Dissertations / Theses on the topic 'Soja – Amélioration'

Le soya est une source importante de protéines, d'huile, de glucides, ainsi que d'autres nutriments bénéfiques, tels que des éléments minéraux. Une fonction majeure des protéines dans la nutrition est de fournir des quantités adéquates d'acides aminés. Bien qu’ils soient essentiels pour la santé humaine et la nutrition animale, les acides aminés soufrés que sont la cystéine (Cys) et la méthionine (Met) sont souvent en concentration limitée et le déterminisme génétique de leur teneur dans la graine de soya est mal caractérisé. Un autre facteur non moins important pour la qualité nutritionnelle du soya est sa teneur en éléments minéraux, laquelle affecte les caractéristiques d'utilisation finale des fractions d'huile et de protéines ainsi que la qualité des semences (germination, vigueur des jeunes plantules). Malheureusement, très peu d’attention a été portée sur les variétés canadiennes de soya en ce qui a trait à leur teneur en acides aminés soufrés ainsi qu’en éléments minéraux. L’amélioration génétique est l’une des voies les plus efficientes et économiques pour contribuer à une alimentation saine et nutritive, laquelle apporte au consommateur la quantité de nutriments nécessaires à une bonne santé. Pour que puisse se pratiquer une sélection en faveur d’une qualité nutritionnelle accrue, il faut idéalement identifier les déterminants génétiques de la teneur en divers nutriments et développer des marqueurs facilitant cette sélection. Présentement, les analyses d’association pangénomique (GWAS en anglais) constituent l’approche la plus puissante pour déterminer l’assise génétique d’un caractère. Dans les cas les plus favorables, non seulement ces analyses permettent-elles d’identifier des régions génomiques qui contrôlent en tout ou en partie les caractères étudiés, mais elles peuvent même permettre d’identifier des gènes candidats qui jouent un rôle direct dans ce déterminisme. Dans le cadre de cette thèse, nous avons souhaité déterminer l’assise génétique de composantes clés de la valeur nutritive du soya, soit la teneur en acides aminés soufrés (Cys/Met) et en quatre éléments minéraux majeurs (Ca, K, P et S). Dans les deux cas, des analyses d’association pangénomique ont été réalisées sur une collection de 137 lignées représentatives de la diversité génétique rencontrée au sein du soya canadien à maturité hâtive. Dans le premier volet, les teneurs en Cys et en Met ont été mesurées par spectroscopie proche infrarouge (NIR) sur des graines produites dans cinq environnements au total. Des données génotypiques pour 2,2 M de polymorphismes mononucléotidiques (SNP) ont été exploitées pour réaliser une analyse d’association. Dans une première phase de découverte, nous avons réussi à identifier un total de dix régions génomiques (QTL) en nous appuyons sur les phénotypes rencontrés dans deux environnements. Afin d’assurer la fiabilité ainsi que la reproductibilité de ces QTL, nous avons validé une forte majorité de ces QTL dans trois environnements additionnels. Ces QTL, dont la plupart sont inédits, nous ont permis d’identifier deux gènes candidats fort prometteurs codant pour des protéines impliquées dans la synthèse de la cystéine. Dans le deuxième volet, les teneurs en éléments minéraux ont été mesurées chez les 137 lignées à l’aide d’un spectromètre de fluorescence à rayons X (XRF) sur des grains récoltés dans cinq environnements. Les analyses d’association ont été réalisées avec le même jeu de données génotypiques (2,2 M de SNP) que dans le volet précédant. Huit QTL significativement associés à la teneur en Ca, K, P et S ont été identifiés de manière robuste à l’aide d’au moins deux modèles statistiques différents (sur les trois employés). La reproductibilité de ces QTL dans trois environnements additionnels a fait l’objet d’une seconde analyse pour des fins de validation. Une forte reproductibilité de l’effet de ces régions génomiques sur ces phénotypes a été observée par la validation de sept QTL sur huit. Trois gènes candidats ont été identifié impliqués soit dans le transport ou l’assimilation de ces éléments minéraux. Par rapport aux études précédentes, la forte densité de marqueurs utilisés dans cette étude a contribué à la détection reproductible de plusieurs nouveaux loci associés à la teneur en acides aminés soufrés ou en éléments minéraux. De plus, cela a rendu possible l’identification de gènes candidats prometteurs. Les marqueurs et les gènes identifiés dans cette étude seront utiles pour l'amélioration génétique du soya à travers la sélection génétique assistée par marqueur.
Soybean is an important source of protein, oil, carbohydrates, and other beneficial nutrients, such as minerals. A major function of protein in nutrition is to provide adequate amounts of amino acids. Although essential for human health and animal nutrition, the sulfur amino acids cysteine (Cys) and methionine (Met) are often limiting and the genetic basis underlying their accumulation in soybeans seeds is poorly characterized. Another factor no less important for the nutritional quality of soybeans is its mineral content, which affects the end-use traits of both the oil and protein fractions as well as the quality of seed (germination rate, vigor of seedlings). Unfortunately, very little attention has been paid to Canadian soybean varieties in terms of their content in sulfur amino acids and important minerals in seeds. The enhancement of seed nutrient content via genetic improvement is considered as the most promising and cost-effective approach to contribute to a healthy and nutritious diet, which provides the consumer with the necessary quantity of nutrients for good health. To facilitate breeding for increased nutritional quality, it is necessary to identify the genetic determinants underlying various nutrients and to develop markers allowing this selection. Currently, genome-wide association analysis (GWAS) is the most powerful approach for determining the genetic basis of a trait. In the most favorable cases, not only do these analyses make it possible to identify genomic regions which control all or part of the trait of interest, but they can even make it possible to identify candidate genes which play a direct role in the trait of interest. The goals of this thesis were to determine the genetic basis of key components of the nutritional value of soybeans, namely the seed content in sulfur amino acids (Cys / Met) and four major mineral elements (Ca, K, P and S). In both cases, a GWAS was performed on a collection of 137 lines representative of the genetic diversity encountered in early-maturing Canadian soybeans. In part 1, Cys and Met content were measured using near infrared spectroscopy (NIR) on seed from five environments in total. Genotypic data for 2.2 M single nucleotide polymorphisms (SNPs) were used to perform an association analysis. In an initial discovery phase based on the data from two environments, we were able to identify a total of ten genomic regions (QTL), most of which were identified for the first time. To ensure the reliability and reproducibility of these QTLs, we validated a large majority of these in three additional environments. These QTLs allowed us to identify two candidate genes, both of which code for proteins involved in cysteine synthesis. In part 2, mineral content was measured in seed of the same 137 lines using an X-ray fluorescence spectrometer (XRF) harvested from five environments in total. The association analyses were carried out with the same genotypic data set (2.2 M SNP) as in part 1. Eight QTLs significantly associated with the Ca, K, P and S content were identified by at least two of the three statistical models used. These QTLs were found to be highly reproducible as they influenced the studied traits in three additional environments. Indeed, seven of the eight QTLs were validated in this fashion. For these QTLs regions, we were able to identify thee candidate gene annotated as being involved in the transport or the assimilation of these mineral elements. Compared to previous studies, the high density of markers used in this study has contributed to the reproducible detection of several new loci associated with the content of sulfur amino acids or mineral elements. In addition, it has made it possible to identify promising candidate genes. The markers and genes identified in this study will be useful for the genetic improvement of soybeans through marker-assisted selection.

