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Dissertations / Theses on the topic 'Agricultural Bioinformatics'
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Hocking, Toby Dylan. "Learning algorithms and statistical software, with applications to bioinformatics." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00906029.
Full textAbstract:
Statistical machine learning is a branch of mathematics concerned with developing algorithms for data analysis. This thesis presents new mathematical models and statistical software, and is organized into two parts. In the first part, I present several new algorithms for clustering and segmentation. Clustering and segmentation are a class of techniques that attempt to find structures in data. I discuss the following contributions, with a focus on applications to cancer data from bioinformatics. In the second part, I focus on statistical software contributions which are practical for use in everyday data analysis.
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Nair, Karthik. "Optimisation of autoencoders for prediction of SNPs determining phenotypes in wheat." Thesis, Uppsala universitet, Institutionen för biologisk grundutbildning, 2021. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-437451.
Full textAbstract:
The increase in demand for food has resulted in increased demand for tools that help streamline plant breeding process in order to create new varieties of crops. Identifying the underlying genetic mechanism of favourable characteristics is essential in order to make the best breeding decisions. In this project we have developed a modified autoencoder model which allows for lateral phenotype injection into the latent layer, in order to identify causal SNPs for phenotypes of interest in wheat. SNP and phenotype data for 500 samples of Lantmännen SW Seed provided by Lantmännen was used to train the network. Artificial phenotype created using a single SNP was used during training instead of real phenotype, since the relationship between the phenotype and SNP is already known. The modified training model with lateral phenotype injection showed significant increase in genotype concordance of the artificial phenotype when compared to the control model without phenotype injection. Causal SNP was successfully identified by using concordance terrain graph, where the difference in concordance of individual SNPs between the modified modified model and control model was plotted against the genomic position of each SNP. The model requires further testing to elucidate its behaviour for phenotypes linked to multiple SNPs.
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Ahmed, Ikhlak. "A bioinformatics analysis of the arabidopsis thaliana epigenome." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00684391.
Full textAbstract:
Eukaryotic genomes are packed into the confines of the nucleus through a nucleoproteic structure called chromatin. Chromatin is a dynamic structure that can respond to developmental or environmental cues to regulate and orchestrate the functions of the genome. The fundamental unit of chromatin, the nucleosome, consists of a protein octamer, which contains two molecules of each of the core histone proteins (H2A, H2B, H3, H4), around which 147 bp of DNA is wrapped. The post-translational modifications (PTMs) of histones and methylation of the cytosine residues in DNA (DNA methylation) constitute primary epigenomic markers that dynamically alter the interaction of DNA with nucleosomes and participate in the regulation and control access to the underlying DNA. The main objective of my thesis was to understand the spatial and temporal dynamics of chromatin states in Arabidopsis by investigating on a genome-wide scale, patterns of DNA methylation and a set of well-characterized histone post-translational modifications. DNA methylation, a hallmark of epigenetic inactivation and heterochromatin in both plants and mammals, is largely confined to transposable elements and other repeat sequences. I show in this thesis that in Arabidopsis, methylated TE sequences having no or few matching siRNAs, and therefore unlikely to be targeted by the RNA-directed DNA methylation (RdDM) machinery, acquire DNA methylation through spreading from adjacent siRNA-targeted regions. Further, I propose that this spreading of DNA methylation through promoter regions can explain, at least in part, the negative impact of siRNA-targeted TE sequences on neighbouring gene expression. In a second part, I have contributed to integrative analysis of DNA methylation and eleven histone PTMs. I have shown through combinatorial and cluster analysis that the Arabidopsis epigenome shows simple principles of organisation and can be distinguished into four primary types of chromatin that preferentially index active genes, repressed genes, TEs, and intergenic regions. Finally, in a third part, I integrated epigenomics with transcriptome data at three different time points in a developmental window to investigate the temporal dynamics of chromatin states in response to an external stimulus. This used the light-induced transcriptional response as a paradigm to assess the impact of histone H2B monoubiquitination (H2Bub), and showed that this PTM is associated with active transcription and implicated in the selective fine-tuning of gene expression. Taken together, the work presented here contributes significantly to our understanding of the spatial organisation of chromatin states in plants, its dynamic nature and how it can contribute to allow plants to respond to a signal from the environment.
4
Orozco, Alina. "A spatial analysis of Norwegian spruce cone developmental stages." Thesis, Uppsala universitet, Institutionen för biologisk grundutbildning, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-425746.
Full textAbstract:
The Norway spruce Picea abies is an economically important export to the Swedish economy. There are a number of environmental and endogenous factors that impact the generation time of this species meaning that it can take 20-25 years for a tree to mature. The long generation time creates a challenge for plant breeding programs in terms of how genetic mechanisms are able to be studied as well as how quickly trees can be produced for lumber. The characterization of gene expression patterns in the context of special tissue domains is essential to understanding the underlying functions behind complex biological systems and in the case of P. abies may prove more crucial to determining the activation of genes at specific reproductive growth points. There are several techniques available for the analysis of spatial expression profiles, however, the unique high throughput nature coupled to the morphological information provided by Spatial Transcriptomics creates new opportunities for exploratory analysis. Spatial Transcriptomics offers a distinct approach to answering fundamental questions about the genetic mechanisms that regulate reproductive phase change and cone-setting in conifers. This study focuses on spatial gene expression analysis and the integration of de novo transcriptome assembly contigs to confirm the spatial context of putatively discovered genes such as DAL1, DAL2, DAL3, and DAL10 from previous studies and to potentially localize transcripts that could not previously be identified due to the inability to obtain complete transcripts. The aim is to create a workflow to identify genes that contribute to the growth patterns in the naturally occurring acrocona mutant that could prove useful to improving tree breeding programs.
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Machemer-Noonan, Katja Marlene. "Interplay between unusual MYB transcription factors and their role in cell size regulation in plants." The Ohio State University, 2014. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1397482170.
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6
McGinley, Susan. "Bioinformatics at BIO5: Professional Science Master's Internships." College of Agriculture, University of Arizona (Tucson, AZ), 2007. http://hdl.handle.net/10150/295889.
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7
Sathanantham, Preethi. "Impact of Mutations of Targeted Serine, Histidine, and Glutamine Residues in Citrus paradisi Flavonol Specific Glucosyltransferase Activity." Digital Commons @ East Tennessee State University, 2015. https://dc.etsu.edu/etd/2560.
Full textAbstract:
A flavonol specific glucosyltransferase cloned from Citrus paradisi has strict substrate and regio-specificity (Cp3OGT). The amino acid sequence of Cp3OGT was aligned with sequences of an anthocyanidin UDP- dependant glucosyltransferase (UGT) from Clitorea ternatea and a UGT from Vitis vinifera that can glucosylate both flavonols and anthocyanidins. Using homology modeling to identify candidate regions followed by site directed mutagenesis, three double mutations were constructed and biochemically characterized. S20G+T21S mutant protein retained activity with flavonols similar to the wildtype Cp3OGT but the mutant had optimum activity at 60°C and broadened substrate acceptance to include the flavanone naringenin. S290C+S319A mutant protein retained 40% activity with quercetin relative to WT, and had an optimum pH shift. H154Y+Q87I mutant protein was only 10% active with quercetin relative to WT. Docking analysis revealed that H154, Q87 and S20 could be involved in orienting the acceptor molecules within the acceptor binding site whereas S319 and S290 residues are involved in maintaining the active site conformation.
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Pan, Juan. "Ether Bridge Formation and Chemical Diversification in Loline Alkaloid Biosynthesis." UKnowledge, 2014. http://uknowledge.uky.edu/plantpath_etds/14.
