Academic literature on the topic 'Peuplier – Racines – Croissance'

La mycorhization des plants du cèdre de l’Atlas en pépinière figure parmi les approches préconisées pour améliorer la survie et la croissance des plants en site de reboisement. Cependant, la majo- rité des travaux n’ont pas pu obtenir des taux de mycorhization élevés lorsque les plants du cèdre de l’Atlas étaient inoculés par des spores. L’objectif de cette étude est de déterminer l’influence de l’inocu- lum sporal de trois champignons ectomy- corhiziens, Cortinarius cedretorum, Ama- nita vaginata et Inocybe geophylla, sur la croissance et la nutrition minérale des plantules de Cedrus atlantica. Les carpo- phores, les semences et le sol forestier organique utilisés pour la production des plants ont été prélevés sous un peuple- ment pur de cèdre de l’Atlas. L’inoculum sporal était constitué de carpophores broyés et tamisés. Après 12 mois de mise en culture, les différents paramètres de croissance ont été évalués : hauteur du plant, longueur de la racine princi- pale, nombre de racines fines, taux de mycorhization, biomasse totale, nombre d’apex mycorhizés et concentrations foliaires des éléments minéraux. Les taux de mycorhization pour les trois champi- gnons évalués ont varié entre 55 % et 65 %, ce qui est un résultat exceptionnel dans le cas de l’inoculation des plants du cèdre de l’Atlas à l’aide des spores. Les résultats ont montré que l’inoculation avec les trois champignons ectomyco- rhiziens augmente significativement les concentrations foliaires de phosphore et d’azote. La biomasse des plantules du cèdre de l’Atlas est significativement supérieure avec les trois inocula compa- rativement aux plantules témoins.

Le Canada, comme les États-Unis et tous les pays des deux Amériques, a été constitué par des immigrants. Exception faite des Indiens et des Esquimaux, lesquels à l'origine vinrent aussi d'ailleurs, la population canadienne est issue d'ancêtres anciens ou récents qui, à un moment ou l'autre des trois derniers siècles, émigrèrent d'Europe. Les premiers colons du pays vinrent de France, surtout des provinces de l'Ouest, et prirent racine le long des rives du Saint-Laurent jusqu'au-delà des Grands Lacs. Ils constituèrent un groupe homogène, vite considérable, intimement identifié au milieu canadien. Ils conservèrent une culture propre qui intégrait plusieurs traits fondamentaux de la culture du peuple français de l'Ancien Régime. Toutefois, il ne faut pas oublier qu'il y a, au Canada, deux groupements ethniques d'origine française : les Canadiens français proprement dits, qui occupent le Québec et l'est de l'Ontario ; les Acadiens des provinces atlantiques. Frères et non jumeaux identiques, les deux groupements ont étendu leurs rameaux partout au Canada. C'est en particulier le cas des Canadiens français dont on retrouve les paroisses, les écoles, les collèges et d'autres institutions dans toutes les provinces à l'ouest du Québec. L'expansion acadienne est plus récente et ne s'est pas encore clairement diversifiée de la prolifération strictement canadienne-française. Après la conquête de l'Acadie et de la Nouvelle-France par l'Angleterre, des immigrants de langue anglaise montèrent des colonies américaines, plus particulièrement après la révolution de 1776, et formèrent le loyal noyau autour duquel s'est constituée la collectivité canadienne d'expression anglaise. Cette dernière n'a jamais cessé par la suite de recevoir de nouvelles recrues venant directement de la Grande-Bretagne et des deux Mondes. La collectivité d'origine française et la collectivité d'expression anglaise se sont accrues dans leurs zones respectives d'occupation initiale, chacune projetant des ramifications sur le territoire de l'autre. Les groupements de langue anglaise à l'intérieur du Canada français ont cependant toujours joui d'une position privilégiée que leurs équivalents français dans le Canada anglais n'ont jamais connue. Cent ans après la conquête, les Canadiens français du Québec et les Canadiens anglais de l'Ontario et du reste du pays acquéraient le contrôle politique de leur développement communautaire respectif en formant des États semi-autonomes. Ceux-ci, en 1867, furent unis en une confédération qui devait s'acheminer rapidement et pacifiquement vers la souveraineté complète. Le peuplement du Canada par des groupes ethniques territorialement localisés se continua durant tout le XIXe siècle. Canadiens français et Canadiens anglais, colons français et colons britanniques, envahirent les plaines de l'Ouest. Les pionniers de langue anglaise devinrent vite numériquement majoritaires et assumèrent la direction politique de trois nouvelles entités provinciales, qui se formèrent dans cette vaste région du pays, nonobstant les efforts des Métis d'expression française à la Rivière Rouge et dans le district de Batoche. D'autres colons européens vinrent à leur tour, par groupes, dans les mêmes territoires, et y formèrent des communautés homogènes d'origine allemande, ukrainienne, polonaise, etc. Bien que dans le Canada