La teneur en proteines de la graine de soja (glycine max. L. Merr. ) constitue un element essentiel de la qualite des produits issus du soja et destines a l'alimentation humaine ou animale. Son amelioration se heurte a la tres forte liaison negative entre sa valeur et le rendement. L'objectif de ce travail consiste a analyser les voies physiologiques et genetiques permettant d'envisager une amelioration parallele de la teneur en proteines et du rendement. Cinq geniteurs, representatifs d'une certaine variabilite pour ces deux parametres, ont ete croises selon un plan diallele complet. L'etude physiologique a mis en evidence des differences genotypiques au niveau du metabolisme azote (fixation symbiotique, remobilisation tardive des molecules azotees), et du metabolisme carbone (photosynthese nette maximale et fonctionnement photochimique), avec des comportements particuliers montrant la possibilite pour la plante d'accumuler par des voies multiples, des teneurs elevees en proteines dans sa graine. Il n'existe pas d'effet heterosis pour la teneur en proteines chez les hybrides f1. L'etude diallele a montre la preponderance des effets additifs pour la teneur en proteines et le rendement dans le cadre de ce materiel vegetal, les parametres de fonctionnement de la plante presentant des determinismes genetiques plus complexes. Des combinaisons genetiques differentes peuvent permettre d'atteindre des teneurs en proteines elevees, les geniteurs x514-95 et provar presentant des proportions differentes de genes dominants et recessifs impliques dans l'expression de la teneur en proteines. Ces resultats confirment l'existence de plusieurs voies physiologiques permettant d'aboutir a de fortes teneurs en proteines. Le controle genetique different de ces voies de synthese permet d'envisager des recombinaisons favorables pouvant etre a la base d'une amelioration de la richesse en proteines de la graine avec une prise en compte parallele de la productivite