Full textAbstract:
Loline alkaloids, found in many grass-Epichloë symbiota, are toxic or feeding deterrent to invertebrates. The loline alkaloids all share a saturated pyrrolizidine ring with a 1-amine group and an ether bridge linking C2 and C7. The steps in biosynthesis of loline alkaloids are catalyzed by enzymes encoded by a gene cluster, designated LOL, in the Epichloë genome. This dissertation addresses the enzymatic, genetic and evolutionary basis for diversification of these alkaloids, focusing on ether bridge formation and the subsequent modifications of the 1-amine to form different loline alkaloids.
Through gene complementation of a natural lolO mutant and comparison of LOL clusters in strains with different loline alkaloid profiles, I found that lolO, predicted to encode a 2-oxoglutarate-dependent nonheme iron (2OG/Fe) dioxygenase, is required in formation of the ether bridge. Through application of isotopically labeled compound to Epichloë uncinata culture, I established that exo-1-acetamidopyrrolizidine (AcAP) and N-acetylnorloline (NANL) are true pathway intermediates. Application of AcAP to yeast expressing lolO resulted in production of NANL, establishing that LolO is sufficient to catalyze this unusual oxygenation reaction.
After ether formation, modifications on the 1-amino group give loline, N-methylloline (NML), N-formylloline (NFL) and N-acetylloline (NAL). A double knockout of lolN, predicted to encode an acetamidase, and lolM, predicted to encode a methyltransferase, produced only NANL. Complementation of the double knockout with wild-type lolN and lolM restored the loline alkaloid profile. These results indicate that LolN is involved in deacetylating NANL to produce norloline, which is then modified to form the other lolines. Crude protein extract of a yeast transformant expressing LolM converted norloline to loline and NML, and loline to NML, supporting the hypothesis that LolM functions as a methyltransferase in the loline-alkaloid biosynthesis pathway. The alkaloid NAL was observed in some but not all plants symbiotic with Epichloë siegelii, and when provided with exogenous loline, asymbiotic meadow fescue (Lolium pratense) plants produced N-acetylloline (NAL), indicating that a plant acetyltransferase converts loline to NAL.
I further analyzed the basis for loline alkaloid diversity by comparing the LOL clusters in the Epichloë and Atkinsonella species with different loline alkaloid profiles, and found that LOL clusters changed position, orientation and gene content over their evolutionary history. Frequent, independent losses of some or all late pathway genes, lolO, lolN, lolM and lolP, resulted in diverse loline alkaloid profiles. In addition, phylogenetic analyses demonstrated transspecies polymorphism of the LOL clusters.
Based on my findings, I established that in Epichloë and Atkinsonella species the ether bridge is formed on acetamidopyrrolizidine. My study of the loline alkaloid profile of Adenocarpus decorticans (Fabaceae) suggests that these plants probably use a similar strategy at least with respect to ether-bridge formation. Further diversification steps of loline alkaloids in grass-Clavicipitaceae symbiota are carried out by enzymes of both Epichloë species and the host plant. Finally, I present evidence that LOL clusters have evolved by balancing selection for chemical diversity.
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Roux, Simon. "Diversité, évolution et écologie virale : des communautés aux génotypes. Analyse bioinformatique de métagénomes viraux." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00908344.
Full textAbstract:
Les virus sont omniprésents dans la biosphère et infectent vraisemblablement l'ensemble des êtres vivants. Au sein des écosystèmes, ils ont ainsi un impact sur la diversité des populations microbiennes, l'évolution des génomes de ces populations, et directement ou indirectement sur les cycles biogéochimiques majeurs. Leur caractère protéiforme et l'absence de marqueur unique (tant génétique que physique) font toutefois de l'exploration de la diversité virale une tâche complexe, de telle sorte que nos connaissances sur ces communautés virales environnementales sont encore très limitées. La métagénomique, ou séquençage massif et aléatoire de fragments nucléotidiques extraits d'un prélèvement, offre un point de vue unique sur les génomes viraux. Ce type d'approche, récemment développé, a ainsi mis en évidence la richesse extraordinaire des populations virales environnementales, tant du point de vue des gènes que des génotypes. C'est dans ce cadre de l'étude des communautés virales de l'environnement par métagénomique que se sont inscrits les travaux de cette thèse, organisée autour de quatre axes principaux : * Le développement de nouvelles méthodes d'analyses adaptées aux spécificités des génomes et métagénomes viraux par la mise en place du serveur web Metavir, premier serveur dédié à l'analyse des viromes. Proposant aujourd'hui un ensemble cohérent d'outils pour différents types de viromes, Metavir compte plus de 300 utilisateurs pour plus de 2000 viromes analysés. * Le potentiel fonctionnel des génomes viraux a pu être approché par l'étude conjointe d'un ensemble de viromes. Après une analyse rigoureuse des contaminations potentielles, nous avons pu confirmer que les génomes viraux comprenaient un ensemble limité mais non négligeable de gènes associés au métabolisme cellulaire. La plupart des virus agissent ainsi certainement directement sur le métabolisme de la cellule hôte durant l'infection. * La prépondérance des paramètres environnementaux, et particulièrement de la salinité, en tant que facteurs structurant les communautés virales aquatiques a également pu être mise en avant. La distance géographique entre prélèvements semble n'avoir qu'une influence secondaire, confirmant la capacité importante de dispersion des capsides virales. Une adaptation locale semble toutefois exister dans certains cas, notamment en cas de compétition importante entre les résistances développées par les hôtes et les capacités d'infection des virus. * Enfin, différentes familles de petits virus à ADN simple brin ont pu être caractérisées par une méta-analyse de viromes. Leur apparente simplicité a ainsi révélé des mécanismes d'évolution plus complexes que prévus, impliquant différents cycles et capacités de transfert de gènes jusqu'ici plutôt considérés comme l'apanage des virus à ADN double brin, et remettant en cause les séparations admises entre les différents groupes de virus sur la base de la nature de leur génome. En permettant une étude depuis l'échelle de la communauté jusqu'à des génotypes spécifiques, les viromes constituent des outils de choix pour caractériser la diversité virale, appréhender les différents facteurs régulant ces communautés, et ainsi mieux comprendre la place des virus dans la biosphère. De plus, ces études ont confirmé l'existence d'interactions étroites entre virus et organismes cellulaires, ces interactions semblant nombreuses, multiples dans leurs natures et conséquences, et présentes tout au long de l'histoire du vivant. Ces nouvelles connaissances apportées par l'analyse de viromes permettent donc d'aborder certaines questions fondamentales concernant l'origine des grandes innovations évolutives ou le fonctionnement global des écosystèmes.
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Sarkar, Anita. "Facettes de glycobioinformatique : applications à l'étude des interactions protéines-sucres." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00870801.
