrification en gouttes). L'impact de différentes paramètres de ces protocoles sur la survie et l'intégrité structurale des apex sera étudié. Après une formation initiale à Montpellier, les essais seront réalisés en Croatie. L'étude de l'impact des traitements sur l'intégrité structurale des apex sera effectuée à Montpellier sur du matériel préparé en Croatie.
  • Comparer l'efficacité de différentes techniques d'éradication des virus. La technique «classique» d'élimination des virus qu'est la culture de méristèmes, utilisée, ou non, en combinaison avec la thermothérapie, sera comparée avec la cryothérapie, utilisée, ou non, en combinaison avec la thermothérapie, appliquée au préalable sur les vitroplants. Les techniques ELISA et PCR seront utilisées pour la détection des virus. Ces essais seront réalisés en Croatie, où les techniques de détection des virus sont disponibles.
  • Etudier la localisation des virus dans les apex après différents traitements, en utilisant les techniques d'immunolocalisation. Cette partie des travaux sera réalisée à Montpellier, au travers d'une collaboration entre l'IRD et le CIRAD (plateforme d'analyse d'images PHIV).

Ce travail permettra d'obtenir des résultats originaux et novateurs sur: 1) l'impact de différents paramètres des protocoles de cryoconservation sur l'intégrité structurale des apex, 2) l'efficacité des différentes techniques d'éradication des virus (culture de méristèmes, thermothérapie, cryothérapie), 3) la localisation des virus dans les apex de vigne en fonction des différents traitements grâce à l'immunolocalisation. Au niveau appliqué, ce travail permettra le production de cultivars de vigne exempts de virus, qui pourront être utilisés pour la diffusion et l'échange de matériel végétal et l'établissement d'une cryobanque de cultivars croates de vigne.

L’équipe s’intéresse à l’étude des mécanismes de tolérance à la dessiccation et à la cryoconservation des tissus et organes végétaux des plantes méditerranéennes et tropicales, et, plus largement aux diverses applications potentielles de la cryoconservation. Dans ce contexte, le sujet de la thèse de Zvjezdana Markovic, qui est centré sur l’utilisation de la cryoconservation pour l’élimination des virus (un processus appelé cryothérapie) chez la vigne, revêt une importance particulière. En effet, l’accumulation des virus qui se produit chez de nombreuses espèces végétales méditerranéennes et tropicales du fait de leur mode de multiplication par voie végétative, représente une menace importante pour la conservation des ressources génétiques de ces espèces. Les résultats produits dans le cadre de la thèse de Zvjezdana Markovic seront donc d’un intérêt immédiat pour ces espèces. 

 

 

 

manuel-marin-15cm-1.jpg MARÍN BRAVO Manuel

 "Fibre foliaire de Astrocaryum chambira Burret (Arecaceae ) et d’espèces voisines, caractérisation histologique et physico-chimique"

 

  • Directeur de thèse : Francis Kahn
  • Date de soutenance : Décembre 2012

Résumé :

L’anatomie et les propriétés physico-chimiques de la fibre commerciale du palmier Astrocaryum chambira sont analysées et comparées à celles de plusieurs espèces du même genre afin de comprendre pourquoi cette fibre est si communément extraite et utilisée en Amazonie occidentale, aire de répartition de l’espèce. La fibre de chambira se compose de faisceaux et fibres non-vasculaires qui adhèrent fortement à l’hypoderme adaxial. Les fibres non-vasculaires sont longues et présentent une haute teneur en cellulose; l’ultrastructure des parois cellulaires montre trois sous-couches bien différenciées. L’épaisseur de la fibre de chambira et sa force de tension ont des valeurs plus élevées que pour les fibres extraites à partir des folioles des autres espèces. Au terme de l’étude, la fibre de chambira présente des caractéristiques proches à certaines fibres végétales utilisées par l’industrie. 