Dans le cadre de l'optimisation de la gestion de l'eau, on analyse l'interet de la photographie aerienne infrarouge couleurs numerisee pour l'etude du fonctionnement hydrique du peuplement vegetal sur des parcelles de soja (glycine max. (l. ) merr. ) beneficiant de protocoles varies d'irrigation. Les conditions techniques necessaires a l'obtention d'informations spectrales fiables sont d'abord precisees, compte tenu des contraintes liees a l'utilisation de la photographie. On observe ensuite les relations entre les reponses enregistrees sur les photographies numerisees et trois descripteurs du peuplement vegetal: l'indice foliaire, la matiere seche totale et le coefficient d'absorption de l'energie photosynthetiquement active. Puis, l'on cherche a caracteriser l'etat hydrique du peuplement vegetal de facon spatialisee et a differentes dates du cycle cultural. Pour cela, les relations precedentes sont utilisees pour convertir les images numeriques initiales en cartes numeriques d'indice foliaire, de matiere seche totale et d'absorption du rayonnement lumineux dont la fiabilite est testee. Ensuite, la combinaison multidate de ces cartes permet l'analyse spatiale dynamique du fonctionnement agronomique du peuplement vegetal. Est en particulier accessible, la mise en place des composantes du rendement. Enfin, une procedure de modelisation spatialisee de l'evolution de la matiere seche totale en reponse a l'intensification hydrique est mise en uvre sur la base d'un modele de type photosynthetique applique a l'imagerie. Les resultats obtenus permettent l'optimisation de la gestion de l'eau grace a la connaissance en temps quasi-reel de l'etat du peuplement vegetal et a la prise en compte de son anisotropie intra-parcellaire. L'application a l'etude des systemes de culture est envisagee et en particulier l'articulaiton de l'imagerie avec les procedures classiques de modelisation du fonctionnement du peuplement vegetal