de langue française comme dans le Canada de langue anglaise soient apparues assez tôt des villes à population homogène, dont quelques-unes existent encore, l'industrialisation du pays favorisa la croissance d'agglomérations urbaines qui devinrent vite cosmopolites par suite de l'invasion de populations appartenant aux divers groupes ethniques qui se sont dirigés vers le Canada au cours des derniers cent ans. Dans les villes en formation, ces vagues d'immigrants se regroupèrent selon leurs affinités culturelles et leur appartenance ethnique. En définitive, le territoire canadien a vu la formation et l'évolution de trois types principaux de communautés ethniques : 1° les deux grands groupements de base, anglais et français, structurés parallèlement, mais non d'une façon étanche, dans tous les domaines de l'organisation sociale et coopérant à titre de partenaires dans la formation d'un Etat souverain ; 2° les communautés ethniques homogènes localisées dans les régions rurales et intégrées dans les structures provinciales ; 3° enfin, les concentrations ethniques à l'intérieur des grandes agglomérations urbaines. Nous nous arrêterons principalement à ces deux dernières catégories, en nous référant à la première seulement dans la mesure où elle permet d'éclairer et d'interpréter celles-ci.

Si le but premier de l'anthropologie est de faire de notre monde un endroit sans danger pour les différences humaines, tel que l’affirma Ruth Benedict, le génocide, qui a pour but ultime l'élimination systématique de la différence, pose un problème urgent pour la discipline. Au cours des dernières décennies, le rôle et les responsabilités éthiques de l'anthropologue vis-à-vis des groupes auprès desquels il mène ses recherches ont fait l’objet de nombreux débats –dont entre autres ceux conduits par Scheper-Hughes (1995), qui plaide pour un engagement militant des chercheurs au nom d’une responsabilité morale, et d’Andrade (1995), qui argue pour leur neutralité afin de préserver leur objectivité. Toutefois, dans le contexte du génocide, de tels débats n’ont pas leur place, l'anthropologue ne pouvant en être un observateur détaché. L’anthropologie du génocide n’est apparue que vers la fin des années 1990, avec la publication d’Annihilating Difference (2002) de Laban Hinton. Plus généralement, les anthropologues ne s'intéressèrent pas à la violence étatique avant leur intérêt croissant pour le discours et la défense des droits humains, à partir des années 1980. Dès lors, ils s’éloignèrent de l'étude à petite échelle de communautés relativement stables, pour se concentrer sur des objets de plus grande échelle comme l’État, les institutions ou les mouvements transnationaux. Ce changement d’approche eut pour effet de dé-essentialiser le concept de culture, complexifiant du même coup l’analyse des différences humaines et de leur construction et leur réification pour fins d’annihilation. Les approches anthropologiques du génocide en historicisent et contextualisent le concept, en en faisant remonter les origines aux lendemains de la Seconde Guerre mondiale, lorsque les atrocités commises par l'Allemagne nazie furent décrites par Winston Churchill comme « crime sans nom ». Raphael Lemkin, un juriste polonais-juif, inventa le néologisme en combinant genos, le préfixe grec pour « gens », avec cide, le suffixe latin pour « meurtre » (Power 2002). Il fut adopté par le droit international en 1948, via la Convention des Nations Unies sur la prévention et la répression du génocide, qui le définit comme une série d'actes « commis dans l’intention de détruire, ou tout ou en partie, un groupe national, ethnique, racial ou religieux, comme tel ». Bien que les anthropologues n’abordassent pas directement le génocide nazi, beaucoup furent impliqués dans ce dernier. L’anthropologue Germaine Tillion, qui fut internée dans le camp de concentration de Ravensbrück après avoir été capturée comme membre de la résistance française, en publia même une étude ([1945] 2015). Le mouvement d’autocritique de la discipline a amené nombre d’anthropologues à relire, au travers du prisme du génocide, la complicité de leurs prédécesseurs avec les projets coloniaux de l’époque. L'« ethnologie de sauvetage », par exemple, a été dénoncée comme ayant problématiquement eu pour prémisse la disparition inévitable et rapide des peuples autochtones. Nancy Scheper-Hughes (2001) a à ce titre analysé la relation ambivalente qu’eut Alfred L. Kroeber avec Ishi, alors présumé dernier survivant d’un peuple décimé. L'anthropologie biologique et physique a pour sa part été accusée d’avoir accordé une crédibilité scientifique à des idéologies racistes ayant légitimé des génocides, comme ce fut le cas en Allemagne nazie. Plus insidieux est le fait que des théories anthropologiques aient pu être appropriées par des promoteurs de discours de différenciation et d’haine raciale, comme par exemple les théories hamitiques, inspirées des études linguistiques et mythologiques de l’indo-européen, qui furent plus tard mobilisées pour justifier le génocide rwandais. La