Full textAbstract:
Le travail décrit dans ce manuscrit rassemble les résultats obtenus au cours de ma thèse de doctorat. Ils s'inscrivent dans le domaine de la glycobioinformatique. Ils ont impliqué des développements de bases de données structurales et des applications en modélisation moléculaire des interactions protéines-sucres. Les méthodes de modélisation moléculaire ont été utilisées dans la reconstruction et dans la prédiction des structures tridimensionnelles de polysaccharides et d'oligosaccharides, ces dernières étant également établies par une approche de type "haut-débit" par application d'un algorithme génétique à des fins de minimisation énergétique. Les données ainsi générées ont été organisées sous la forme de bases de données relationnelles, proprement annotées (PolySca3DB et BiOligo) qui sont en libre accès pour consultation sur internet. Ces méthodes de modélisation moléculaire ont été appliquées à la caractérisation, par RMN en solution, des conformations de basse énergie d'une souche pathogène d'un polysaccharide de la bactérie E. coli. D'autres bactéries pathogènes de type gram négatif, interagissent avec des oligosaccharides par l'intermédiaire de protéines secrétées, telles que des lectines. Nous avons testé, au travers de l'utilisation de méthodes d'amarrage moléculaire, la possibilité d'identifier de manière automatique, la nature de ces interactions, en prenant comme cibles des épitopes oligosaccharidiques fucosylés. Les résultats de ces recherches ont été comparés, de manière critique, à ceux issus de l'application de bio-puces à sucres et de calorimétrie isotherme de titration. Les conclusions et perspectives de ces travaux sont présentées dans un article de revue consacré à l'application des méthodes de chimie computationnelle dans l'étude des interactions protéines-glucides qui viennent compléter l'arsenal des outils dédiés au champs de recherche couvert par la glycobiologie structurale et moléculaire.
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Gupta, Chirag. "Transcriptome-based Gene Networks for Systems-level Analysis of Plant Gene Functions." Thesis, University of Arkansas, 2017. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=10636543.
Full textAbstract:
<p> Present day genomic technologies are evolving at an unprecedented rate, allowing interrogation of cellular activities with increasing breadth and depth. However, we know very little about how the genome functions and what the identified genes do. The lack of functional annotations of genes greatly limits the post-analytical interpretation of new high throughput genomic datasets. For plant biologists, the problem is much severe. Less than 50% of all the identified genes in the model plant <i>Arabidopsis thaliana,</i> and only about 20% of all genes in the crop model <i>Oryza sativa</i> have some aspects of their functions assigned. Therefore, there is an urgent need to develop innovative methods to predict and expand on the currently available functional annotations of plant genes. With open-access catching the ‘pulse’ of modern day molecular research, an integration of the copious amount of transcriptome datasets allows rapid prediction of gene functions in specific biological contexts, which provide added evidence over traditional homology-based functional inference. The main goal of this dissertation was to develop data analysis strategies and tools broadly applicable in systems biology research. </p><p> Two user friendly interactive web applications are presented: The Rice Regulatory Network (RRN) captures an abiotic-stress conditioned gene regulatory network designed to facilitate the identification of transcription factor targets during induction of various environmental stresses. The <i>Arabidopsis </i> Seed Active Network (SANe) is a transcriptional regulatory network that encapsulates various aspects of seed formation, including embryogenesis, endosperm development and seed-coat formation. Further, an edge-set enrichment analysis algorithm is proposed that uses network density as a parameter to estimate the gain or loss in correlation of pathways between two conditionally independent coexpression networks.</p><p>
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Ahmed, Abdullah. "Dévelopement d'une méthode bio-informatique pour la prédiction des régions amyloidogéniques dans les protéines." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00998437.
Full textAbstract:
La formation d'agrégats protéiques insolubles et fibreux, appelés fibrilles amyloïdes, est impliquée dans une large variété de maladies humaines. Parmi elles, figurent entre autres, le diabète de type II, l'arthrite rhumatoïde et, notamment, les atteintes neurodégénératives débilitantes, telles que les maladies d'Alzheimer, de Parkinson ou encore de Huntington. Actuellement, il n'existe ni traitement, ni diagnostic précoce pour aucune de ces maladies.De nombreuses études ont montré que la capacité à former des fibrilles amyloïdes est une propriété inhérente à la chaîne polypeptidique. Ce constat a conduit au développement d'un certain nombre d'approches computationnelles permettant de prédire les propriétés amyloïdogéniques à partir de séquences d'amino-acides. Si ces méthodes s'avèrent très performantes vis à vis de courts peptides (~ 6 résidus), leur application à des séquences plus longues correspondant aux peptides et protéines en lien avec les maladies, engendre un nombre trop élevé de faux positifs. Le principal objectif de cette thèse consiste à développer une meilleure approche bioinformatique, capable de prédire les régions amyloïdogéniques à partir d'une séquence protéique. Récemment, l'utilisation de nouvelles techniques expérimentales a permis de mieux appréhender la structure des amyloïdes. Il est ainsi apparu que l'élément caractéristique de la majorité des fibrilles amyloïdes impliquées dans les maladies, était constitué d'une structure étagée (β-arcade), résultant de l'empilement de motifs " feuillet β - coude - feuillet b " appelés " β-arches ". Nous avons mis à profit cette particularité structurale pour créer une approche bioinformatique permettant de prédire les régions amyloïdogéniques d'une protéine à partir de l'information contenue dans sa séquence. Les résultats provenant de l'analyse des structures de type β-arcade, connues et modélisées, ont été compilés et traités à l'aide d'un algorithme écrit en langage Java, afin de créer le programme ArchCandy.L'application de ce programme à une sélection de séquences protéiques et peptidiques, connues pour leur lien avec les maladies, a permis de démontrer qu'il était en mesure de prédire correctement la majorité de ces séquences, de même que les séquences mutées impliquées dans les maladies familiales. Outre la prédiction de régions à haut potentiel amyloïde, ce programme suggère la conformation structurale adoptée par les fibrilles amyloïdes. Le séquençage de génomes entiers devenant toujours plus abordable, notre méthode offre une perspective de détermination individuelle des profils à risque, vis à vis de maladies neurodégénératives, liées à l'âge ou autres. Elle s'inscrit ainsi pleinement dans l'ère de la médecine personnalisée.
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Aravena, Duarte Andrés Octavio. "Probabilistic and constraint based modelling to determine regulation events from heterogeneous biological data." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00988255.
Full textAbstract:
This thesis proposes a method to build realistic causal regulatory networks hat has lower false positive rate than traditional methods. The first contribution of this thesis is to integrate heterogeneous information from two types of network predictions to determine a causal explanation of the observed gene co-expression. The second contribution is to model this integration as a combinatorial optimization problem. We demonstrate that this problem belongs to the NP-hard complexity class. The third contribution is the proposition of a heuristic approach to have an approximate solution in a practical execution time. Our evaluation shows that the E.coli regulatory network resulting from the application of this method has a higher accuracy than the putative one built with traditional tools. The bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans is particularly challenging for the experimental determination of its regulatory network. Using the tools we developed, we propose a putative regulatory network and analyze it to rank the relevance of central regulators. In a second part of this thesis we explore how these regulatory relationships are manifested in a case linked to human health, developing a method to complete a linked to Alzheimer 's disease network. As an addendum we address the mathematical problem of microarray probe design. We conclude that, to fully predict the hybridization dynamics, we need a modified energy function for secondary structures of surface-attached DNA molecules and propose a scheme for determining such function.
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Honan, Mallory Cate. "Examination Of Bovine Rumen Fluid And Milk Fat Globule Membrane Proteome Dynamics." ScholarWorks @ UVM, 2019. https://scholarworks.uvm.edu/graddis/1164.
Full textAbstract:
Proteomic technology has been increasingly incorporated into agricultural research, as characterization of proteomes can provide valuable information for potential biomarkers of health and physiological status of an animal. As dairy cattle are a dominant production animal in the USA, their biofluids such as milk, blood, urine, and rumen fluid have been examined by proteomic analysis. The research outlined herein was performed to further characterize the dynamics of specific proteomes and relate them to dairy cattle physiology.