L'utilisation de la graine de soja dans l'alimentation humaine peut etre favorisee par une reduction de la teneur en lipoxygenase. La presente etude a pour objectif d'analyser la variabilite et le determinisme genetique des teneurs en lipoxygenases et en proteines de la graine. L'etude de l'activite lipoxygenase, mesuree par la methode polarographique sur des graines issues de plantes cultivees en conditions controlees, avec une alimentation azotee minerale ou symbiotique, montre une large variabilite genotypique pour les teneurs en lipoxygenases, amplifiee favorablement par la fixation symbiotique de l'azote. Dans ces memes conditions de culture, au cours de la phase de remplissage des graines, l'accumulation des lipoxygenases apparait massive jusqu'au stade de maturite physiologique (r7) et est suivie d'une degradation partielle. Les lipoxygenases joueraient donc un role dans le stockage temporaire de l'azote. Enfin une etude genetique est realisee en conditions naturelles et en pots, au niveau d'un diallele complet entre cinq genotypes, representatifs d'une grande variabilite pour les teneurs en proteines solubles et en lipoxygenases de la graine. Les hybrides f1 montrent un fort effet d'heterosis pour les teneurs en proteines solubles, en lipoxygenase 1 et en lipoxygenases totales. Pour ces dernieres, les hybrides montrent un fort comportement homeostatique avec des teneurs plus faibles que celles des parents. En revanche, pour les teneurs en proteines solubles, une superdominance positive ainsi qu'une plus grande sensibilite aux variations environnementales sont mises en evidence. Le determinisme genetique de l'expression de la teneur en proteines solubles et des teneurs en lipoxygenases apparait complexe. Celui-ci est lie a des effets, additifs, non-additifs et reciproques significatifs. Ainsi, la reduction des teneurs en lipoxygenases et l'amelioration des teneurs en proteines peuvent etre envisagees sur une base genetique impliquant les genomes nucleaire et cytoplasmique, avec une composante associee a la fixation symbiotique de l'azote

Dans le cadre des recherches dont l'objectif est la rationalisation de la selection du soja (glycine max l. Merrill), le but de ce travail est d'anlyser les consequences de l'introduction de geniteurs de type de developpement determine dans une telle strategie. Il est donne une image des connaissances actuelles concernant les differences entre les types de croissance ou de developpement, leurs aptitudes respectives et leur determinisme genetique. A partir de la, une methode de discrimination quantitative des types est elaboree s'appuyant sur l'etude du materiel vegetal fixe constitue par les geniteurs et leurs hybrides f1 ainsi que des varietes temoins. Une approche des performances des hybrides f1 pour le rendement et la qualite de la graine est egalement presentee. Une recherche methodologique aboutit a la mise au point d'un dispositif experimental original pour l'etude des populations en segregation (f2 et f3) en evitant toute competition entre plantes. Un modele de genetique quantitative est applique a ces populations, et discute. De nouvelles hypotheses sur l'heredite du type de developpement sont proposees ainsi que les consequences qui en decoulent sur la strategie de la creation varietale de types determines ou semi-determines

La fixation symbiotique de l'azote peut constituer un parametre limitant de la productivite chez le soja. L'objectif de cette etude est d'analyser les relations entre l'efficience de la fixation de l'azote et le rendement permettant de degager d'eventuels criteres de selection. Une variabilite pour l'aptitude a fixer l'azote estimee au stade r5 par l'activite reductrice d'acetylene est mise en evidence dans des populations f#2 issues de croisements entre la variete weber et les varietes maple arrow, kingsoy et jiling 14. Les plantes cultivees en solution nutritive, en phytotrons dans des conditions optimales pour l'expression de la symbiose. Cette variabilite a permis optimales pour l'expression de la symbiose. Cette variabilite a permis une selection divergente en f#2 basee sur l'efficience de la fixation de l'azote. La correlation hautement significative pour ce parametre, entre les genotypes f#2 et les descendants filies f#6, tous croisements confondus suggere une bonne heritabilite de l'aptitude a fixer l'azote chez le soja associe a la souche g49 de bradyrhizobium japonicum. L'existence de correlations positives entre l'efficience de la fixation et la productivite en graines (analysees en relation avec la precocite) au sein de populations pratiquement fixees (f#6) et entre les generations f#2, f#4, f#6, montre qu'une fixation symbiotique de l'azote efficiente constitue un bon critere precoce de selection pour le rendement, sur des sols pauvres en azote. L'application de basses temperatures a differents stades de la croissance de la plante montre que le froid affecte l'initiation nodulaire sans perturber le developpement et le fonctionnement des nodules inities