plupart des études anthropologiques contemporaines sur le génocide en examinent l’après. Les anthropologues se concentrent notamment sur la manière dont les génocides sont remémorés et commémorés, en particulier en termes de construction de « la vérité » dans le contexte de projets dits de « justice transitionnelle », ou en relation avec le legs à plus long terme de cette violence, qui peut toucher plusieurs générations. Ce type d’études se centre généralement sur l’expérience des victimes. Quelques travaux, néanmoins, étudient les origines des génocides, et portent alors leur regard sur leurs auteurs –comme ceux de Taylor (1999) sur le Rwanda, ou de Schirmer (1998) sur le Guatemala– et se penchent sur la question du passage à l’acte et de la responsabilité individuelle (Terestchenko 2005 ; Kilani 2014). Ce type d’études prend ce faisant très au sérieux le problème éthique de la représentation du génocide, tel que le décria Adorno, quand il qualifia de barbare l’écriture de poésie après Auschwitz. Si représenter le génocide se présente comme une injonction morale, demeure le danger de le mystifier ou de le normaliser. C’est pourquoi la plupart des anthropologues qui analysent ce phénomène essaient d’être fidèles à l’appel de Taussig (1984) d’« écrire contre le terrorisme ». Ils reconnaissent toutefois les limites de toute approche compréhensive de ce phénomène, le témoin idéal du génocide, comme l’ont souligné Levi (1989) et Agamben (1999), étant celui qui ne peut plus parler. La définition du génocide continue de faire l’objet de débats importants parmi ses spécialistes, dont les anthropologues. Si les cibles d’un génocide sont généralement perçues comme constituant un groupe ethnique ou religieux aux yeux de ses protagonistes, Lemkin avait initialement prévu d'y inclure les groupes politiques. Or ces derniers furent exclus de la définition de la Convention en raison d'objections soulevées notamment par l'Union soviétique, à l'époque engagée dans l’élimination des présumés opposants politiques au régime stalinien. De nombreux chercheurs continuent de plaider pour que la définition du génocide ne fasse référence qu’à la seule intention d'éliminer des personnes sur la base de leur présumée différence raciale. D'autres, cependant, s’opposent à cette restriction de la définition, suggérant au contraire de l’élargir afin d'y inclure les catastrophes écologiques, par exemple, ou la destruction systématique d'identités culturelles, telle que le projetât le système des pensionnats indiens au Canada (Woolford 2009). Si élargir le sens du génocide risque de diluer sa spécificité au point de le banaliser, reste qu’une définition trop stricte du phénomène peut faciliter la contestation d’allégations de génocide pour quantité de meurtres de masse –et dès lors entraver sa prévention ou punition. C’est pourquoi Scheper-Hughes (2002), par exemple, plaide plutôt pour la reconnaissance de « continuums génocidaires ». Selon elle, démontrer le potentiel génocidaire des formes de violence quotidienne et symbolique par le biais desquelles les vies de certains groupes en viennent à être dévaluées, peut contribuer à la prévention de ce type de violence de masse. Un autre sujet de controverse concerne le particularisme de l'Holocauste, tantôt conçu comme un événement historique singulier qui défie toute comparaison, ou comme un phénomène d’extermination de masse parmi d’autres ayant eu pour précurseurs des génocides antérieurs, comme le génocide arménien. Une autre question est de savoir si un génocide ne peut se produire que dans un contexte où ses victimes sont sans défense, ce qui rendrait dès lors l’utilisation de ce concept inadmissible dans des situations où les victimes ont eu recours à la violence pour se défendre. De nombreux travaux anthropologiques ont d’ailleurs remis en cause la nature exclusive des catégories de victime, d’auteur ou de spectateur dans des situations de violence extrême, et ce étant donnée la « zone grise » identifiée par Levi (1989) et discutée par Agamben (1999) –soit ce matériau réfractaire, dans des situations de violence de masse, à tout établissement d'une responsabilité morale ou légale, l’opprimé pouvant devenir l’oppresseur, et le bourreau, une victime. Ce faisant, la plupart rejettent une conceptualisation purement relativiste du génocide, et dénoncent la mobilisation de ce concept pour justifier des programmes politiques racistes ou anti-immigration – comme c’est aujourd’hui le cas en Amérique du Nord et en Europe, où certains groupes fascistes d’extrême droite revendiquent être les victimes d’un « génocide blanc » pour légitimer des politiques xénophobes. La question de qui a l’autorité de qualifier des actes de violence comme constituant un génocide, et au nom de qui, demeure –tel que le démontre Mamdani (2009) dans sa critique du mouvement « Sauver le Darfour ». Qualifier tout phénomène de violence de masse de « génocide » n'est pas qu’un acte de description. Il constitue d’abord et avant tout une action politique qui implique un jugement éthique.

