Academic literature on the topic 'Interaction génotype x environnement'

Les effets du génotype et du sexe du veau, de l’année de naissance, de l’âge de la vache au vêlage, de l’âge du veau au sevrage et de la date de naissance du veau sur le poids à la naissance, le gain moyen quotidien avant sevrage, le poids au sevrage et le poids au sevrage ajusté ont été étudiés. Ces données ont été obtenues à partir de veaux aux trois-quarts-de-sang Montbéliard (M3G1) et aux trois-quarts-de-sang Holstein (H3G1) dans la zone tropicale montagneuse du Cameroun. Les effets du génotype du veau, de l’année de naissance et de l’âge de la vache au sevrage ont eu une influence significative sur les caractères de croissance et le poids au sevrage. Les veaux H3G1 ont été significativement plus lourds de 10% que les veaux M3G1 au sevrage. Comme prévu, les veaux mâles avaient tendance à être plus lourds à la naissance et au sevrage que les femelles du même âge. Toutefois, ces différences n’étaient pas statistiquement significatives. Par ailleurs, cette étude suggère que la génétique (génotype) et la gestion (âge de la mère et année de naissance du veau) devraient être prises en compte conjointement afin d’optimiser la croissance des bovins laitiers issus de croisements dans cet environnement.

La productivité des brebis F1 issues du croisement entre la race prolifique D’man et la race locale Queue fine de l’Ouest (D’man x QFO) accouplées en croisement terminal avec des béliers de race Brune noire de Suisse (BNS) a été quantifiée et comparée à celle (i) des brebis QFO et D’man respectivement conduites en race pure en station de recherche à l’Ecole supérieure d’agriculture du Kef (Esak) et (ii) des brebis QFO conduites également en race pure mais en conditions de production (El-Mabrouka). A l’Esak, les données relatives à 343, 168 et 323 agnelages respectivement des brebis de race QFO, D’man et femelles croisées D’man x QFO, collectées entre 1995 et 2003, ont été utilisées. A la naissance, la taille de la portée moyenne a été de 1,17 ± 0,37, 1,76 ± 0,71 et 1,40 ± 0,55 respectivement pour les brebis QFO, D’man et D’man x QFO alors qu’à 90 jours après la mise bas, ces performances ont été de 1,13 ± 0,40, 1,65 ± 0,70 et 1,31 ± 0,54. L’année de mise bas, le génotype de la brebis ainsi que leur interaction ont été des sources de variation significatives des tailles de la portée. A 10 jours après l’agnelage, la productivité pondérale des brebis de race QFO a été de 7,3 ± 2,5 kg et significativement plus élevée (p < 0,05) que celle des brebis D’man (6,6 ± 2,7 kg) et D’man x QFO (7,0 ± 2,3 kg). Cette tendance s’est inversée à 90 jours après l’agnelage pour les brebis D’man x QFO et D’man avec respectivement 22,9 ± 7,7 et 22,5 ± 12,0 kg, et 19,5 ± 6,7 kg pour les brebis QFO. Excepté l’âge de la brebis, les autres sources de variation ont affecté de manière très significative (p < 0,001) les mesures de productivité pondérale. A El-Mabrouka, les 1 048 et 529 agnelages relatifs respectivement aux brebis de race QFO et croisées D’man x QFO pour les années 1999, 2000 et 2001 ont été utilisés. L’année, le génotype de la brebis ainsi que son âge ont été des sources de variation très significatives (p < 0,001) de la taille de la portée à la naissance. Les femelles croisées ont produit en moyenne par portée 0,2 agneau de plus que les brebis de race QFO (p < 0,05). L’écart de productivité pondérale à 70 jours a été de l’ordre de 3 kg par brebis en faveur des brebis D’man x QFO. Les facteurs retenus ont généralement été des sources de variation significatives (p < 0,05) pour toutes les mesures de productivité pondérale. Les progrès réalisés dans la productivité ne justifient peut-être pas la mise en place d’un schéma de croisement qui exige beaucoup de rigueur et dont la gestion est laborieuse.

L’objectif de cet article est d’identifier, parmi sept nouveaux génotypes (P 625-1, P 746-1, Q 674-2, Q 723-4, Q 792-2, R 663-4 et R 689-1) de cotonnier, ceux dont les performances sont supérieures à celles des trois variétés actuellement vulgarisées au Bénin (ANG956, OKP768, KET782). De 2015 à 2017, 146 essais variétaux ont été conduits en milieux contrôlé et paysan. Tous les nouveaux génotypes sont évalués en milieu contrôlé alors que seuls P 625-1 et P 746-1 sont testés par les paysans. Le dispositif expérimental est un Bloc Aléatoire Complet. Une analyse de variance suivant un modèle linéaire mixte a été conduite. L’interaction génotype x environnement a été estimée par le modèle Additve Main effects and Multiplicative Interaction (AMMI). Les rendements étaient faibles en 2015 et se sont progressivement améliorés, sans interactions génotype x année significative. L’interaction génotype x zone est faible (1,5 %) mais significative (P<0,001). Les génotypes R 663-4 et P 625-1 sont les plus performants en milieu contrôlé respectivement dans les zones nord et sud. En milieu paysan, le génotype P 746-1 est meilleur dans la zone nord. Il en est de même pour le génotypes P 625-1 dans la zone sud.