Le potentiel de production du soja, eleve a la floraison, est rarement exteriorise en situations agricoles, a cause des pertes par abscission de gousses ou avortement des graines, ce qui confere une grande instabilite du rendement. Notre etude vise a une meilleure comprehension de cette variabilite du rendement des varietes et tente d'explorer leur potentialite de production, lorsqu'elles sont placees dans differentes situations pedoclimatiques et culturales. L'experimentation multi-sites et la simulation de la croissance et de la production du soja ont ete menees simultanement. Le modele utilise, soygro, a la particularite de decrire avec precision l'elaboration des composantes du rendement, en basant le deroulement du cycle sur une echelle phenologique detaillee, et sur les modifications de la repartition des assimilats. Parmi les varietes etudiees, deux modes de fructification apparaissent, qui semblent independants du type de croissance ou du groupe de precocite, mais plutot lies au genome de la plante. Par ailleurs, quelle que soit la variete, le nombre de gousses varie fortement pendant les phases de formation et de grossissement des graines. Le rendement final obtenu depend etroitement des conditions d'alimentation realisee pendant ces phases-cles du developpement reproducteur. A partir des resultats experimentaux, le modele a ete adapte pour les varietes actuellement cultivees, puis pour des varietes issues de la selection recente, necessitant la mise au point d'une methode originale de calibration basee sur les caracteristiques du developpement reproducteur. Enfin, pour evaluer le modele et tenter de definir ses limites d'utilisation, une analyse de sensibilite et une estimation de la qualite predictive ont ete realisees. A l'exception des cas de contraintes hydriques severes, le comportement du modele semble satisfaisant, la production etant simulee avec un ecart moyen de 3,5 q/ha. Ce modele constitue donc un outil de synthese des connaissances physiologiques et agronomiques du fonctionnement de la culture de soja. Il pourrait rendre accessible le choix des interventions en cours de cycle

On estime les composantes de la variance dans un modele mixte par la methode du maximum de vraisemblance. On utilise comme index le meilleur predicteur lineaire sans biais. Le critere de qualite propose est un estimateur sans biais du risque quadratique n'exigeant pas d'hypotheses fortes. Dans le cadre du schema de selection classique applique au soja, on etudie par simulation une situation proche de celle rencontree aux generations f6 et suivantes. A partir des descendances de 3 croisements, le critere permet de mettre en evidence les meilleures indices de selection precoce sur plante f5 pour 2 caracteres: rendement, precocite

L'utilisation du soja dans l'alimentation animale, et surtout humaine, implique une amélioration de la qualité de la graine. Celle-ci est abordée sous l'angle de la teneur en protéines et en lipoxygénase des graines, et des voies métaboliques impliquées dans ces caractères. L'étude de l'amélioration conjointe du rendement et des taux de protéines, paramètres généralement antagonistes, est envisagée à partir de la descendance d'un croisement entre deux variétés riches en protéines. Ce choix résulte de l'analyse d'un diallèle qui avait montré que ce croisement pouvait présenter des recombinaisons génétiques favorables. L'analyse génétique de la descendance, composée de 111 individus, a mis en évidence une large variabilité pour l'ensemble des paramètres mesurés. Un gain génétique important est possible. Des génotypes conciliant des combinaisons favorables de ces divers caractères ont pu être identifiés. Le rôle majeur de la symbiose dans l'élaboration de la productivité et des teneurs en protéines a été également confirmé. Des capacités fixatrices élevées au stade R5 favorisent les forts taux de protéines. Le rendement en graines est plus directement associé à l'assimilation de l'azote minéral en début de cycle, et à une fixation symbiotique de l'azote efficiente en fin de cycle reproducteur. La stabilité, des teneurs en protéines et de la productivité, est obtenue, quelle que soit la source azotée disponible, pour les génotypes à fort pourcentage en protéines et à capacité fixatrice élevée. De tels marqueurs peuvent être utilisés comme de nouveaux critères de sélection.