 

 

 

MOLINA Natalia 

«Ecologie fonctionnelle, conservation et gestion des ecosystèmes terrestres de la Reserve Ecologique d’Arenillas (Equateur)»

  • Encadrants : Jean-Christophe Pintaud 
  • Date de soutenance : 2014

Résumé :

 

 

 

 

 

moussouni-souhila.jpg

MOUSSOUNI Souhila 

"Structure de la diversité génétique nucléaire et chloroplastique du palmier dattier en Algérie"

 

  • Encadrants : Nadia Boughedoura et Jean-Christophe Pintaud 
  • Date de soutenance : 2013

Résumé :

L’Algérie possède une riche diversité phénicicole largement distribuée dans les régions subméditerranéenne et saharienne du pays. Un millier da variétés dattières sont recencées pour l’ensemble de l’Algérie. Cependant, ces variétés n’ont pas fait l’objet d’une évaluation systématique, en particulier au niveau génétique, très peu d’entre elles ont été étudiées jusqu’à présent (Deglet Nour, Thorry). Pour cette étude, un echantillonnage de 450 individus de Phoenix dactylifera représentant 150 variétés provenant de 11 oasis de l’est, du centre et de l’ouest du pays a été constitué. Ce matériel est génotypé à l’aide de 18 marqueurs microsatellites nucléaires et de deux marqueurs chloroplastiques (un minisatellite et une SNP). La diversité génétique variétale et sa structuration géographique sont étudiées, et une clè de determination génétique des cultivars est réalisée à l’aide de 7 marqueurs. De plus, un ensemble de locus chloroplastiques est séquencé chez 12 variétés ayant le chlorotype dit oriental (originaire d’Asie) et 12 variétés ayant le chlorotype dit occidental (originaire d’Afrique) afin de caractériser la divergence entre ces deux génomes. 

 

 

 

OLIVEIRA José 

« Phylogénie de la sous-tribu Mauritiinae et variabilité de Mauritia flexuosa (Arecaceae) »

 

  • Encadrants : Rina Ramirez. et Jean-Christophe Pintaud 
  • Date de soutenance prévue : 2013

 Résumé :

La sous-tribu des Mauritiinae, composée de 3 genres et 7 espèces, est le seul groupe Néotropical de la sous-famille des Calamoideae, laquelle contient en particulier les rottins d’Afrique et d’Asie. A la différence de ceux-ci, les Mauritiinae sont arborescent et ont des feuilles palmées. Une espèce fruitière, Mauritia flexuosa, est en cours de domestication. Bien qu’il s’agisse d’un groupe numériquement réduit, les Mauritiinae sont très diversifiés sur le plan morphologique et écologique. Dans le cadre de cette thèse, une phylogénie moléculaire complète au niveau spécifique est réalisée ainsi qu’une caractérisation de la diversité génétique de Mauritia flexuosa au Pérou à l’aide de marqueurs ISSR et SSR.

 

 

 

 

 

 

yakov-quinteros-15cm-1.jpg QUINTEROS Yakov

 "Caractérisation, productivité et réseaux de commercialisation du fruit du palmier “aguaje” (Mauritia flexuosa L.f.) dans les provinces de Rioja, Moyobamba, San Martín, Mariscal Càceres et Lamas (région San Martín, Pérou)"

 

  • Encadrants : Francis Kahn
  • Date de soutenance : Décembre 2012

Résumé :

Dans la région San Martín, la récolte des fruits du palmier Mauritia flexuosa L.f. (aguaje) n’est plus aussi prédatrice qu’auparavant, quand les palmiers étaient abattus. Plusieurs systèmes ont été développés, qui permettent de grimper et de récolter les fruits sans tuer la plante. Un premier volet de l’étude porte sur les caractéristiques du fruit et la productivité du palmier. La productivité annuel moyenne d’infrutescences est de 4,6 par palmier et par an. Les palmiers commencent à fructifier à une hauteur de 6 m en végétation naturelle et à partir de 3-4 m en zones cultivées. Chaque inflorescence porte 583 fruits en moyenne avec une production annuelle de 2650 fruits par palmier (soit 1,4 tonne). Le fruit écailleux, de forme ovale, 4,9 cm de longueur moyenne pour un diamètre de 4,1 cm a un poids moyen de 56,6 g (mésocarpe comestible 20%, endocarpe 60%, épicarpe 20%). Le second volet de l’étude analyse les circuits de commercialisation du fruit qui constitue une source significative de revenu en zones rurales et urbaines de l’Amazonie péruvienne. Y participent de nombreux acteurs: producteurs et exploitants, intermédiaires, transporteurs, revendeurs et consommateurs. Les points de commercialisation importants se concentrent dans les grands centres urbains de la région San Martín, comme Tarapoto, Moyobamba y Rioja. Les fruits vendus dans ces villes proviennent aussi de régions éloignées, situées plus à l’est dans la plaine amazonienne (région de Loreto).  