Les objectifs et méthodes d’amélioration génétique doivent évoluer pour répondre aux enjeux du développement durable des filières d’élevage. Dans toutes les espèces, il s’agit désormais d’améliorer la robustesse des animaux en promouvant leurs capacités d’adaptation, en intégrant dans les objectifs des programmes de sélection de nombreux caractères d’efficience, en particulier de santé et d’adaptation à des ressources alimentaires moins standardisées et de qualité fluctuante, à des environnements changeants et variés, et au changement climatique. Cela amène à considérer les interactions génotype x environnement dans la prédiction des valeurs génétiques et à évaluer les performances des animaux dans des systèmes à moindres intrants, notamment alimentaires et médicamenteux. Depuis la fin des années 2000, la méthode mise en œuvre progressivement dans toutes les filières est la sélection génomique qui, en déconnectant le calcul des valeurs génétiques des candidats à la sélection de l’obtention de phénotypes, facilite la sélection de nouveaux caractères et la prise en compte des interactions génotype x environnement. Dans un futur relativement proche, il sera techniquement possible de mettre en œuvre des stratégies de modification et sélection ciblées des génomes qui pourraient substantiellement accroitre les gains de progrès génétique en comparaison avec ceux obtenus dans les programmes actuels de sélection génomique. Toutefois, l’utilisation de ces nouvelles techniques de sélection animale pose de nombreuses questions, tant sur le plan scientifique, qu’opérationnel, éthique ou politique.

Le soja (Glycine max. (L.) Merrill) est une culture légumineuse ne nécessitant pas d’engrais azoté, conduite avec peu de traitements phytosanitaires, présentant un bilan «gaz à effet de serre» très favorable et fournissant des graines riches en protéines (38 à 42 % de la matière sèche). L’eau est le principal facteur limitant de la production de soja (Merrien, 1994), en particulier pour les systèmes de culture du Sud-Ouest de la France confrontés au changement climatique (sécheresses plus fréquentes) et à la pression grandissante sur l’utilisation des ressources en eau pour l’irrigation. Un déficit hydrique imposé durant la période de remplissage des graines s’avère très pénalisant pour le rendement du soja (Pardo et al., 2015). Face à des contextes de production diversifiés et diversement contraints par l’eau, les caractéristiques de la variété prennent de plus en plus de poids (Maury et al. 2015). La démarche mise en œuvre dans la thèse repose sur trois approches bien connectées : (i) l’analyse de processus physiologiques en conditions contrôlées et le phénotypage variétal (i.e. la réponse de la phénologie à la température et à la photopériode pour une large gamme variétale), (ii) l’évaluation des interactions génotypeenvironnement-conduite culturale (IGEC) pour des variétés de référence au champ avec différentes dates de semis et conduites hydriques, et (iii) la modélisation dynamique des IGEC. La réponse de 10 génotypes au dessèchement progressif du sol a été évaluée en 2017 et 2018 sur la plateforme Heliaphen. La réponse de la germination à la température a été étudiée pour caractériser les températures cardinales des génotypes étudiés. Elle a été complétée par une expérimentation en pots sur la plateforme Heliaphen, mettant en jeu plusieurs dates de semis de mars à juillet, pour étudier la réponse de ces génotypes à la photopériode et à la température. Les informations recueillies au cours de ces deux expérimentations ont permis de développer et calibrer un algorithme simplifié de phénologie (dit SPA). Des expérimentations au champ combinant différentes dates de semis et conduites hydriques ont été réalisées dans le cadre du projet Sojamip (2010-2014) et de la thèse (2017-2018). Toutes ces données, produites en Occitanie (de Toulouse à Béziers), ont permis de calibrer et d’évaluer le modèle STICS pour le soja. Le modèle a pu être utilisé pour effectuer un diagnostic a posteriori des conditions rencontrées par les génotypes au champ. Nos résultats montrent la diversité des réponses pour une gamme représentatives des génotypes de soja cultivés en Europe vis-à-vis de la photopériode, de la température et du stress hydrique. Les performances satisfaisantes de l’algorithme de phénologie ont permis d’explorer les zones de culture des variétés étudiées sous les climats actuels et futurs en France. L’étude de la réponse au stress hydrique a permis de mettre en évidence des génotypes qui maintiennent plus ou moins longtemps leur fonctionnement stomatique (types « conservateur » et « performant »). Les performances du modèle STICS ont été satisfaisantes, sauf pour la simulation du rendement et des caractéristiques du grain (huile, azote), mettant en évidence le besoin d’une adaptation des formalismes pour le soja. Le modèle a pu être utilisé pour diagnostiquer les conditions expérimentales au champ à partir d’indices de stress. Ce diagnostic a permis de montrer l’intérêt du semis précoce pour décaler le cycle du soja et ainsi réduire l’intensité et la durée des stress hydriques subis. En conclusion, nous avons montré que l’étude intégrée des IGEC est nécessaire pour comprendre les situations auxquelles les plantes de soja ont dû faire face. Il sera nécessaire de poursuivre la démarche d’exploration en utilisant le modèle STICS pour tester de nombreuses conduites culturales et traits variétaux. Cette perspective permettra de proposer des idéotypes de