Développement racinaire du peuplier en réponse aux signaux fongiques lors de la mise en place de l'ectomycorhize Résumé français : L'interaction précoce entre les racines des arbres et les champignons ectomycorhiziens (CEM) est accompagnée d'une forte stimulation du développement de racines latérales (RLs) de la plante hôte. L'objectif de cette thèse est de décrypter les mécanismes moléculaires impliqués dans le développement des RLs de Populus tremula x Populus alba (espèce mycorhizienne) et d'Arabidopsis thaliana (espèce non-mycorhizienne) en réponse au champignon ectomycorhizien Laccaria bicolor. L'auxine étant considérée comme un élément clef de la régulation du développement des RLs, nous avons focalisé notre étude sur les protéines impliquées dans le transport et la signalisation de cette hormone. Nos résultats moléculaires (NimbleGen microarray, RT-PCR quantitative) illustrent que la présence du champignon altère le gradient auxinique dans les racines via une modification de l'expression de PtaPIN9 (AtPIN2), impliqué dans le transport polarisé de l'auxine. Des analyses de plantes mutantes ont suggéré que la stimulation des RLs lors du contact plante/champignon dépend de ce transporteur ainsi que de la signalisation auxinique dans les racines. Notre étude a été élargie à la recherche de molécules émises par le champignon qui interféraient avec les voies auxiniques de la plante. Nos résultats révèlent l'implication des voies de l'éthylène, des jasmonates, des brassinostéroides et des ROS (Reactive Oxygen Species) pendant l'interaction plante/champignon, suggérant une implication des voies de signalisation dépendantes des stress dans les étapes précoces de l'interaction. Nous proposons que Laccaria bicolor stimulerait le développement des RLs en modifiant la répartition et la signalisation de l'auxine endogène de la racine via les voies de signalisation du stress
The early phase of the interaction between tree roots and ectomycorrhizal (ECM) fungi is accompanied by a stimulation of lateral root (LR) development. This thesis aims on understanding by which molecular mechanisms the interaction of plant and fungus induces LR stimulation. Therefore the ECM fungus L. bicolor in interaction with one of its mycorrhizal hosts, Populus tremula x Populus alba or with the non-mycorrhizal herbaceous model plant Arabidopsis thaliana was studied. We identified gene networks that regulate LR development during the early signal exchanges between Populus tremula x Populus alba and the ECM fungus Laccaria bicolor. We focussed on auxin transport and signalling pathways, as those are key actors regulating LR development. Experiments with poplar and Arabidopsis transgenic auxin response marker lines revealed that the presence of fungal signalling molecules modified auxin gradients in roots. Using microarray- and quantitative Real-time PCR based transcript profiling of poplar roots we uncovered the accumulation of transcripts of the polar auxin efflux carrier PtaPIN9 as well as of auxin responsive transcription factors. A. thaliana transgenics defective in these targets showed that they are crucial for fungus induced LR stimulation. Finally we identified an involvement of ethylene, jasmonates, brassinosteroids and ROS (Reactive Oxygen Species) signalling during fungal LR induction. These pathways are known to be activated upon stress responses in the plant and to interact with auxin pathways. Together these data show how ECM fungi stimulate LR development in plants by interfering with endogenous auxin-levels, -distribution and -signalling most probably through stress signalling pathways

Le système racinaire des arbres peut établir des symbioses ectomycorhiziennes (ECM) avec des champignons rhizosphériques. La mise en place de la symbiose est accompagnée d'une stimulation de la formation des racines latérales (RLs), et d'une modification de la croissance racinaire. Ces processus développementaux conduisent à la formation de racines courtes typiques des ECMs. Il a été montré que l'auxine est une phytohormone clef dans la formation des RLs ainsi que dans la croissance racinaire. Notre projet s'est focalisé sur l'étude de la régulation des voies de l'auxine dans la racine de peuplier en réponse à L. bicolor. Dans cette étude, nous avons mis en évidence un arrêt de croissance des RLs et des racines adventives du peuplier Populus tremula x P. alba, après deux semaines de co-culture avec L. bicolor. De plus, nous avons aussi montré que cet arrêt n'est pas conditionné par la présence du réseau de Hartig. Une analyse de l'expression globale des gènes de peuplier dans la mycorhize a été réalisée au cours de la formation de la mycorhize. Cette analyse, couplée à des observations du gradient auxinique via le patron d'expression du promoteur DR5, montre que la signalisation auxinique est affectée dans l'organe symbiotique. La quantification de l'auxine (acide indole 3-acétique, AIA) et des métabolites associés