 

 

 

razafinarivo-josiane-2-1.gif RAZAFINARIVO Norosoa

"Diversité morphologique, génétique, cytogénétique des Mascarocoffea (caféiers des îles de l’Océan Indien). Evidence d’une origine non africaine des caféiers ?"

 

 

  • Encadrants : Perla Hamon, Jean-Jacques Rakotomalala
  • Date de soutenance : Mai 2012

Résumé :

La nouvelle distribution et classification des Coffea (124 espèces Psilanthus incluses, en Afrique, îles de l’océan Indien (IOI), Inde, Asie du Sud-Est et Australasie) pose la question de leur origine. Des données sont disponibles pour les caféiers africains mais pas pour les Mascarocoffea (caféiers des IOI représentant la moitié des espèces du genre). Les objectifs de cette thèse sont i)- estimer la divergence morphologique, génétique (13 SSR) et génomique des Mascarocoffea, ii)- établir la phylogénie moléculaire du genre (20 COSII) et iii) reconstituer l’histoire évolutive des caféiers.

La diversité morphologique bien que sous forme de continuum, permet la caractérisation de groupements et de stratégies reproductives originales. Les tailles de génome varient de 0,96 à 1,41 pg/2C, avec tendance à l’augmentation du Nord au Sud-Est de Madagascar.

Les nombres moyens d’allèles par locus et par grande région sont élevés et 20% des allèles totaux sont partagés par ces régions. La phylogénie moléculaire place Psilanthus à la base de l’arbre et indique une nette divergence entre les Mascarocoffea et les espèces africaines. Il n’y a pas de structuration hiérarchisée indiquant une divergence indépendante de chaque grand clade.

Nos résultats et des données de la littérature nous permettent de proposer un scenario de l’histoire évolutive des caféiers dont l’origine est non africaine. Deux centres de diversification primaire sont mis en évidence, situé l’un en Afrique dans la région Kenya – Ethiopie (à l’origine de diversifications secondaires vers le Centre, l’Ouest et l’Est) et l’autre dans le Nord Madagascar (à l’origine des diversifications secondaires à Madagascar et Maurice).

Mots-clés : Coffea , Mascarocoffea, Psilanthus, Madagascar, Afrique, COSII, phylogénie moléculaire, SSR, cytométrie de flux, diversité phénotypique 

 

 

 

sanin-maria-jose-1.jpg SANIN María José

"Caractérisation écologique et génétique du complexe d’espèces Ceroxylon ceriferumC. quindiuense et C. ventricosum (Arecaceae) dans le contexte de la fragmentation de la forêt andine"

 

 

  • Encadrants : Jean-Christophe Pintaud et Gloria Galeano (Instituto de Ciencias Naturales, Universidad Nacional de Colombia),
  • Date de soutenance : Novembre 2013.