soja pour les environnements contraints par l’eau en France voire en Europe<br>Soybean (Glycine max. (L.) Merrill) is a leguminous crop that does not require nitrogen fertilizer, which is grown with few pesticides, has a very good greenhouse gas balance and provides protein-rich seeds (38 to 42% of the dry matter on average). Water is the main limiting factor in soybean production (Merrien, 1994), particularly for cropping systems in southwestern France facing the context of climate change (more frequent droughts) and increasing pressure on the use of water resources for irrigation. A water deficit imposed during the seed filling period is particularly detrimental to soybean yield (Pardo et al., 2015). Facing diversified and diverse production contexts constrained by water, the characteristics of the variety are becoming increasingly important (Maury et al. 2015). The approach implemented in the thesis is based on three wellconnected approaches: (i) analysis of key physiological processes under controlled conditions and varietal phenotyping (i.e. phenology response to temperature and photoperiod over a wide varietal range), (ii) evaluation of genotype-environment-crop management interactions (GEMI) for field reference varieties with different planting dates and water management, and (iii) dynamic modelling of GEMI. The response of 10 genotypes to progressive soil drying was evaluated in 2017 and 2018 on the Heliaphen outdoor platform. The germination response to temperature was studied to characterize the cardinal temperatures of the genotypes tested. It was completed by a pot experiment on the Heliaphen platform, involving several planting dates from March to July, to study the response of these same genotypes to photoperiod and temperature. The information collected during these two experiments made it possible to develop and calibrate a simplified phenology algorithm (SPA). Field experiments combining different planting dates and water managements were carried out as part of the Sojamip project (2010-2014) and the thesis (2017- 2018). All these data, produced in the Occitanie region (from Toulouse to Béziers), made it possible to calibrate and evaluate the STICS model for Soybean. The model could be used to perform a posteriori diagnosis of the conditions encountered by genotypes in the field. Our results show the diversity of responses of soybean genotypes grown in Europe to photoperiod, temperature and water stress. The satisfactory performance of the phenology algorithm made it possible to explore the cultivation areas of the varieties studied under current and future climates in France. The study of the response to water stress made it possible to identify genotypes that maintain their stomatal functioning for a longer or shorter period of time ("conservative" vs "efficient" types). The performance of the STICS model was satisfactory, except for the simulation of the yield and characteristics of the grain (oil, nitrogen), highlighting the need for an adaptation of the formalisms for soybean. The model was able to be used to diagnose experimental conditions in the field through the calculation of stress indices. This diagnosis made it possible to show the interest of early planting to delay the soybean cycle and thus reduce the intensity and duration of water stress. In conclusion, we have shown that the integrated study of GEMIs is necessary to understand the situations that soybean plants have faced. However, it will be necessary to continue the exploration process using STICS to be able to test many cultural practices and varietal traits. This perspective will make it possible to propose soybean ideotypes for waterconstrained environments in France and possibly Europe

Un des principaux enjeux de l’amélioration des plantes consiste aujourd’hui à faire face au changement climatique, en assurant un rendement élevé et plus stable dans des systèmes agricoles économes en intrants (eau, fertilisants) et respectueux de l’environnement. Les nouvelles variétés de blé devront non seulement être tolérantes aux stress hydriques et aux fortes températures, mais aussi continuer à être productives avec des apports limités en fertilisation, tout en maintenant une qualité du grain adaptés aux différents usages. De nouvelles méthodes de prédiction des réponses des blés à ces stress sont indispensables pour avancer dans cette direction. Dans ce travail, nous avons tout d’abord identifié les stress qui régissaient les interactions entre génotypes et les environnements (GxE) dans les essais considérés, puis développé un modèle génomique de l’adaptation à un stress environnemental (Factorial Regression genomic Best Linear Unbiased Prediction ou FR-gBLUP), en particulier pour le stress hydrique. En émettant l’hypothèse que plus des variétés de blés sont génétiquement proches, plus elles répondront de façon similaire à un stress environnemental donné, nous avons mesuré par validation croisée des gains de précision de prédiction par rapport à un modèle additif variant entre 3.5% et 15.4%. Des simulations complètent l’étude en démontrant que plus la part de variance expliquée par les réponses au stress considéré est importante, plus le modèle FR-gBLUP apporte un gain de précision. Pour prédire les réponses variétales à un stress particulier, les environnements doivent être finement caractérisés pour les stress limitant le développement des plantes. En nous intéressant plus particulièrement au stress azoté en France, nous avons établi des indicateurs