The first experiment evaluated the diurnal dynamicity of the rumen metaproteome in Holstein dairy cattle. Rumen fluid was collected from three mid to late lactation multiparous dairy cattle (207 ± 53.5 days in milk) at three time points relative to their first morning offering of a total mixed ration (TMR) (0 h, 4 h, and 6 h after feeding). Samples were processed and labeled using Tandem Mass tagging before being further fractionated with a high pH reversed-phase peptide fractionation kit. Samples were analyzed by LC-MS/MS and statistically analyzed for variations across hour of sampling using the MIXED procedure of SAS with orthogonal contrasts. A total of 242 proteins were characterized across 12 microbial species, with 35 proteins identified from a variety of 9 species affected by time of collection. Translation-related proteins were correlated positively with increasing hour of sampling while more specific metabolic proteins were negatively correlated with increasing hour of sampling. Results suggest that as nutrients become more readily available, microbes shift from conversion-focused biosynthetic routes to more encompassing DNA-driven pathways.
The second experiment aimed to characterize the milk fat globule membrane (MFGM) proteomes of colostrum and transition milk for comparison from multi- (n = 10) and primiparous (n = 10) Holstein dairy cattle. Samples were collected at four timepoints post-partum (milkings 1, 2, 4, and 14). After isolation of the protein lysates from the MFGM, proteins were labeled using Tandem Mass tagging and analyzed using LC-MS/MS techniques. Protein identification was completed using MASCOT and Sequest in Proteome Discoverer 2.2. Protein abundance values were scaled and analyzed using the MIXED procedure in SAS to determine the effect of parity, milking number, and parity x milking number, and the adaptive false-discovery rate (FDR)-adjusted P values were determined using the MULTTEST procedure of SAS. There were 104 proteins identified within the MFGM. Statistical analysis revealed that 44.2% of proteins were affected by parity, 70.2% by milking number, and 32.7% by the variable of parity x milking number. There was a two-fold difference in calcium sensing S100 proteins in cows differing in parity possibly due to the multiparous mammary gland being more adapted to the physiological demand of lactation or the lesser requirement of calcium in primiparous cows because of a lower production rate.
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Luu, Tien Dao. "Développement d'une infrastructure d'analyse multi-niveaux pour la découverte des relations entre génotype et phénotype dans les maladies génétiques humaines." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00866371.
Full textAbstract:
Répondant au besoin de mieux comprendre les relations qui lient un génotype aux phénotypes moléculaires et cliniques associés, nous avons développé une nouvelle infrastructure bioinformatique qui unit, dans un même système, la collecte, la gestion, la maintenance et le traitement de multiples données ou informations. La première contribution de cette thèse est SM2PH Central et sa capacité de générer des instances. SM2PH Central constitue notre centre de référence en ligne pour toutes les protéines humaines intégrant des niveaux d'informations qui vont des aspects génomiques, structuraux, fonctionnels ou évolutifs aux aspects de transcriptomique, interactomique, protéomique ou métabolomique. La deuxième contribution est MSV3d, une ressource d'annotation multi-niveau (propriétés physico-chimiques, fonction, évolution, structure) des mutations humaines connues. MSV3d fournit l'ensemble des connaissances exploitées par la troisième contribution de cette thèse à savoir KD4v, notre base d'extraction de connaissances pour prédire l'impact phénotypique d'une mutation. La base de connaissances de KD4v induite par la Programmation Logique Inductive contient des règles exploitables par un humain ou un ordinateur et des facteurs prédictifs caractérisant les mutations neutres ou délétères. Enfin, l'ultime contribution de cette thèse est liée au développement de GEPeTTO, un prototype de priorisation de gènes. Une application biologique a été réalisée. Nous avons étudié la cécité nocturne en utilisant SM2PH Central, en combinaison avec le service d'annotation de MSV3d et la méthode de prédiction KD4v pour analyser le gène GPR179 et ses deux mutations nouvellement identifiées.
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Maillet, Nicolas. "Comparaison de novo de données de séquençage issues de très grands échantillons métagénomiques : application sur le projet Tara Oceans." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00941922.
Full textAbstract:
La métagénomique vise à étudier le contenu génétique et génomique d'un échantillon provenant d'un environnement naturel. Cette discipline récente s'attache à étudier les génomes de différents organismes provenant d'un même milieu. La métagénomique pose de nouvelles questions, tant d'un point de vue biologique qu'informatique. Les masses de données générées par les études métagénomiques et la complexité des milieux étudiés, nécessitent de développer de nouvelles structures de données et de nouveaux algorithmes dédiés. Parmi les différentes approches existantes en métagénomique, la métagénomique comparative consiste à comparer plusieurs métagénomes afin d'en connaître les divers degrés de similarité. Lorsque cette comparaison se base uniquement sur le contenu brut des échantillons, sans faire appel à des connaissances externes, on parle de métagénomique comparative de novo. L'objectif des travaux que nous proposons est de développer une méthode permettant d'extraire les séquences similaires de deux jeux de données métagénomiques, où chaque jeu peut être composé de centaines de millions de courtes séquences. La comparaison proposée consiste à identifier les séquences d'un premier jeu similaires à au moins une séquence d'un second jeu. Afin d'être rapide et économe en mémoire, l'implémentation de notre méthode a nécessité la conception d'une nouvelle structure d'indexation, basée sur le filtre de bloom. Le logiciel final, nommé Compareads, a une consommation mémoire faible (de l'ordre de quelques go) et peut calculer l'intersection de deux échantillons de 100 millions de séquences chacun en une dizaine d'heures. Notre méthode est une heuristique qui génère un faible taux de faux positifs. Le logiciel Compareads est dédié à l'analyse de grands jeux de données métagénomiques. À l'heure actuelle, il est le seul outil capable de comparer de tels jeux. Compareads a été appliqué sur plusieurs projets métagénomiques. Notre outil produit des résultats robustes, biologiquement exploitables et en accord avec diverses méthodes fondamentalement différentes. Il est actuellement utilisé de manière intensive sur les échantillons provenant de l'expédition tara oceans. Sur ce projet, notre méthode à permis de mettre en évidence que les grands systèmes océaniques influent sur la répartition globale des micro-organismes marins.
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Ferreira, de Carvalho Julie. "Évolution du génome des spartines polyploïdes envahissant les marais salés : apport des nouvelles techniques de séquençage haut-débit." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00795861.
Full textAbstract:
Les Spartines jouent un rôle écologique majeur sur les marais salés. Elles représentent un excellent modèle pour appréhender les conséquences écologiques de la spéciation par hybridation et polyploïdie dans le contexte d'invasion biologique. On s'intéresse plus particulièrement, à l'hybridation récente entre une espèce hexaploïde d'origine américaine Spartina alterniflora et une espèce hexaploïde européenne S. maritima ayant donnés deux hybrides F1 (S. x townsendii et S. x neyrautii) et la nouvelle espèce envahissante allododécaploïde (S. anglica). Les nouvelles technologies de séquençage haut-débit facilitent l'exploration de ces génomes peu connus. L'assemblage et l'annotation d'un transcriptome de référence ont permis d'annoter 16 753 gènes chez les spartines hexaploïdes et d'identifier des gènes d'intérêts écologique et évolutif. Une sélection de ces gènes a ensuite été analysée à travers une étude d'expression par PCR quantitative sur les populations naturelles des 5 espèces du complexe. Les résultats ont permis de mettre en évidence une expression homogène intra-populations mais une grande variabilité entre les espèces. L'analyse du génome des Spartines a ciblé prioritairement le développement de ressources génomiques concernant l'espèce S. maritima pour l'analyse des compartiments codant et répété à l'aide de séquençage d'une banque BAC et d'un run de pyroséquençage d'ADN génomique. Les analyses ont permis d'évaluer une proportion d'éléments répétés représentant près de 30% du génome. Les données générées ont alors été comparées avec les génomes séquencés phylogénétiquement proches et ont permis de premières comparaisons entre les spartines et les autres Poaceae.