Le froid limite l'extension de certaines cultures telles que le soja. Afin de mieux comprendre les mecanismes de la tolerance au froid, chez le soja, nous nous sommes interesses aux modifications de la synthese proteique sous l'effet des basses temperatures. La synthese proteique a ete comparee sur deux varietes differemment sensibles au froid. Elle revele une modulation commune aux deux varietes mais plus prononcee chez la variete la plus tolerante. Apres acclimatation au froid, une serie de polypeptides ont ete caracterises en correlation avec la tolerance aux basses temperatures. L'un d'entre eux a pu etre identifie comme appartenant a la famille des hsp 70. Les proteines de type chaperon pourraient etre impliquees dans les mecanismes de tolerance au froid. Les proteines membranaires du plasmalemme et du tonoplaste ont ete etudiees en relation avec un abaissement de temperature. Des differences importantes sont observees dans la synthese des proteines du plasmalemme apres passage au froid. Ce resultat confirme le role primordial des membranes pour l'adaptation aux basses temperatures. La mise en jeu de techniques fines d'analyse permet de reveler des polypeptides dont la synthese est correlee avec une meilleure tolerance au froid. La caracterisation de ces polypeptides pourrait ouvrir la voie a des strategies nouvelles d'amelioration du soja

La recherche francaise en matiere de soja est orientee vers la creation d'un materiel genetique original mieux adapte aux conditions pedo-climatiques du pays et qui repose sur un elargissement de la variabilite genetique. Cette variabilite genetique peut etre apportee par les methodes actuelles de culture de tissus, de transfert de genes, ou d'hybridation somatique, qui necessitent la maitrise de la regeneration de plantes a partir de tissus et a partir de protoplastes. L'embryogenese somatique est la voie de regeneration retenue dans ce travail. Les cotyledons preleves a un stade donne (4 1mm) sur des embryons immatures representent le meilleur materiel de depart. Differents protocoles faisant intervenir des concentrations variables en auxines ont permis d'obtenir des embryons somatiques. L'acide naphtalene acetique permet la formation d'embryons en nombre reduit mais conformes. L'emploi de 2,4-d entraine a faible concentration la formation de nombreux embryons anormaux et a concentration elevee, des embryons bloques dans leur developpement. Une etape de maturation des embryons doit suivre l'etape d'induction. Cependant le protocole retenu n'assure pas la maturite physiologique des embryons et leur germination est aleatoire. Ces etapes de maturation et de germination sont discutees afin de mettre a jour les causes probables de cette inhibition. Toutefois, des plantules ont ete obtenues chez differentes varietes. La regeneration d'une plante jusqu'au stade fertile a ete obtenue a partir d'explants preleves sur des plantes meres carencees en azote, soulevant l'idee que la quantite et la forme de l'azote apportees a la plante mere conditionnent l'etat physiologique des organes et joue un role sur les differentes etapes de l'embryogenese somatique, de la formation de l'embryon jusqu'a son developpement en plante adulte. Les cotyledons d'embryons immatures etant competents a la regeneration, des protoplastes ont ete isoles a partir de ces organes dans des conditions de digestion optimisees. Ces protoplastes subissent differentes influences qui conditionnent leur evolution; en particulier les conditions de culture des plantes meres representent un element determinant dans leur capacite a la division. Immobilises dans une matrice d'agarose, on note une forte stimulation de la division qui concerne 70 % des protoplastes. Il en resulte des structures asymetriques pouvant rappeler les premieres divisions du zygote puis un stade embryonnaire precoce du type tete-suspenseur. Ces structures, comparables a celles obtenues chez d'autres especes, n'ont jamais ete decrites chez le soja. Leur blocage ulterieur necessite des recherches de conditions hormonales et environnementales qui leur permettent de poursuivre leur developpement