de stress à partir d’un modèle de culture, et les avons comparés à des indicateurs classiques, tels que le type de conduite azotée ou l’azote disponible. Nous avons ainsi mis en évidence l’intérêt des modèles de culture pour caractériser les interactions GxE et pour prédire la réponse génomique au stress azoté, à condition que le signal d’interaction soit assez fort. Au-delà de l’application potentielle de ces méthodes pour la sélection ou la recommandation de variétés de blés plus adaptées ou plus résistantes au changement climatique, les résultats de ce travail démontrent aussi l’intérêt de la complémentarité des approches éco-physiologiques et génétiques<br>In a climate change context, assuring high and stable yield in more sustainable agricultural systems is a major challenge for plant breeding. We are aiming for future wheat varieties which will be heat and drought tolerant, and also productive in limited fertilization input environments. New prediction methods of the response to these stresses are needed to move forward. In this study, we first identified stresses that generated interactions between genotypes and environments (GxE) in our experimental trials and then developed a genomic model for adaptation to a particular environmental stress (Factorial Regression genomic Best Linear Unbiased Prediction ou FR-gBLUP), in our case drought. This model hypothesizes that the more individuals are genetically close, the more their response to a stress will resemble. We used cross-validations to measure prediction accuracy gains compared to an additive model and observed gains between 3.5% and 15.4%. Besides, simulation studies showed that the more the variance explained by the responses to the stress is important, the more the FR-gBLUP model will improve the additive model. Furthermore, fine characterization of the stresses limiting the plants’ growth is required to predict varietal responses to a particular stress. We focused on the particular case of nitrogen stress in France. By establishing crop model based stress indicators and comparing them to classical indicators, such as the management system or the available nitrogen, we pointed out the interest of crop model to characterize GxE interactions and to predict the genomic response to nitrogen stress, as long as the GxE interaction signal is strong enough. Beyond the potential applications of these methods for breeding or recommendation for varieties more adapted or tolerant to environmental stresses, this study also raises the interest of coupling eco-physiological and genetics approaches

Un objectif majeur en amélioration des plantes est de développer des variétés dont les performances agronomiques seront optimales dans les différentes conditions environnementales de l'aire de culture. Pour cela, le développement d'une gamme de génotypes différenciés mais adaptés spécifiquement à l'une ou l'autre des contraintes environnementales, est une voie possible. Une telle stratégie nécessite l'exploration et l'interprétation du terme statistique d'interaction génotype x environnement (GxE). L'objectif de cette thèse est d'interpréter en termes d'adaptation les variations de performances génotypiques atypiques entre environnements et de préciser le déterminisme génétique du comportement génotypique différentiel à ces contraintes. Le caractère étudié, est la teneur en protéines du grain de blé dur. 288 lignées recombinantes correspondant à 6 populations issues d'un demi-diallèle entre 4 variétés ont été expérimentées dans 11 environnements différents et génotypées. La typologie environnementale a été réalisée à l'aide de différentes caractéristiques liées au pédoclimat, à l'itinéraire technique, ainsi qu'à la croissance et au développement des génotypes parentaux. Parmi ces covariables environnementales, celles correspondant à la réserve en eau du sol, à la demande climatique en eau de la plante au cours de la phase " dernière feuille- floraison " ainsi que les stress thermique de fin de cycle se sont avérées les plus pertinentes pour expliquer l'effet principal environnement (> 40 %) alors que l'état azoté de la plante, les indices de stress thermiques et l'évapotranspiration de la phase reproductrice du cycle expliquait 16 à 20 % du terme d'interaction GxE. Cette caractérisation environnementale nous a permis d'interpréter les fortes interactions entre Aptitude Générale à la Combinaison individuelle (principale composante de la valeur en croisement) et milieu en termes de réponse adaptative. A partir d'une carte génétique non saturée, 3 QTL 'Protéines' (2 sur le chromosome 2A et 1 sur le 3B) ont été identifiés. Ils expliquaient entre 7. 7 et 12. 4 % de la variation phénotypique globale. Par régression factorielle, des interactions QTLxE significatives ont été également mises en évidence pour 5 régions chromosomiques : 3 d'entre elles correspondent aux QTL précédents (2A et 3B) corroborant l'hypothèse " sensibilité allélique " pour expliquer l'origine de la plasticité alors que les 2 autres étant situés sur les chromosomes 6B et 7B. Les fortes températures au cours de la période post-floraison, ainsi que la demande d'évapotranspiration au cours de la phase préfloraison expliquant une part conséquente de ces interactions, les allèles favorables pour une gamme de conditions donnée ont été identifiés. Ces données suggèrent qu'à terme une sélection assistée par marqueurs pourrait être mise en œuvre pour la réalisation de génotypes adaptés à des conditions stressantes spécifiques.