a permis de mettre en évidence un environnement symbiotique riche en auxine dans la mycorhize, qui pourrait expliquer les modifications de la signalisation auxinique. De plus, un changement de la conjugaison et de la dégradation de l'AIA est détecté dans la racine, ainsi qu'une dégradation de l'AIA dans les hyphes de L. bicolor. En parallèle, une analyse fonctionnelle de PtaPIN9, un orthologue de AtPIN2, responsable du transport basipète de l'auxine à l'apex racinaire chez Arabidopsis thaliana, a été réalisée au cours de la mycorhization avec L. bicolor. L'immunolocalisation de PtPIN9 dans les racines de peuplier a montré une localisation similaire à AtPIN2, dans les cellules épidermiques. Les lignées transgéniques ayant une modification de l'expression de ce gène ne répondent pas à L. bicolor en terme de stimulation de RLs. Dans les racines mycorhizées, PtaPIN9 n'est plus observée, mais les modifications de l'expression de PtaPIN9 ne modifient ni l'arrêt de croissance racinaire, ni la formation du réseau de Hartig. Ces résultats montrent des modifications majeures des voies de l'auxine du peuplier par le champignon symbiotique L. bicolor. Cette étude ouvre des perspectives sur la compréhension du rôle de l'auxine dans le développement racinaire ainsi que dans le contexte des interactions plantes-microorganismes
Root systems of host trees are known to establish the ectomycorrhizal (ECM) symbiosis with rhizospheric fungi. This mutualistic association leads to modifications of root development that including a stimulation of lateral host roots, and a modification in root growth. The phytohormone auxin (Indole-3-acetic acid, IAA) is known to regulate LRs formation and root growth. Our research focussed on auxin pathways in poplar root in response to L. bicolor. In this study, our data showed that the poplar-Laccaria bicolor interaction leads to the arrest of LRs and adventitious root growth after two weeks of interaction. We also showed that this arrest is not regulated by the Hartig net. Differential auxin responses were analyzed by using an auxin-responsive DR5::GUS marker line and revealed a loss of auxin response in ECM roots. An oligoarray-based transcript profiling of poplar roots in contact with L. bicolor highlights a differential expression of auxin asociated genes in ECM. Measurement of auxin metabolite in ECM and in the free living partners revealed an IAA accumulation, an activation of the IPyA (Indol-3-Pyruvic Acid) dependant IAA biosynthesis pathway in both partners, as well as changes in IAA conjugation pathways in poplar and in IAA degradation pathways in L. bicolor. Our findings illustrate the impact of L. bicolor colonization on root auxin metabolism and response, and also suggest a role of auxin as a signal in the formation of ECM and in the regulation of ECM function. In parallel, PtaPIN9 function analysis in response to L. bicolor has been performed. PtaPIN9 immunolocalization in poplar roots showed similar localization to AtPIN2 in epidermis cells. Transgenic lines having a modification in PtaPIN9 expression, did not formed new LRs in respond to L. bicolor. In ECM roots, the loss of PtaPIN9 signal is observed but modifications of PtaPIN9 expression did not modify the root growth arrest and the Hartig net formation. These results show major changes in auxin associate pathways in poplar root by the symbiotic fungus L. bicolor, during the formation of the mycorrhiza root. Our results offer perspectives on the role of auxin in root development and in the context plants-microbes interactions

La capacité d’une plante à réguler sa croissance racinaire est une composante importante de l’acclimatation aux stress environnementaux. A l’échelle cellulaire, cette régulation est effectuée via le contrôle de la division et de l’élongation des cellules mais les rôles respectifs de chaque processus et leurs interactions sont peu connus. Notamment, l’activité de production de cellules du méristème apical racinaire (RAM) est trop souvent négligée. Dans cette thèse, l’analyse spatiale de la croissance le long de l’apex racinaire et l’analyse temporelle des trajectoires de croissance des cellules ont été couplées pour comprendre les liens existants entre division et élongation cellulaire. Pour cela, j’ai développé un système de phénotypage de la croissance à haute résolution spatio-temporelle qui a été appliqué à l’étude de racines d’un peuplier euraméricain (Populus deltoides × Populus nigra) en réponse à différents stress (stress osmotique, impédance mécanique). Une forte variabilité du taux de croissance racinaire entre individus ainsi que des variations individuelles cycliques de la croissance ont été observées malgré des conditions environnementales contrôlées. L’utilisation de cette variabilité couplée à la quantification de l’activité du RAM a mis en évidence l’importance du taux de production de cellules pour soutenir la croissance racinaire. Ces travaux analysent une nouvelle échelle de variations spatiales et temporelles de la croissance peu prise en compte jusqu’à présent. Hautement applicable à d’autres questions scientifiques, l’analyse du devenir des cellules une fois sortie du RAM est également discutée pour des conditions de croissance non stables