Une revue bibliographique realisee sur les inoculations microbiennes dans les productions vegetales s'est attachee a degager les composantes de l'efficacite du processus d'inoculation, tout en mettant en evidence les facteurs limitants de cette efficacite. Avec le modele bradyrhizobium japonicum-soja, une etude experimentale a ete realisee sur l'inoculation par microgranules et ses possibilites d'amelioration. Elle a mis en evidence des pertes importantes de germes au moment de l'inoculation, probablement par dessiccation, et aussi des possibilites de croissance de b. Japonicum sur support de microgranules enrichis en composes organiques, en conditions aseptiques. Apres introduction de ces microgranules enrichis dans le sol, cette croissance a ete demontree, et a permis d'atteindre dix a vingt fois le niveau de population recupere apres l'inoculation, l'inoculum presentant alors une meilleure resistance a la dessiccation. Cette croissance est faiblement influencee par le niveau de substrat carbone, le type de sol, la presence de fongicides. Par contre, elle est fortement conditionnee par les conditions d'humidite et de temperature et par le type d'inoculum. Utilises pour l'inoculation du soja, ces microgranules enrichis ont permis en salle climatisee d'augmenter la nodulation precoce. Au champ, plusieurs annees consecutivement, ils ont egalement ameliore la nodulation ainsi que la teneur en azote des graines, mais sans modifier le rendement. Les possibilites d'utilisation pratique de cette technique pour l'inoculation du soja et son application a d'autres germes sont discutees

Chez le soja, la fixation symbiotique d'azote atmospherique est etroitement associee a la productivite et la qualite de la graine. L'objectif du present travail est d'evaluer les possibilites d'ameliorer cette fonction par la voie bacterienne en comparant la souche smgs1 de bradyrhizobium japonicum a la souche g4. Utilisee dans les inoculum francais. En culture hydroponique des plantes, avec des apports degressifs en nitrate, la nodulation est plus abondante avec la souche smgs1, ce qui se repercute sur le volume et la masse seche nodulaires. Ces observations restent valables lorsque les plantes sont cultivees en presence permanente de nitrate, suggerant une meilleure tolerance de la souche smgs1 a la presence de cet ion. Cependant, l'expression d'une fixation d'azote plus active (activite reductrice d'acetylene) est subordonnee a des nodosites de taille plus elevee, en relation avec la capacite de la plante hote a assurer a la fois leur croissance et leur fonctionnement. Des interactions entre le genotype hote et la souche ont ete mises en evidence pour des parametres symbiotiques ou de recolte. L'evaluation agronomique de la souche smgs1 en serre, sur terre, montre des reponses genotypiques positives ou negatives comparativement a g49. Le rendement au champ de quatre-vingt six lignees, en presence de la souche g49, presente une faible correlation avec leur activite fixatrice mesuree avec la souche smgs1 en conditions controlees et en presence d'un gradient en nitrate, contrairement aux resultats obtenus apres inoculation avec g49. Ainsi, l'existence d'interactions entre le genotype hote et la souche de b. Japonicum ou la teneur en nitrate du milieu racinaire pourrait entrainer une modification des performances agronomiques des varietes cultivees si la souche smgs1 est choisie comme nouvel inoculum. Ceci suggere d'entreprendre une nouvelle selection de genotypes mieux adaptes a cette souche