Accroître la biodiversité dans les agroécosystèmes est une stratégie écologique qui permettrait de rendre les productions plus durables. Une des pistes prometteuses est la culture en association de deux espèces sur une même parcelle et pendant une durée significative de leur cycle de développement. Ces cultures associées et notamment les mélanges céréalelégumineuse présentent de nombreux avantages, en particulier dans les systèmes à faible disponibilité en azote, en termes de production, de qualité et de bénéfices environnementaux. Ces performances sont étroitement liées à l’expression des complémentarités de niche et la réduction des effets de compétition entre les composantes de l’association. Les interactions interspécifiques dépendent fortement des caractéristiques phénotypiques (physiologie, morphologie, phénologie) des espèces et variétés associées. L’objectif de notre travail était d’étudier l’effet de la variabilité génotypique de espèces sur les performances des cultures associées de blé dur-légumineuse à graine et d’analyser le comportement des cultivars vis-à-vis des interactions inter et intra-spécifiques. Pour cela, nous avons mis en place deux expérimentations de 2011 à 2013 afin de tester plusieurs combinaisons de variétés présentant des traits phénotypiques différents. Chaque variété a été semée en culture pure en densité normale et en demi-densité (afin d’étudier les interactions intra-spécifiques) et en association de type substitutive (les deux espèces sont semées en demi densité et en mélange sur le rang) afin d’étudier les interactions interspécifiques. Nos résultats ont confirmé que le comportement d’un génotype est variable entre culture pure et association et que la performance d’une espèce en association dépendrait de sa performance en culture pure mais aussi de sa compétitivité. Ce pouvoir compétitif est sensible aux traits phénotypiques de chaque espèce et à la variation des conditions pédoclimatiques. Une analyse de la dynamique des interactions interspécifiques montre qu’à partir de la période de floraison des légumineuses, les compétitions deviendraient plus intenses et pourraient influencer les rendements en grains. In fine, ce travail nous a permis d’identifier des traits marqueurs de la performance des légumineuses en association qui serviront à concevoir des idéotypes adaptés aux couverts plurispécifiques afin d’optimiser les services rendus par ces systèmes cultivés<br>Increasing biodiversity in agroecosystems may contribute to a sustainable productions. Intercropping, the growth of two or more species in the same space at the same time, is considered as a practical application of ecological principles based on biodiversity. Grain legume-cereal intercropping reveals many potential advantages in productivity, stability of outputs and ecological sustainability particularly in low N-input systems. These advantages occur when intercrop components have a complementary ecological niches and competitive interaction are reduced. Interspecific interactions are greatly influenced by phenotypic traits (physiological, morphological and phenological) among cultivars and species. The aim of our study is to study the effect of genotypic variability of species on the performance of durum wheat-grain legume intercrops and to analyze the response of cultivars toward inter and intraspecific interactions. An experimental trial was carried out during two years (2011 to 2013) to test different cultivar combinations. Each cultivar and specie was cultivated as sole crop, half density sole crop and intercrop in a replacement design to evaluate inter- and intra-specific interactions. Our results confirmed that genotype behavior is different between sole crop and intercropping. The intercrop performance is dependent on its performance on sole crop and on its competitiveness. Phenotypic traits and pedoclimatic conditions influence the competitive ability of intercrops. Besides, a dynamic analysis of interspecific interactions shows that from the legumes flowering period, competitions would be the most intense and would impact the grain yield. Finally, this study has allowed to identify some indicators of the performance of grain legumes on intercropping that would help to concept ideotypes adapted to multispecies systems in order to optimize their advantages

Au Sahel, la répartition des pluies irrégulière dans le temps et dans l’espace engendre une forte interaction variété x année et variété x lieu. Pour déterminer les variétés les plus productives en espérance en fonction des lieux, il faudrait de nombreuses années d’expérimentation en chaque lieu, ce qui prendrait beaucoup de temps.Une alternative est de maximiser la production prédite à l’aide d’un modèle de culture décrivant la croissance et le développement de cultures en interaction avec leurs conditions agro-environnementales.La production à maximiser est moyenne sur une distribution de probabilitéd’entrées environnementales, spécifique du lieu, alors que les paramètres variétaux qui maximisent cette production définissent un but de sélection que l’on appelle idéotype.Dans ce travail, nous voulons déterminer une carte d’idéotypes de sorgho. Nous sommes donc confrontés à un problème d’optimisation d’un