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Laurent, Cecile. "Caractérisation de marqueurs moléculaires associés à un haut risque de développement de métastases chez des patients atteints du mélanome de la choroïde." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00769924.
Full textAbstract:
La choroïde ou uvée, située entre la rétine et la sclérotique, est une membrane vasculaire qui tapisse la paroi de l'œil, son rôle est d'assurer l'apport en nutriment de la rétine et de l'iris. Ce tissu peut être le siège de nombreuses tumeurs, bénignes ou malignes. Le mélanome de la choroïde est la tumeur intra-oculaire la plus fréquente de l'adulte mais les facteurs de risque sont mal connus: l'exposition aux ultraviolets n'est pas clairement établi dans la genèse de la tumeur, de même que l'âge ou le sexe.L'énucléation a longtemps été considérée comme la seule option thérapeutique, mais depuis de nombreuses années, des techniques dites conservatrices de l'œil se sont développées. Des études ont montré qu'il n'y a pas de différence significative de survie entre les patients ayant subis une énucléation et les patients traités avec des méthodes conservatrices. De plus, à ce jour, aucune thérapie adjuvante n'a montré son efficacité après le traitement du mélanome oculaire primaire. En effet, malgré un traitement initial bien adapté, la moitié des patients va récidiver sur le mode métastatique. Environ 30\% des patients récidivent dans les 5 ans, ce chiffre augmente jusqu'à 50\% à 15 ans.L'œil étant dépourvu de structures lymphatiques, la diffusion métastatique du melanome uvéal se fait par voie hématogène. Le foie est le site privilégié de développement de métastases, faisant toute la gravité du pronostic. La médiane de survie après apparition de métastases est de 2 à 6 mois en l'absence de traitement. Il peut exister de façon plus anecdotique des métastases pulmonaires, ganglionnaires, osseuses ou cutanées.Sur un plan génétique, les critères les plus fréquemment détectés pour le mélanome uvéal sont la perte du chromosome 3 et le gain du 8q. Plusieurs études montrent dans beaucoup de cas des aberrations chromosomiques non aléatoires sur les chromosomes 1, 3, 6 et 8 et que la perte du chromosome 3 et le gain du 8q sont associés significativement à une survie réduite et au développement de métastase. Plusieurs rapports suggèrent deux entités distinctes de mélanome uvéal (avec et sans monosomie du chromosome 3) qui ne peuvent pas être différenciées du fait de leur aspect clinico-pathologique similaire.Afin d'améliorer le diagnostic et le traitement du mélanome de la choroïde, nous proposons d'effectuer des analyses d'expression et du nombre de copie d'ADN de ce mélanome particulier, avec pour objectifs : l'identification des gènes liés à l'apparition de métastase pour classer les patients à haut risque afin qu'ils puissent bénéficier d'une immunothérapie adjuvante spécifique, la caractérisation de ces gènes au niveau moléculaire, et l'étude du potentiel de ces gènes en tant que cibles thérapeutiques.Dans ce manuscrit je décrirai en détail le lignage mélanocytaire afin de comprendre les particularités du mélanome de la choroïde par rapport au mélanome cutané, puis j'aborderai l'importance des approches haut débit dans l'étude des cancers et les techniques d'analyse bioinformatiques utilisées. Je présenterai ensuite les différents résultats obtenus comme la mise en évidence d'une phosphatase, PTP4A3, qui semble avoir de l'importance dans le développement métastatique du mélanome de la choroïde.
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Yu, Tian. "COMPUTATIONAL IDENTIFICATION AND MOLECULAR VERIFICATION OF MIRNA IN EASTERN SUBTERRANEAN TERMITES (RETICULITERMES FLAVIPES)." UKnowledge, 2014. http://uknowledge.uky.edu/entomology_etds/12.
Full textAbstract:
Reticulitermes flavipes is one of the most common termite species in the world, and has been an intriguing research model due to its ecological and biological and economic significance. The fundamental biological question addressed by this study is to elucidate the role of miRNAs in termite development and how miRNA can influence labor division. miRNAs are short non-coding RNAs that have an important role in gene regulation at post-transcriptional level, and can potentially be involved in the regulation of caste polyphenism. Using a computational approach, I identified 167 conserved and 33 novel miRNAs in the dataset. miR-iab-4 and 19 other miRNAs showed highly differential expression between worker and soldier, and their possible roles in termite biology are discussed. To reliably quantify miRNA expression in experiments, I tested the stability of 10 miRNAs as reference gene using quantitative real-time PCR. miR-8_3, bantam and miR-276a-3p are the most stable miRNAs in different castes, pre-soldier formation, and different tissues, respectively. Lastly, the predicted miRNA expression is verified by the qRT-PCR for 8 miRNAs. Overall, this study shows that miRNA plays a role in mediating the work-soldier transition in R. flavipes.
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Mendel, Julian L. "Laurel Wilt Disease: Early Detection through Canine Olfaction and "Omics" Insights into Disease Progression." FIU Digital Commons, 2017. http://digitalcommons.fiu.edu/etd/3475.
Full textAbstract:
Laurel wilt disease is a vascular wilt affecting the xylem and water conductivity in trees belonging to the family Lauraceae. The disease was introduced by an invasive species of ambrosia beetle, Xyleborus glabratus. The beetle, together with its newly described fungal symbiont Raffaelea lauricola (pathogenic to host trees), has lead to the devastation and destruction of over 300 million wild redbay trees in southeastern forests. Ambrosia beetles make up a very unique clade of beetle and share a co-evolved obligatory mutualistic relationship with their partner fungi. Rather than consuming host tree material, the beetles excavate galleries or canals within them. These galleries serve two purposes: reproduction and fungal gardening. The beetles house fungal spores within specialized sacs, mycangia, and essentially inoculate host trees with the pathogenic agent. They actively grow and cultivate gardens of the fungus in galleries to serve as their sole food source. Once the fungus reaches the xylem vessels of the host tree, it thrives and leads to the blockage of water flow, both because of fungal accumulation and to the host response of secreting gels, gums and tyloses to occlude vessels in an attempt to quarantine the fungus.
This disease spreads rapidly, and as a result, once symptoms become visible to the naked eye, it is already too late to save the tree, and it has likely already spread to adjacent ones. The present study presents the first documented study involving the early detection of disease from deep within a tree through the use of scent-discriminating canines. In addition, the present study has lead to the development of a novel sample collection device enabling the non-destructive sampling of beetle galleries. Finally, a metabolomics approach revealed key biochemical pathway modifications in the disease state, as well as potential clues to disease development.
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Maharjan, Ashok. "Characterization and Gene Expression Analysis of Kazal-Type Serine Protease Inhibitors of Globisporangium ultimum." Bowling Green State University / OhioLINK, 2021. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=bgsu1626616718512491.