Cette thèse fait partir du PALMS PROJECT

Résumé :

La fragmentation est perturbante, car elle diminue la résilience des communautés végétales en modifiant la structure de la population. La fragmentation donne lieu à la diminution de la diversité par l'appauvrissement génétique des populations par l'obstruction du flux de gènes (en particulier sur de larges distributions) et par l'augmentation de la dérive génétique irréversible qui accélèrent l'érosion génétique. L'effet à long terme de ces phénomènes est la perte de réactivité à l'évolution des conditions environnementales et un devenir plus vulnérable à l'extinction. Les palmiers Andins Ceroxylon sont importants sur le plan écologique, car ils forment des palmeraies denses qui fournissent de la nourriture toute l'année pour de nombreuses espèces d'oiseaux et de mammifères, des sites de nidification pour un large éventail de psittacidés et présentent des syndromes de pollinisation complexes. Cependant, toutes les espèces sont menacées en raison principalement de la réduction des habitats et les pratiques agricoles non durables, l'élevage extensif et intensif et un mode de vie consumériste urbain qui augment de jour en jour dans les Andes. En outre, la vulnérabilité à l'extinction de ces espèces est exacerbée par la longévité des cycles de vie, le diocisme et la spécificité. Au milieu de l'urgence environnementale à laquelle la Cordillère des Andes est confrontée aujourd'hui, les Ceroxylon représentent des cibles de conservation largement rapportées, qui ne sont pas vraiment considérés comme partie intégrante de la communauté végétale des Andes, mais ont des caractéristiques de vie qui favorisent la reconnaissance de leur âge , le sexe et la santé, ainsi que l'acceptation et l'identification sociale. Ce projet vise à : a) étudier la structure écologique de la population de C. quindiuense en Colombie et au Pérou, b) quantifier et comparer la diversité génétique dans les différentes classes d'âge en C. quindiuense , c) Analyser la phylogénétique de Ceroxylon par la parcimonie et mettre l'accent sur C. quindiuense / C. ventricosum (Andes de la Colombie, l'Équateur et le Pérou). Enfin, le document vise à fournir les renseignements nécessaires pour proposer un plan pour la conservation future de ces espèces. 

 

 

 

 

si-dehbi-farida.jpg SI-DEHBI Farida 

"Etude de la variabilité génétique et phénotypique de quelques cultivars importants de palmier dattier en Algérie"

 

 

  • Encadrants : Nadia Boughedoura et Jean-Christophe Pintaud
  • Date de soutenance : 2014

Résumé :

En Algérie, la multiplication des cultivars se fait de façon clonale, par la séparation de rejets à partir des pieds mères. Ce mode de multiplication n’exclut pas toute variabilité génétique en raison de l’existance de mutations somatiques. La variation somaclonale naturelle des cultivars n’a jamais été étudiée (les études de ce type portent sur les cultures in vitro). Quatre variétés ayant des comportements différents ont été choisies pour cette étude : Deglet Noor, la variété élite de culture industrielle chez qui on s’attend à ce que les variants somaclonaux soient éliminés en raison de l’exigence de stricte conformité au type standard ; Ghars, Mech Degla et Faggous, trois variétés de moindre importance chez lequelles on suppose que la variation somaclonale n’est pas controlée. Les marqueurs moléculaires utilisés sont des SSR et ISSR. Outre la caractérisation génétique, la variation phénotypique des fruits et graines de dattes sera étudiée au moyen de méthodes morphométriques. On étudiera la variabilité intra-arbre intra- et inter-infructescence, et la variabilité inter-arbres, dans différentes conditions de culture et avec l’emploi de différents pollinisateurs afin de mettre en évidence un eventuel effet métaxénique. 

 

 

 

 

 

 

stocks-michael-2.png STOCKS Michael

"Inference of demography and selection in plant species"

 

 

 

  • PhD thesis director: Martin Lascoux
  • Date of PhD thesis : August 2013

Abstract:

The distribution of nucleotide variation along the genome is one of the main sources of information when attempting to reconstruct the evolutionary history of species. Until recently inferences based on nucleotide variation could roughly be divided into two groups. Population geneticists focused on within species variation while systematicists and phylogeneticists focused on the divergence among species. Until recently the two fields evolved to a large extent separately but they have recently started to slowly merge, as it became increasingly obvious that (i) the same processes underly polymorphism and divergence, (ii) many species still share ample levels of polymorphisms and (iii) how much both fields could gain from it. A clear example of this trend is the development of Isolation-with-migration (IM) models. One of the main aims of these models is to estimate how much of the shared polymorphisms between two diverging species are ancestral and how much are due to gene flow after the two species diverged. While the IM models undoubtedly are a step forward they also have obvious limitations. In complex of species considering a pair of species may be somewhat artificial, it is not clear either how much of the within species history can be safely ignored and they may still be too rough to tell apart a progressive divergence with limited gene flow from secondary contact. The development of more general approaches is therefore needed. As polymorphism data is accumulating in many species and as those often show large amount of shared polymorphisms we may also need to rethink the standard neutrality tests and find clever ways to use these new data when trying to disentangle the effects of selection and demography on DNA polymorphisms. For instance, a gene showing a large excess of common variants in species with different histories could be evidence of selection acting on the gene.

The present thesis will focus on polymorphism and divergence in two groups of plant species with very contrasted life-histories. Picea (spruces) is a fairly large genus of trees with long generation time and high level of outcrossing that started diverging some 70 million years ago. In contrast, Capsella is a small genus of three annual plant species (C. grandiflora, C. rubella and C. bursa-pastoris ), two of which are selfers (C. rubella and C. bursa-pastoris ). That started diverging a mere hundred of thousand years ago. In both cases we already have a fairly good amount of data. In Picea one will focus on inferring polymorphisms and divergence in a group of species from the Tibetan Plateau and on the analysis across species of specific genes that showed evidence of selection in genome scans in Picea abies. In Capsella the initial focus will be on the joint analysis, using Approximate Bayesian Computation, of the Isolation-with-Migration of the three species. We recently showed in pairwise analyses that there had been gene flow between the two selfers and that C. rubella derived from C. grandiflora as recently as 20,000 years ago."

 

 

 

 

 ta-kim-nhung-1.jpg TA Kim Nhung 

 "Diversité fonctionnelle des gènes impliqués dans l'architecture paniculaire du riz"

 

  

  • Encadrants : Pascal Gantet (Directeur de thèse), Stéphane Jouannic, Hélène Adam
  • Date de soutenance : Octobre 2014

Problématique:

La variabilité de structure de l'inflorescence illustre particulièrement bien la grande biodiversité présente chez les angiospermes. L'architecture de l'inflorescence est par ailleurs un caractère important dans les processus de domestication qui impliquent dans ce cas des modifications spatiales et de l'hétérochronie des axes de branchement de l'inflorescence. Le genre Oryzacomprend deux espèces cultivées, O. sativa et O. glaberrima domestiquées de façon indépendantes à partir de leur ancêtres sauvages proches qui sont respectivement l’espèce asiatique O. rufipogon et africaine O. barthii . Ces espèces montrent une grande diversité d'architecture des inflorescences (ou panicules) qui peut être analysée à travers 3 critères : le nombre de méristèmes axillaires, le nombre d’ordre de ramification et le niveau d’élongation des axes (Doust, 2007). La biologie et le développement des panicules sont assez bien décrits d’un point de vue cellulaire et moléculaire pour O. sativa et O. rufipogon (Ito et al., 2005; Wang et Li, 2011; Yamaki et al., 2010) en revanche, très peu de données sont disponibles pour les espèces africaines.

Ce projet de recherche s'articule donc autour de plusieurs questions : (1) Quels sont les mécanismes qui régulent la mise en place et le développement des panicules chez les riz africains ? (2) Comment la régulation de ces mécanismes explique la diversité architecturale entre les espèces cultivés et sauvages ? (3) Est-ce que deux processus de domestication indépendant (asiatique et africain) au sein du même genre ciblent les mêmes mécanismes de développement ?

Objectifs:

L’objectif de cette thèse est de contribuer à la compréhension des bases cellulaires et moléculaires de l'architecture inflorescentielle chez le riz, à travers l'étude comparative de différentes espèces de riz de génome AA.