Regulation of root growth is a crucial capacity of plants for acclimatization to environmental stresses. At cell scale, this regulation is controlled through cell division and cell elongation but respective importance of these processes and interactions between them are still poorly known. Notably, the cell production activity of the root apical meristem (RAM) is often excluded. During this thesis, spatial analyses of growth along the root apex were coupled with temporal analyses of cell trajectories in order to decipher the links between cell division and cell elongation. This required the setup of a system for phenotyping root growth at a high spatiotemporal resolution which was applied to study the growth of roots from an euramerican poplar (Populus deltoides × Populus nigra) in response to different environmental stresses (osmotic stress or mechanical impedance). An important variability of root growth rate between individuals as well as individual cyclic variations of growth along time were observed despite tightly controlled environmental conditions. Use of this variability coupled with quantification of the RAM activity led us to a better understanding of the importance of the cell production rate for sustaining root growth. This work analyses a new spatiotemporal scale of growth variability poorly considered. Widely applicable to others scientific questioning, temporal analyses of cell fate once produced in the RAM is also discussed for non-steady growth conditions

Cette étude porte sur le contrôle moléculaire de l'expansion cellulaire dans l'apex de la racine du peuplier. L'étude a été focalisée sur la régulation de l'expression des aquaporines TIP1s sous deux niveaux de déficit hydrique. Un cadre conceptuel, combinant analyse de la densité de transcrits à haute résolution spatiale et un formalisme de la mécanique des fluides, a été établi pour décrire la régulation de l'expression des gènes dans le temps et l'espace, le long de l'apex. Deux états de croissance contrastés ont été étudiés : un où la croissance de l'apex de la racine est rétablie (après 3 jours de stress modéré, 80 mosmol kg-1, 100 g L-1 de polyéthylène glycol PEG à 3500 g mol-1) et un où elle est réduite (après 3 jours de stress fort, 250 mosmol kg-1, 200 g L-1 de PEG). L'analyse cinématique a révélé une sensibilité différentielle de la vitesse d'allongement relatif (REGR) selon le niveau de stress et la position le long de l'apex. Au niveau moléculaire, nous montrons que lorsque la croissance est réduite, les pics de densité de transcrits des TIP1s sont plus forts et décalés dans les premiers millimètres de l'apex, zone où la croissance des cellules est maintenue. Cependant les niveaux d'induction/répression n'étaient jamais plus élevés que dans la condition témoin, soulignant qu'une forte densité de transcrits n'est pas forcément synonyme d'une forte induction de l'expression. Focalisé sur la combinaison de deux processus dynamiques, l'expansion cellulaire et l'expression des gènes, cette étude a mis en évidence que les conclusions tirées de l'analyse de ces processus sont influencées par la façon dont le temps, l'espace sont considérés
This study consideres the molecular control of cell expansion in poplar root apex. The study was focused on the regulation of the TIP1 aquaporins expression under two levels of water deficit. A conceptual framework combining transcript density analysis (quantitative PCR) at a high spatial resolution and a fluid mechanics formalism was established to describe the regulation of gene expression in time and space along the root apex. Two contrasting growth status were both studied: root growth rate is either restored (after three days of moderate stress, 80 mmol kg-1, 100 g L-1 polyethylene glycol PEG 3500 g mol-1) or root growth rate is reduced (after 3 days of high stress, 250 mosmol kg-1, 200 g L-1 PEG). Kinematic analysis revealed a differential sensitivity of the relative elemental growth rate (REGR) according to the stress level and to the coordinate along the apex. At the molecular level, we showed that growth reduction was associated with a shift of maximal densities of transcripts towards the first millimeters of the apex, where cell expansion was maintained. Meanwhile the induction/repression levels were never stronger than in the control condition underlying that a high transcript density does not mean a high transcriptional induction. Focused on the combination of two dynamic processes, cell expansion and gene expression, my thesis showed that the conclusions issued from the analyses of these processes are influenced by the way time, space and age are considered