Full text
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Vernay, Rémi. "Etudes d'objets combinatoires : applications à la bio-informatique." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00668134.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur des classes d'objets combinatoires, qui modélisent des données en bio-informatique. Nous étudions notamment deux méthodes de mutation des gènes à l'intérieur du génome : la duplication et l'inversion. Nous étudions d'une part le problème de la duplication-miroir complète avec perte aléatoire en termes de permutations à motifs exclus. Nous démontrons que la classe de permutations obtenue avec cette méthode après p duplications à partir de l'identité est la classe de permutations qui évite les permutations alternées de longueur 2p + 1. Nous énumérons également le nombre de duplications nécessaires et suffisantes pour obtenir une permutation quelconque de longueur n à partir de l'identité. Nous proposons également deux algorithmes efficaces permettant de reconstituer deux chemins différents entre l'identité et une permutation déterminée. Nous donnons enfin des résultats connexes sur d'autres classes proches. La restriction de la relation d'ordre < induite par le code de Gray réfléchi à l'ensemble des compositions et des compositions bornées induit de nouveaux codes de Gray pour ces ensembles. La relation d'ordre < restreinte à l'ensemble des compositions bornées d'un intervalle fournit encore un code de Gray. L'ensemble des ncompositions bornées d'un intervalle généralise simultanément l'ensemble produit et l'ensemble des compositions d'un entier et donc la relation < définit de façon unifiée tous ces codes de Gray. Nous réexprimons les codes de Gray de Walsh et Knuth pour les compositions (bornées) d'un entier à l'aide d'une unique relation d'ordre. Alors, le code de Gray deWalsh pour des classes de compositions et de permutations devient une sous-liste de celui de Knuth, lequel est à son tour une sous-liste du code de Gray réfléchi.
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Taïb, Najwa. "Analyse de la diversité microbienne par séquençage massif : méthodes et applications." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00926896.
Full textAbstract:
Les avancées des nouvelles techniques de séquençage (NGS) ont permis dans le cadre des études en écologie microbienne de passer de l'analyse de quelques centaines de séquences par étude à des centaines de millions de séquences. Cette différence quantitative des données produites a induit des différences qualitatives quant aux études réalisées. En effet, avec le changement du type de données, les approches classiques d'analyse ne peuvent être appliquées et il est devenu nécessaire de définir de nouvelles stratégies en tenant compte des contraintes que posent ces données. Alors qu'il était possible d'insérer classiquement quelques dizaines de séquences issues des techniques de première génération dans des phylogénies expertisées, le nombre de séquences généré aujourd'hui par les NGS à chaque expérience rend cette tâche irréalisable et nécessite la mise en place de nouvelles stratégies et l'utilisation d'outils adaptés. Par ailleurs, les outils disponibles d'analyse de la diversité microbienne adaptés aux amplicons de nouvelle génération, implémentent des approches probabilistes et/ou de recherche de similitude pour l'identification des séquences environnementales. L'approche phylogénétique quant à elle, bien qu'elle soit la plus robuste, n'est pas utilisée pour l'annotation taxonomique de ce type de données du fait de ses besoins en temps et en ressources de calcul. Au-delà de l'approche d'annotation taxonomique, les nouvelles techniques de séquençage posent également le problème de la qualité des séquences produites et son impact sur l'estimation de la diversité. Ainsi, ce travail de thèse avait pour objectif la définition d'une stratégie d'analyse bioinformatique de données de séquençage massif dans le contexte de l'étude de la diversité microbienne, en tenant compte des limitations imposées par les ressources informatiques actuelles (matérielles et logicielles) d'un côté, et de l'avantage des méthodes phylogénétiques par rapport aux autres approches d'annotation taxonomique. Ce travail a donné lieu au développement d'une chaîne de traitement proposant une série d'analyses allant des séquences brutes jusqu'à la visualisation des résultats, tout en replaçant les séquences environnementales dans un contexte évolutif. L'approche développée a été optimisée pour la gestion de gros volumes de données, et a été comparée en terme de précision d'affiliation aux autres approches communément utilisées en écologie microbienne. Les tests et simulations ont montré qu'à partir d'une taille d'amplicons de 400 pb, l'affiliation phylogénétique avait les meilleurs résultats mais aussi, que la qualité de cette affiliation différait selon la région hypervariable ciblée. La chaîne de traitements mise en place a ensuite été par implémentée dans un contexte de calcul à haute performance, notamment sur un cluster de calcul, pour proposer un service web dédié à l'analyse de la diversité microbienne.
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Desaphy, Jérémy. "L'analyse structurale de complexes protéine/ligand et ses applications en chémogénomique." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00997394.
Full textAbstract:
Comprendre les interactions réalisées entre un candidat médicament et sa protéine cible est un enjeu crucial pour orienter la recherche de nouvelles molécules. En effet, ce processus implique de nombreux paramètres qu'il est nécessaire d'analyser séparément pour mieux comprendre leurs effets.Nous proposons ici deux nouvelles approches observant les relations protéine/ligand. La première se concentre sur la comparaison de cavités formées par les sites de liaison pouvant accueillir une molécule. Cette méthode permet d'inférer la fonction d'une protéine mais surtout de prédire " l'accessibilité " d'un site de liaison pour un médicament. La seconde tactique se focalise sur la comparaison des interactions non-covalentes réalisées entre la protéine et le ligand afin d'améliorer la sélection de molécules potentiellement actives lors de criblages virtuels, et de rechercher de nouveaux fragments moléculaires, structuralement différents mais partageant le même mode d'interaction.
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Parsons, David. "Sélection indirecte en évolution Darwinienne : Mécanismes et implications." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00715781.
Full textAbstract:
Le modèle Aevol est un modèle d'évolution expérimentale in silico développé par Carole Knibbe et Guillaume Beslon pour étudier l'évolution de la structure des génomes. Aevol a permis d'identifier une très forte pression de sélection indirecte vers un certain niveau de variabilité mutationnelle du phénotype : la survie à long terme d'une lignée étant conditionnée à sa capacité à produire des mutations avantageuses sans pour autant produire trop de mutations délétères, un certain compromis entre robustesse et évolvabilité est indirectement sélectionné. Une conséquence de cette pression de sélection indirecte est le rôle central joué par le taux spontané de réarrangements chromosomiques dans la détermination de la structure du génome. Dans ce travail, nous avons modifié le modèle Aevol pour introduire d'une part un processus explicite de régulation de l'expression des gènes et d'autre part, une sensibilité aux similarités entre séquences dans les événements de recombinaison de l'ADN. Nous avons ainsi pu étudier l'effet de ces variations sur la sélection de second-ordre. Nous avons en particulier observé que celle-ci est extrêmement robuste aux choix de modélisation : les effets liés aux réarrangements sont en effet observés de la même façon lorsque les organismes possèdent un réseau de régulation (qui plus est, ces effets sont visibles sur le réseau lui-même), lorsque les réarrangements se produisent préférentiellement entre séquences similaires et lorsque les transferts horizontaux sont possibles. De plus, les effets de cette pression de sélection de second-ordre ne sont pas limités au niveau génomique : de forts taux de réarrangements tendent à donner lieu à des génomes présentant beaucoup d'opérons, très peu d'ARNs non-codants et des réseaux de régulation très simples. Au contraire, chez les organismes ayant évolué avec de faibles taux de réarrangement, la plupart des gènes sont transcrits sur des ARNs monocistroniques. Ces organismes possèdent un grand nombre d'ARNs non-codants et présentent des réseaux de régulation très complexes. Ces effets observés dans le modèle à différents niveaux d'organisation peuvent s'apparenter à de nombreuses caractéristiques observées chez les organismes réels. Ainsi les pressions sélectives indirectes observées grâce au model Aevol permettent de reproduire un large spectre de propriétés biologiques connues en ne modifiant que le seul taux de réarrangements dans le modèle. Ces mécanismes de sélection indirecte apparaissent donc comme de bons candidats pour expliquer ces mêmes observations sur les organismes réels.
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Meszaros, Evan Cadwallader. "Investigation of the Basis of Length Variability in the Marama (Tylosema esculentum) Large rDNA Intergenic Spacer." Case Western Reserve University School of Graduate Studies / OhioLINK, 2011. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1309890542.
Full text
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Hariharan, Janani. "Predictive Functional Profiling of Soil Microbes under Different Tillages and Crop Rotations in Ohio." The Ohio State University, 2015. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1435856176.