Le premier volet concernera une étude inter-spécifique. Les deux espèces sauvages et cultivés africaines (respectivement O. barthii et O. glaberrima ) ainsi que les deux espèces sauvage et cultivés asiatiques (respectivement O. rufipogon et O. sativa ) seront comparées dans leur cinétique de développement paniculaire par des approches morphologique et histologique. Deux accessions phénotypiquement contrastées seront caractérisées pour chaque espèce. Ce travail sera complété par une étude des profils d'expression de gènes et de microARN connus pour leur implication dans le contrôle du développement paniculaire chez O. sativa comme APO1 , LAX , SLP14 et miR156 (Wang et Li, 2011). Une étude de la diversité génique entre ces 4 espèces sera menée pour certains de ces locus. L'ensemble de ce travail s'effectuera à l'IRD-Montpellier.

Le deuxième volet portera plus spécifiquement sur la diversité intra-spécifique au sein de l'espèce O. sativa au Vietnam. Les ressources génétiques de riz traditionnel vietnamiens ont en effet encore peu fait l’objet d’étude systématique. Pour ce faire une collection de 200 accessions issues du Vietnam sera caractérisée phénotypiquement au niveau de la panicule. En parallèle, une étude au sein de cette collection de la diversité allélique de gènes clés du développement paniculaire sera menée afin d'identifier d'éventuels polymorphismes nucléotides fonctionnels d'intérêt pouvant être corrélés avec des modifications majeures de la panicule. Ce travail s'effectuera en partie au Vietnam (Hanoi) au sein du LMI et en France (IRD-Montpellier).  

 

 

d-thiemele.jpg THIEMELE Deless

"Diversité des gènes de résistance au virus de la panachure jaune du riz (RYMV) chez l’espèce africaine de riz cultivé Oryza glaberrima Steud.)"

 

 

 

  • Encadrants : Laurence Albar
  • Date de soutenance : Octobre 2012

Résumé :

La panachure jaune causée par le Rice yellow mottle virus (RYMV) est une des principales maladies du riz en Afrique. Au sein de l’espèce asiatique de riz cultivé, Oryza sativa, seules deux accessions montrent une résistance élevée. Cette résistance est contrôlée par le gène RYMV1, codant le facteur d’initiation de la traduction eIF(iso)4G, pour lequel un allèle de résistance a été identifié chez O. sativa. Les pertes économiques liées à la maladie et la rareté de la résistance élevée chez le riz asiatique constituent une contrainte qui justifie la recherche et la caractérisation de nouvelles sources de résistance chez le riz cultivé africain, O. glaberrima. Ainsi, le criblage pour la résistance au RYMV d’une collection de 337 accessions représentatives de la diversité géographique et agro-écologique de l’espèce O. glaberrima et les études des bases génétiques de la résistance élevée ont été évalués. Une résistance partielle qui n’est pas associée aux caractères morphologiques a été observée, contrairement à ce qui est connu chez O. sativa. Par ailleurs, 29 accessions hautement résistantes ont été identifiées. L’analyse de la diversité allélique du gène RYMV1 chez ces accessions et des études de complémentation génétique ont permis d’identifier un troisième allèle de résistance sur RYMV1, rymv1-5, ainsi que deux nouveaux gènes de résistance RYMV2 et RYMV3. L’espèce O. glaberrima révèle ainsi une fréquence et une diversité des sources de résistance élevée au RYMV d’intérêts majeurs. Le locus RYMV2 a été cartographié à l’extrémité du chromosome 1 sur un intervalle représentant 0,4 Mb chez la variété Nipponbare et son clonage positionnel est en cours. Des marqueurs moléculaires spécifiques des différents allèles du gène RYMV1 ont été développés afin de faciliter leur introgression, en sélection assistée par marqueurs, dans des accessions élites sensibles au virus. Enfin, le contournement des allèles de résistance des gènes RYMV1 et RYMV2, pris séparément ou en combinaison, a été analysé. L’allèle rymv1-5 et les combinaisons alléliques rymv1-3/rymv2-2 et rymv1-5/rymv2-2 sont apparus particulièrement difficiles à contourner et constituent de très bons candidats pour améliorer la résistance au RYMV en Afrique.

Mots clés : Oryza glaberrima, Rice yellow mottle virus, gènes de résistance, diversité allélique