Le modèle dynamique du système racinaire doit assurer la cohérence des règles d'allocation du carbone aux différentes parties du système racinaire et l'efficacité de la capture de ressources. Un tel modèle serait capable de prédire la croissance d'un système racinaire dans un sol hétérogène. Nous proposons un tel modèle, économe en paramètres, avec un automate voxellaire, étendu en 3D. Le besoin d'un tel modèle résulte de l'observation au champ pour deux espèces d'arbres, noyers hybrides (Juglans nigra x regia cv NG23) et peupliers hybrides (Populus euramericana cv I214), cultivées avec ou sans des cultures intercalaires pendant 10 ans dans le sud de la France. Les systèmes racinaires des arbres dans les parcelles agroforestières étaient beaucoup plus profonds que ceux des arbres forestiers, et se développaient horizontalement sous le volume de sol occupé par les racines des cultures. Cette plasticité du système racinaire des arbres a été confirmée par des expériences en grands conteneurs avec des substrats hétérogènes, ou en enrichissant localement quelques voxels du conteneur avec de l'eau ou de l'azote. L'automate racinaire simule la croissance de racine fine et de racine de structure (et sa topologie). Certains paramètres permettent de caractériser la plasticité ou réactivité de chaque espèce à la variabilité des conditions d'activité racinaire. Des expériences d'arbres en grands conteneurs et une expérience de split-root ont permis de paramétrer le modèle pour le noyer hybride (Juglans hindsii x regia) et le merisier (Prunus avium L. ). Les valeurs des paramètres ajustés pour les noyers et les merisiers permettent d'utiliser le modèle pour prédire les enracinements d'arbres dans des conditions du sol variées. Mais pour cela, il faut que l'automate soit couplé avec un modèle d'arbre entier et un modèle de sol
Dynamic models of root systems should link the pattern of carbon allocation to different parts of the root system and the efficiency of belowground resources capture. Such a model could predict the dynamic growth of root systems in 3D heterogeneous soils. We present such a ‘parsimonious’ model with only six parameters, based on the voxel automata approach. Evidence for the need of such a model was provided by a field study of the spatial root distributions of two tree species, hybrid walnut trees (Juglans nigra x regia cv NG23) and hybrid poplars (Populus euramericana cv I214) cultivated with or without the competition with winter intercrops in southern France. Tree root distributions in the agroforestry plots were much deeper than those observed in the forestry plots, and/or extended laterally beneath the crop zone. More evidence of root plasticity was provided by pot experiments with heterogeneous substrates, or by enriching a small patch in water and/or nitrogen inside the container. The voxel automaton simulates both fine and coarse root growth, and automatically generates its topology. Both the control of ‘genetic’ and environmental factors are incorporated in the root growth process. Container experiments and a split-root experiment were used to parameterise the model for hybrid walnut trees (Juglans hindsii x regia) and wild cherry trees (Prunus avium L. ). The estimated parameter values for walnut and wild cherry trees allow the voxel automata model to be used to predict root patterns of both tree species in various heterogeneous soil experiments. For this purpose, an integration of the root model into a model of tree growth is necessary

Dans un contexte de changement global, prédire l’évolution de la productivité de la végétation dans le sud-ouest (SO) Sibérien reste un défi du fait d’incertitudes fortes sur les processus régulant la disponibilité en eau et en nutriments. Nous avons mis en évidence des relations entre cycles biogéochimiques, climat et propriétés du sol sur six sites contrastés.La croissance radiale des tiges de peuplier est principalement sensible au bilan hydrique du sol en forêt de steppe, au sud du SO Sibérien, alors qu’elle est stimulée par de hautes températures estivales en sub-taïga, dans le nord de la région.Des mesures de terrain et des simulations du bilan hydrique du sol ont montré que la fonte des neiges est importante pour la recharge des réserves hydriques du sol au sud. Au nord, ces réserves sont souvent rechargées en automne. La fonte des neiges est alors associée à du drainage. De plus, au nord, une épaisse couverture de neige protège le sol du gel en hiver. La distribution des racines fines est plus profonde en forêt de steppe qu’en sub-taïga, impactée par le déficit hydrique et le gel.L’homogénéité du statut en phosphore (P) des sols dans le SO Sibérien montre qu’il n’est pas encore très impacté par la pédogénèse. Les stocks en P élevés, notammen tles formes disponibles pour les plantes, suggèrent que le P n’est pas et ne sera pas limitant dans le futur.La décomposition des litières aériennes et la libération de l’azote (N) sont plus rapides en sub-taïga qu’en forêt de steppe. Un fort drainage pourrait expliquer un transfert profond du N dans les sols en sub-taïga. Cependant ces sols semblent efficaces pour retenir le N, limitant les pertes pour le système sol–plante