modèle complexe. Une méthode classiquement utilisée dans ce contexte est la méthode Efficient Global Optimization (EGO), fondée sur un métamodèle de krigeage. Ici, une telle approche n'est pas adaptée. En effet, la distribution des entrées météorologiques suit un modèle stochastiquedont les paramètres varient continûment dans l’espace en suivant un gradient Nord-Sud. L’optimisation des paramètres variétaux est alors conditionnelle à ces paramètres de climat. D’autre part, la fonction à maximiser n’est connue que par un nombre limité de simulations, donc à une erreur près.Notre cadre de travail concerne donc l'optimisation conditionnelle d'une fonction bruitée. Les extensions existantes de l'algorithe $EGO$ ne prennent pas en charge ce cadre. Dans cette thèse, un nouveau critère pour l'optimisation conditionnelle d'une fonction bruitée est proposée et étudié. Une métaphore de l'optimisation conditionnelle est la recherche d'une ligne de crête. A partir de simulations sur des fonctions test, une étude des performances de ce nouveau critère est proposée, de même qu'une comparaison avec le critère habituellement utilisé pour la recherche de ligne de crête. Les résultats de cette étude montrent l'intérêt de notre critère.L'application à la cartographie d'idéotypes de sorgho a été testée sur l'espace couvert par le Sénégal, le sud du Mali et le Burkina Faso. Elle a consisté à maximiser le rendement espéré en fonction de 4 paramètres du modèle Samara : la longueur de la phase végétative, la longueur maximale des racines, le potentiel de réserve des tiges, et la mortalité des feuilles. Les résultats de cette optimisation recoupent en partie l'analyse de sensibilité menée sur ces mêmes paramètres<br>In the Sahel region, the irregular rainfall distribution in time and space generates variety x year and variety x location interactions. Therefore, determining variety with the best expected yield would take many years of experimentation in each location.Alternatively, the best variety could be identified by maximizing the predicted yield using a crop simulation model that describes growth and development of a crop in interaction with agro-environmental conditions.The average yield depends on the probability distribution of environmental inputs, which is location specific, while the cultivar parameters that maximizethis yield define the ideotype, i.e. the selection target.In this work, we want to draw the map of sorghum ideotypes in Sub Saharan Africa. To face the problem of optimizing a complex model, an algorithm conventionally used in this context is the Efficient Global Optimization method (EGO), based on kriging as a surrogate model. Here, the distribution of meteorological inputs follows a stochastic model whose parameters varycontinuously in space along a North-South gradient. Consequently, the optimization of varietal parameters is conditional on these climate parameters. Moreover, the function to maximize is noisy, because expectation and quantilesare merely estimated with a limited number of simulations. We aimed at adapting the EGO algorithm to the conditional optimization of a noisy function. Extensions exist either for the optimization of noisy functions or for the conditional optimization of deterministic functions, ie the search for the values of a subset of parameters that optimize the function conditionally to the values taken by another subset, which are fixed. A metaphor for conditional optimization is the search for a crest line. No method has yet been developed for the conditional optimization of noisy functions: this is what we propose in this thesis. Testing this new method on test functions shows that, in case of a high level of noise on the function, the PEQI criterion that we propose is better than the PEI criterion usually implemented in such a situation.The application of this new optimization method sorghum ideotypes parameters mapping has been tested in the area covered by Senegal, southern Mali and Burkina Faso. It consisted in maximizing the expected yield with respect to 4 parameters of Samara model: vegetative phase length, maximum root length, stem reserve potential, and leaf mortality. The results of this optimization partly coincide with the sensitivity analysis conducted on these same parameters

La forme, et donc l’architecture d’une plante ornementale en potcomme le rosier buisson détermine sa qualité visuelle et peut êtrecontrôlée via la création variétale et/ou l’utilisation de techniquesculturales comme l’application de facteurs environnementaux.Cependant, ces méthodes sont appliquées empiriquement etprennent rarement en compte l’interaction Génotype x Environnement(GxE). Dans un premier temps, cette étude a montré que, parmiles trois techniques culturales testées sur cinq à huit cultivarsde rosier buisson de formes contrastées, la restriction hydrique modifiait fortement l’architecture avec un effet compactant. Une forteinteraction GxE a également été montrée avec trois réponses architecturales,de faible à forte, pouvant s’expliquer en partie par desconcentrations différentes en cytokinines et acide salicylique entregénotypes.Dans un deuxième temps, l’analyse génétique par cartographiede l’architecture du rosier à partir de deux populationsconnectées