Full text
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Richardson, Rodney Trey. "Molecular analysis of honey bee foraging ecology." The Ohio State University, 2018. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1543239052414523.
Full text
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Radomski, Nicolas. "Sources des mycobactéries non-tuberculeuses dans les bassins versants." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00669399.
Full textAbstract:
L'eau et le sol sont considérés comme des sources potentielles de mycobactéries non-tuberculeuses (MNT). Parmi les infections humaines causées par les MNT d'origine environnementale, les infections pulmonaires et cutanées sont souvent décrites. Le manque de connaissances sur leur cycle de vie dans l'environnement requiert des outils analytiques, qui ne sont actuellement pas adaptés à ce type d'échantillons. Cette thèse vise donc premièrement à proposer des méthodes de quantification en bactériologie et en biologie moléculaire dans le but de déterminer les sources des MNT dans les bassins versants. Ainsi, la comparaison des méthodes d'isolement de MNT a montré que le traitement au chlorure de cetylpyridininium de l'eau suivi d'une culture en milieu riche supplémenté par un mélange d'antibiotiques (polymyxine B, amphotéricine, acide nalidixique, triméthoprime, carboxy-pénicilline) limitait la croissance des microorganismes interférents et éliminait moins de MNT que les autres méthodes comparées (Radomski et al. 2010, doi: 10.1128/AEM.00942-10). Bien que des espèces de MNT potentiellement pathogènes aient été isolées de l'eau de surface de la Seine en utilisant ces outils bactériologiques, la quantification des MNT ne s'est pas avérée reproductible. En conséquence, une méthode de quantification par polymérisation en chaîne en temps réel (qPCR) a été développée pour énumérer le genre Mycobacterium dans l'eau (Radomski et al. 2010, doi: 10.1128/AEM.02659-09). La nouvelle méthode développée, ciblant l'ARNr 16S, était plus spécifique que les autres méthodes qPCR publiées, ciblant un autre locus de l'ARNr 16S et le gène hsp65 (respectivement 100 % versus 44 % et 91 %). La comparaison des méthodes d'extraction d'ADN mycobactérien a montré que la lyse enzymatique combinée au bromure d'hexadécyltriméthylammonium était la procédure la plus efficace pour énumérer par qPCR les MNT dans des échantillons environnementaux. Ainsi, ces méthodes d'extraction d'ADN et de qPCR ont été utilisées pour étudier des sources de MNT dans des bassins versants. Dans un second temps, nous avons étudié trois sources potentielles de MNT : une ponctuelle et deux diffuses. Plus précisément, une station d'épuration (STEP) a été choisie comme source ponctuelle de MNT et a été étudiée en temps sec en fonction d'indicateurs de contamination fécale et des paramètres globaux habituellement contrôlés. Les MNT ont atteint 5,52×105±3,97×105 copies/L dans l'eau en entrée de STEP (84 % d'échantillons positifs), n'ont pas été détectées dans l'eau en sortie de STEP après décantation physico-chimique et biofiltration et ont été estimées à 1,04×106 ±1,75×106 copies/g dans les boues de STEP (50 % d'échantillons positifs). La plupart des MNT (98±2 %, correspondant à 2,45±0,78 log10) ont été éliminées par décantation physico-chimique et les MNT restantes (0,74×104 ±1,40×104 copies/L) ont été éliminées par biofiltration (53 % d'échantillons positifs). Ces résultats ont montré également que Mycobacterium, Escherichia coli et les entérocoques intestinaux possèdent des comportements significativement différents conduisant respectivement à trois modèles : hydrophobe, hydrophile et intermédiaire. Concernant les sources diffuses, la densité de MNT a été mesurée dans divers sols ruraux et urbains qui ont été caractérisés par différents paramètres physico-chimiques. Les densités de MNT les plus importantes ont été mesurées dans des sols de forêts tourbeuses (9,27×104±5,00×104 copies/g sec) et dans des sols faiblement urbanisés proches de marécages côtiers (1,71×106±2,85×106 copies/g sec) alors qu'aucune MNT n'a été détectée dans les autres types de sols étudiés. De plus, la densité de MNT a été significativement associée à des sols proches de zones acides et des teneurs fortes des sols en eau, matière organique et fer. Ces résultats suggéreraient que les MNT sont dépendantes de leur production intra et extracellulaire de chélateurs de fer et indiqueraient que les zones faiblement urbanisées pourraient être impactées par la proximité de marais acides. Afin d'étudier une autre source diffuse, les MNT et d'autres paramètres ont été mesurés lors d'événements pluvieux dans l'eau de surface de la Marne et de ses principaux affluents. Les densités de MNT ont été estimées à 2,16×105±2,36×105 copies/L dans environ 20 % des échantillons d'eau collectés, et elles ne différaient pas entre les zones péri-urbaines et rurales échantillonnées. Nos résultats ont montré que la pluviométrie et la durée de l'évènement expliquaient la diminution du nombre de MNT détectées dans l'eau de surface au cours de l'événement pluvieux de faible intensité (6,6 mm/h de pluviométrie cumulées en 5,5 h). Ces résultats ont souligné que certains affluents de la Marne pouvaient apporter des MNT en temps sec, mais qu'au cours de l'évènement pluvieux suivi les densités de MNT diminuaient.En guise d'amélioration à ces études appliquées, des réflexions sur les défis relatifs à la surveillance des microorganismes pathogènes dans l'environnement ont été explorées. En nous focalisant sur la MNT la plus pathogène, M. avium, nous avons discuté des défis de la détection et de l'énumération et proposé un guide d'adaptation des méthodes médicales aux échantillons environnementaux (Radomski et al. 2011, ed. A. Méndez-Vilas, Vol. 2). Ce guide se présente sous la forme d'un arbre de décision permettant de choisir les outils analytiques les plus appropriés pour surveiller les microorganismes pathogènes dans l'environnement. De plus, une stratégie in silico de comparaison de génomes bactériens totalement séquencés a été développée dans le but de décrire des nouvelles cibles de détection. L'analyse in silico des génomes totalement séquencés a permis de détecter 11 protéines présentant entre 80 % et 100 % de similarité dans les génomes mycobactériens et moins de 50 % de similarité dans les génomes non-mycobactériens des genres Corynebacterium, Nocardia et Rhodococcus. Sur la base d'alignements des séquences d'ADN de ces cibles potentielles, il a été possible de dessiner des amorces PCR et une sonde pour détecter le gène codant la sous-unité C de la synthase de l'adénosine triphosphate qui semble exclusivement conservée dans le génome mycobactérien. Le développement d'outils analytiques, en particulier la qPCR, a permis de montrer qu'une STEP éliminait efficacement les MNT et que le traitement des eaux usées est nécessaire pour préserver l'eau de surface de cette source ponctuelle de MNT. Il a été mis en évidence que les événements pluvieux diminuent la densité de MNT dans l'eau de surface et que les sols acides sont des sources naturelles majeures de MNT qui pourraient impacter des zones faiblement urbanisées en temps de pluie via le ruissellement. Concernant les réflexions sur la surveillance des microorganismes pathogènes dans l'environnement, l'arbre de décision des outils analytiques appropriés et la nouvelle stratégie in silico de détection de cibles moléculaires pourraient être appliqués pour l'étude d'autres microorganismes de l'environnement
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Deblais, Loic. "Understanding of Salmonella-phytopathogen-environment-plant interactions and development of novel antimicrobial to reduce the Salmonella burden in fresh tomato production." The Ohio State University, 2018. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1534437638478448.