Predicting the evolution of vegetation productivity in SW Siberia in the contextof global change remains a challenge because of major uncertainties concerningthe biogeochemical cycling and the plant-availability of water and nutrients. Weprovided insights on their relation to climate and soil properties, investigating sixcontrasting sites.Aspen stem radial growth is mainly sensitive to soil water budget in the foreststeppezone established in the south of SW Siberia while it is enhanced by highsummer temperatures in the sub-taiga, in the north of the region.Field measurements and water budget simulations revealed that snow-melt isimportant re-filling soil water reserves in the south. In the north, these reservesare mostly re-filled in autumn and snow-melt is associated with drainage. A thicksnow-pack also prevents soil from freezing in winter in the sub-taiga. Water deficitand soil freezing largely impact the distribution of fine roots within the soil profilewhich is deeper in forest-steppe than in sub-taiga.The homogeneous soil phosphorus (P) status in the region investigated revealedthis nutrient has not been yet very impacted by contrasting soil processes. High Pstocks, and in particular plant-available forms, suggest P is unlikely to be limitingunder current and future conditions.By contrast, we found differences in nitrogen (N) status. Above-ground litterdecay and the release of N occurs faster in sub-taiga than in forest-steppe. Higherdrainage may explain deeper N transfer in sub-taiga soils. However, sub-taiga soilsalso seem to be efficient in retaining N, limiting losses from the soil–plant system

Un zonage forestier incluant une sylviculture intensive d'arbres à croissance rapide sur une portion restreinte du territoire permettrait de répondre à la demande pour les produits du bois, réduire la pression sur les forêts naturelles, et augmenter la superficie d'aires protégées. Le peuplier hybride constitue un excellent candidat à la sylviculture intensive puisque sa croissance permet une récolte après 20 ans. Cette étude avait pour objectif d'évaluer les conditions environnementales qui optimisent la croissance du peuplier hybride en sol forestier boréal. Trois techniques d'aménagement sylvicole (la préparation mécanique du sol, le contrôle de la compétition végétale, et la fertilisation) ont été testées sur 40 hectares de plantations dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean. Des excavations de systèmes racinaires de peupliers, accompagnées d'incubations de sol à différentes profondeurs, ont été effectuées pour expliquer la réponse aux techniques d'aménagement. La compréhension du comportement des racines du peuplier a été approfondie par une expérience en pots, où des peupliers ont été plantés en présence de graminées et avec une distribution spatiale des nutriments homogène ou hétérogène. Les résultats suggèrent de favoriser la préparation mécanique du sol avant les autres techniques d'aménagement sylvicole puisqu'elle offre les meilleurs gains en croissance. La préparation par monticules s'avère être la meilleure méthode pour assurer la survie et la croissance des peupliers. Le développement du système racinaire est en effet grandement favorisé dans les monticules grâce au sol plus chaud et plus meuble, à une minéralisation accrue de l'azote, et à une faible compétition racinaire, ce qui donne accès à un large volume de sol et à un important réservoir de nutriments. Les racines de peupliers évitent effectivement la compétition, et ce, même à leur détriment, quand les zones les plus fertiles du sol sont occupées par la compétition. Pourtant, les résultats de l'expérience en pots démontrent que le peuplier peut malgré tout pénétrer dans la zone d'un compétiteur, si cette dernière est au moins aussi fertile que la sienne. Les racines de peuplier ont exploré davantage le sol et accédé ainsi à plus de ressources, malgré la présence de compétition, quand la distribution des nutriments était homogène. La croissance de la tige est dans ce cas semblable aux traitements sans compétition. Le peuplier réagit à la compétition et à la distribution spatiale des nutriments en modifiant son architecture racinaire, ce qui témoigne de sa grande plasticité. Cette étude favorisera le succès des plantations de peupliers hybrides, une condition gagnante du zonage forestier, en plus de générer des connaissances nouvelles pour mieux comprendre le comportement des plantes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : aménagement sylvicole, azote, compétition végétale, distribution spatiale des nutriments, fertilisation, peuplier hybride, plantation d'arbres à croissance rapide, préparation mécanique du sol, racines, sols forestiers.