en ségrégation et remontantes a montré que la plupartdes caractères architecturaux étudiés étaient contrôlés par un ouplusieurs QTLs à effets faibles dont certains étaient infl uencés parl’environnement et/ou par le fond génétique. L’introgression detels caractères dans d’autres fonds génétiques par exemple seradonc vraisemblablement diffi cile. Cette étude a souligné l’importancede prendre en compte les interactions GxE et QTLxE pourmieux raisonner les programmes de création/sélection, mais aussipour l’utilisation des techniques culturales dans le but de contrôler l<br>The shape and therefore the architecture of a potted ornamentalplant such as bush rose determines its visual quality. It can becontrolled by plant breeding and/or cultivation techniques suchas the environmental factor application. However, these methodsare used empirically and rarely take into account the Genotypex Environment interaction (GxE). Firstly, among three cultivationtechniques evaluated on fi ve to eight rose bush cultivars withcontrasted shapes, water restriction highly modifi ed the architectureleading to more compact plants. A high GxE interaction was revealedwith three architectural responses ranging from low to high. Theywere partly explained by different cytokinins and salicylic acidconcentrations between genotypes.Secondly, the genetic analysisby mapping of the bush rose architecture based on two connectedrepeat-blooming populations in segregation showed that most ofthe architectural traits were controlled by one or several QTLs withlow effects. Some of them were infl uenced by the environmentand/or by the genetic background. The introgression of such traitsin different genetic backgrounds for example will likely be diffi cult.This study underlined the importance of taking into considerationthe GxE and QTLxE interactions to better orientate breedingprograms but also to better use cultivation techniques in order to control plant architecture

La France est l’un des premiers producteurs européens d’orge brassicole (Hordeum vulgare L.) et le premier exportateur mondial de malt. La production d’orge brassicole repose actuellement sur une utilisation massive d’intrants de synthèse et entraîne comme d’autres grandes cultures des impacts négatifs sur l’environnement et la santé des consommateurs. Ce travail a pour objectif de concevoir et d’évaluer des variétés et des itinéraires techniques pour cette espèce permettant une production quantitative et qualitative élevée avec un moindre recours aux intrants de synthèse. À partir d’un réseau d’essai multilocal, nous montrons que la teneur en protéines et le rendement calibré (poids des grains &gt;2.5 mm) des orges brassicoles doivent être spécifiquement améliorés pour les conduites techniques en bas niveau d’intrants. Sur cette base, nous avons identifié les caractéristiques variétales favorables à une faible perte de teneur en protéines et de rendement calibré en situation de stress azoté.Puis, après avoir développé un modèle de culture adapté à cette espèce, nous avons identifié des stratégies de fertilisation azotées offrant les meilleurs compromis entre production quantitative et qualitative, tout en minimisant les pertes en azote vers l’environnement. Grâce à une caractérisation précise des environnements de production français, les meilleures stratégies de fertilisation azotée ont été identifiées localement. Enfin, nous avons identifié de nouvelles combinaisons de caractéristiques variétales permettant d’optimiser la production d’orge dans des situations d’intrants réduits. Nous montrons in silico, qu’adapter simultanément les caractéristiques variétales et de l’itinéraire technique permet d’atteindre des performances comparables aux variétés actuelles dans des itinéraires techniques avec recours intensif aux intrants. Nous discutons des méthodes de sélection adaptées pour identifier les variétés les plus performantes dans des situations d’intrant réduit. Enfin, nous revenons sur la démarche de conception mobilisée<br>France is the largest European producer of malting barley (Hordeum vulgare L.) and the leading exporter of malt worldwide, accounting for 20% of world trade. French barley production has relied heavily on the use of synthetic inputs and has led, as other arable crops, to considerable environmental damage. The aim of this study is to design and evaluate crop and management ideotype adapted to a lower use of synthetic fertilizer. From a multi-environment trial, we conclude that the grain protein content and the calibrated yield (weight of grains &gt;2.5 mm) have to be specifically improved in low-input management systems. We experimentally identified genotypic characteristics adapted to a low grain protein content loss and calibrated yield loss under N stress. With a crop model we adapted to malting barley, we also identified optimal N fertilization strategies allowing to reach high quantitative and qualitative performances whilst minimizing N losses toward the environment. Based on a precise characterization of environments the French barley belt, the best N fertilization strategies were identified for different regions. Finally, we identified new combinations of genotypic characteristics optimizing quantitative and qualitative performances in low management system. We showed that, in silico, a simultaneous adaptation of genotypic characteristics and optimization of N fertilization management allowed to reach similar performances as current genotypes in high-input management systems. We discuss methods to breed genotypes with high performances in low-input systems and the method used for innovative design of new management and barley malting cultivars adapted to low-input systems