Full text
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Delarue, Jocelyne. "Mise au point d'une méthode d'évaluation systémique d'impact des projets de développement agricole sur le revenu des producteurs : Etude de cas en région kpèlè (République de Guinée)." Phd thesis, INAPG (AgroParisTech), 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00772023.
Full textAbstract:
L'évaluation d'impact des projets de développement est aujourd'hui dominée par les méthodes quantitatives : expérimentales ou quasi-expérimentales. Elles sont toutefois difficilement applicables aux projets de développement agricoles, et elles ne permettent pas de quantifier l'impact sur toute la durée de vie des réalisations. Cette thèse propose une nouvelle méthode, l'évaluation systémique d'impact. Elle permet à la fois de comprendre les processus par lesquels l'impact se matérialise et de quantifier rigoureusement l'impact des projets de développement agricole sur le revenu des producteurs. L'analyse repose notamment sur la compréhension des dynamiques agraires et des stratégies des agriculteurs, et permet de quantifier l'impact ex-post mais également d'en modéliser ex-ante l'évolution pour les années suivantes.<br /> L'évaluation systémique d'impact est appliquée à deux grands types de projets en Guinée forestière : les projets d'aménagements de bas-fonds et un projet agro-industriel de plantations de palmiers à huile et d'hévéas. Ces deux études de cas démontrent notamment l'importance de ne pas se contenter de rechercher un impact moyen sur les ménages : l'existence d'impacts fortement différenciés par système de production est l'une des principales conclusions de cette thèse.
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Gunadi, Andika. "Characterization of Rps8 and Rps3 Resistance Genes to Phytophthora sojae through Genetic Fine Mapping and Physical Mapping of Soybean Chromosome 13." The Ohio State University, 2012. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1354640151.
Full text
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(7817588), Ziyun Ding. "Computational methods for protein-protein interaction identification." Thesis, 2019.
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<p>Understanding protein-protein interactions (PPIs) in a cell is essential for learning protein
functions, pathways, and mechanisms of diseases. This dissertation introduces the computational
method to predict PPIs. In the first chapter, the history of identifying protein interactions and some
experimental methods are introduced. Because interacting proteins share similar functions, protein
function similarity can be used as a feature to predict PPIs. NaviGO server is developed for
biologists and bioinformaticians to visualize the gene ontology relationship and quantify their
similarity scores. Furthermore, the computational features used to predict PPIs are summarized.
This will help researchers from the computational field to understand the rationale of extracting
biological features and also benefit the researcher with a biology background to understand the
computational work. After understanding various computational features, the computational
prediction method to identify large-scale PPIs was developed and applied to Arabidopsis, maize,
and soybean in a whole-genomic scale. Novel predicted PPIs were provided and were grouped
based on prediction confidence level, which can be used as a testable hypothesis to guide biologists’
experiments. Since affinity chromatography combined with mass spectrometry technique
introduces high false PPIs, the computational method was combined with mass spectrometry data
to aid the identification of high confident PPIs in large-scale. Lastly, some remaining challenges
of the computational PPI prediction methods and future works are discussed.
</p>
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Green, Robert. "Investigation of Cytochrome P450 Monooxygenases in S. homoeocarpa for Chlorothalonil Biotransformation." 2017. https://scholarworks.umass.edu/masters_theses_2/506.
Full textAbstract:
Sclerotinia homoeocarpa (F.T. Bennett) is one of the most economically important pathogens on high amenity cool-season turfgrasses where it causes dollar spot. Due to decades of over-reliance and repeated chemical treatments, S. homoeocarpa has developed resistance and insensitivity to multiple classes of fungicides. To understand the genetic mechanisms of fungicide resistance, the whole genomes of two strains with varying resistance levels to fungicides, were sequenced. In unpublished data (Sang et al.), a RNA-sequencing analysis revealed three CYP450s that were validated to play a functional role in S. homoeocarpa’s resistance against different fungicide classes. We also identified CYP450 metabolic action on the multi-site mode of action fungicide chlorothalonil. Chlorothalonil is an extensively used contact fungicide and has been known to be persistent in soils. Yet, S. homoeocarpa resistance to chlorothalonil has not been reported in the field. High Performance Liquid Chromatography (HPLC) indicated faster rates of chlorothalonil biotransformation by CYP450 overexpression strains when compared to the wild-type. We show by GC-MS that the primary transformation intermediate found in soils, 4-hydroxy-2,5,6 trichloroisophthalonitrile is produced by CYP450s’ metabolism.
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Li, Min. "Microarray analysis of soybean treated with Fusarium toxin and development of a soybean gene expression database /." 2007. http://gateway.proquest.com/openurl?url_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:dissertation&res_dat=xri:pqdiss&rft_dat=xri:pqdiss:3290462.
Full textAbstract:
Thesis (Ph.D.)--University of Illinois at Urbana-Champaign, 2007.<br>Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 68-11, Section: B, page: 7040. Adviser: Steven J. Clough. Includes supplementary digital materials. Includes bibliographical references (leaves 86-98) Available on microfilm from Pro Quest Information and Learning.
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Jones, Sarah I. "Transcript profiling of soybean seed development from fertilization to maturity /." 2009. http://gateway.proquest.com/openurl?url_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:dissertation&res_dat=xri:pqdiss&rft_dat=xri:pqdiss:3362932.
Full textAbstract:
Thesis (Ph.D.)--University of Illinois at Urbana-Champaign, 2009.<br>Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 70-06, Section: B, page: 3290. Adviser: Lila O. Vodkin. Includes bibliographical references (leaves 159-165) Available on microfilm from Pro Quest Information and Learning.
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Aguiar, Taylor. "Transposable Elements in Fusarium oxysporum & Growth Inhibition of Fusarium oxysporum Using Pepper Extracts." 2018. https://scholarworks.umass.edu/masters_theses_2/627.
Full textAbstract:
The following contains two projects focused on the fungal pathogen, Fusarium oxysporum. The first project was purely computational in the examination of transposable elements (TEs), which are mobile sequences with the ability to multiply and move in their host genome. In F. oxysporum, TEs such as miniature impala elements are associated with the secreted in xylem gene that are related to its virulence over its host. The F. oxysporum species complex can be utilized as a model system for the examination of TE content and TE expression during the infection cycle. To find whether TEs play a role in the infection process and if their expression changes when fungi are in planta, a comparison was made using RNA-seq data from a pathogenic (Fo5176) and a non-pathogenic strain (Fo47) of F. oxysporum interacting with the model plant Arabidopsis thaliana. Complementary to this, the copy numbers of the same TEs were calculated in the two aforementioned strains and in F. oxysporum f.sp. lycopersici 4287 (Fo4287) to find if there was a correlation between expression and copy number. Using these two different datasets together showed that TE expression and copy number are lower in the non-pathogenic strain and unlinked in the infection course.
The second project examined the growth inhibition of Fusarium oxysporum isolates Fo32931 (the isolate pathogenic to immunocompromised humans) and Fo4287 with the use of extracts from chilies of Capsicum chinense. Pepper plants were grown from seed and the peppers were harvested for an ethanol (100%) extraction. After preparation, the optical density of growth of the F. oxysporum isolates was measured for a 48-hour period with 96-well plate containing varying concentrations of the extracts and controls. Growth curves were analyzed and normalized to a growth control. After doing High Performance Liquid Chromatography, an estimated concentration of capsaicin (the causal agent of the burning sensation from hot chilis) was established. A correlation between the amount of growth inhibition and the concentration of capsaicin was made. Taken together, the data suggests that an increase of capsaicin concentration in extracts is correlated with reduced growth for the two tested isolates of F. oxysporum.