La plasticite phenotypique et l'interaction genotype x milieu de nombreux caracteres ont ete etudiees sur vingt genotypes de l'espece medicago lupulina, experimentes dans trois milieux differents (coupe a la floraison, temoin et competition interspecifique avec de l'orge). Les genotypes montraient differents degres de perennite et de domestication. Les milieux influencent fortement l'expression des parametres genetiques, variances et covariances. La variabilite genetique s'exprime mieux dans les milieux stressants que dans le milieu riche non controle, par tassement de la variabilite intra-genotype. La majorite des correlations genetiques est axee sur les caracteres refletant les facteurs limitants des milieux stressants et permet de mettre en evidence des phenomenes de compensations physiologiques. La variance intra-parcelle peut etre un predicteur des variances inter-milieux. Parmi les differents modeles d'analyse testes dans cette etude la structuration est la methode statistique qui rend le mieux compte de l'interaction et met en evidence des interactions non decelees par les modeles globaux d'analyse de variance

La maladie osseuse de Paget (MP) est une maladie métabolique de l’os. Bien que les facteurs génétiques jouent un rôle important dans la pathogénie de la MP, les facteurs environnementaux tels que la résidence rurale et l’exposition au chauffage au bois ont été associés avec la MP. Afin d’étudier le rôle des polluants de l'air extérieur et intérieur sur la MP, nous avons administré un questionnaire chez 140 patients canadiens-français avec la MP et 113 témoins sains. Ce questionnaire portait sur la pollution de l'air extérieur, comme la résidence près d'une autoroute, d’une station de bus, de train ou d’un aéroport, d’une station d'essence, et sur les polluants de l'air intérieur en mettant l'accent sur les combustibles de chauffage (charbon, bois, huile) et l'exposition au tabac. Dans un sous-groupe de patients, la concentration urinaire de 17 métaux lourds et de 11 hydrocarbures aromatiques polycycliques a été mesurée par spectrométrie de masse. À la lumière de ce que nous savions dès le questionnaire et les dosages urinaires, nous avons identifié certains toxiques pouvant être des facteurs de risque pour la MP. Pour explorer les effets in vitro de ces toxiques sur les ostéoclastes dans la MP, nous avons réalisé une différentiation in vitro de monocytes du sang périphérique provenant de plus de 40 participants, patients, porteurs sains de mutation dans le gène SQSTM1, et des témoins sains, en ostéoclastes traités avec ou sans les toxiques identifiés. La morphologie des ostéoclastes, le pourcentage de résorption osseuse, les niveaux d'expression génique, et les niveaux de stress oxydatif cellulaire ont été analysés. Les résultats ont montré un effet inhibiteur du condensé de la fumée de cigarette et des métaux lourds sur la morphologie et la fonction des ostéoclastes. De plus, des taux élevés de stress oxydatif chez les ostéoclastes des patients ont été observés, et un profil hétérogène des effets de métaux lourds sur l'expression des gènes a été identifié.<br>Paget's disease of bone (PDB) is a metabolic bone disease. Although genetic factors play an important role in the pathogenesis of PDB, environmental factors such as rural residence and the exposure to wood heating was associated with PDB. In order to study the role of outdoor and indoor air pollutants on PDB, we performed a survey in 140 French-Canadian patients with PDB and 113 healthy controls. The survey covered the outdoor air pollution such as the residence near a highway, a bus station, a train or an airport or a gas station, and indoor air pollutants by focusing on heating fuels (carbon, wood, oil) and exposure to tobacco smoke. In a subgroup of patients, urinary concentration of 17 heavy metals and 11 polycyclic aromatic hydrocarbons was measured by mass spectrometry. In light of what we knew from the survey and urinary assays, we identified certain toxics that could be risk factors for PDB. To explore the in vitro effects of these toxics on osteoclasts in PDB, we conducted in vitro monocytes differentiation from peripheral blood of more than 40 participants, patients, healthy carriers of p.Pro392Leu mutation, and healthy controls, which osteoclasts were treated with or without the identified toxic. The morphology of osteoclasts, the percentage of bone resorption, gene expression level, and cellular oxidative stress levels were assayed. The results showed an inhibitory effect of cigarette smoke condensate and heavy metals on morphology and function of patients’ osteoclasts. Further, high levels of oxidative stress in patients’ osteoclasts were observed, and a heterogenic profile of heavy metals effect on gene expression was identified.