La sclérotiniose, causée par le champignon Sclerotinia sclerotiorum, est une des maladies les plus importantes de la culture du soya dans l’est du Canada. L’utilisation de cultivars résistants est la manière la plus efficace et économique pour lutter contre l’agent pathogène. Or, la pression de maladie au champ varie considérablement d’une année à l’autre selon les conditions climatiques, ce qui complique l’identification de matériel résistant. Nous avons donc développé une méthode d’inoculation artificielle fiable et reproductible pour évaluer la résistance à la sclérotiniose du soya en serre et au champ. Appelée méthode «du coton», elle consiste à appliquer des morceaux de tampon à démaquiller, trempés dans une suspension de mycélium broyé, sur un bourgeon floral, et à mesurer la longueur de la lésion qui se développe sur la tige après une semaine. Cette méthode simple et rapide donne des résultats comparables à la méthode de référence utilisée au Québec tout en départageant la résistance vraie des mécanismes d’évitement. Nous avons ensuite utilisé la méthode du coton pour caractériser le degré de résistance au sein d’une collection de 130 lignées de soya représentative de l’étendue de la diversité génétique présente chez cette espèce au Québec. En parallèle, nous avons mis au point une méthode de génotypage par séquençage à haut débit pour le soya et l’avons utilisée pour génotyper la collection. Le séquençage a produit 266,7 millions de séquences distinctes qui, après différents filtres, ont révélé 7 864 marqueurs SNP répartis sur les 20 chromosomes du soya. Des analyses d’association entre le degré de résistance et le génotype des lignées de la collection ont révélé la présence de quatre locus de caractère quantitatif (QTL) conférant une résistance accrue à l’agent pathogène. L’association la plus forte a été validée chez une population issue d’un croisement entre deux parents contrastés à ce locus. De plus, aucun des génotypes les plus résistants ne porte tous les allèles de résistance, ce qui indique qu’on peut développer du matériel présentant une résistance accrue à la sclérotiniose. Ces résultats ouvrent des perspectives prometteuses pour la sélection assistée de marqueurs ou la sélection génomique.
Sclerotinia stem rot (SSR), caused by the fungus Sclerotinia sclerotiorum, is one of the most important soybean diseases in Eastern Canada. Using resistant varieties is the most efficient and economic way to repress this disease. However disease pressure in the field fluctuates considerably from year to year according to climatic conditions, thus impeding the identification of resistant material. We developed a reliable and reproducible artificial inoculation method to assess resistance in the greenhouse and in the field. Named the «cotton pad method», it relies upon applying a piece of cotton pad soaked in a mycelial suspension on a floral bud and to measure the ensuing lesion length one week after inoculation. This quick and easy method provides disease ratings similar to the reference method used in Québec and is able to distinguish true resistance from disease avoidance mechanisms. We then used the cotton pad method to evaluate the degree of resistance in a panel of 130 soybean lines representing the genetic diversity present in this species in Quebec. In parallel, we developed a high-throughput genotyping by sequencing method for soybean and used it to genotype the collection. Sequencing provided 266.7 million distinct sequences, which yielded 7,864 SNPs on the 20 soybean chromosomes after several filtering steps. Association mapping performed between the genotype of the lines and their resistance level revealed the presence of four quantitative trait loci (QTLs) associated with SSR resistance. The strongest association was validated in a biparental population generated from a cross between two parents contrasted at this locus. Furthermore, none of the most resistant lines developed so far carries all of the resistance alleles, which suggests that it is possible to develop lines presenting increased SSR resistance. These results are promising for marker assisted or genomic selection.

La fixation symbiotique de l'azote atmospherique, facteur de productivite et de qualite de la graine chez le soja, est fortement influencee par les conditions environnementales. Les faibles temperatures, dans les conditions francaises, peuvent constituer une importante limitation de cette fonction. L'effet des faibles temperatures est analyse au niveau de la nodulation au cours des premieres phases du developpement de la plante d'une part, et d'autre part au niveau du fonctionnement photosynthetique de la plante, au cours de la periode d'intense activite de la fixation symbiotique de l'azote. Si l'effet a court terme des basses temperatures sur la mise en place des nodosites est nette, avec des differences genotypiques importantes, la reponse a plus long terme est inexistante, la compensation apres retour aux conditions optimales etant complete. Par contre, l'analyse de la fluorescence des chlorophylles montre que l'activite fixatrice de l'azote augmente la sensibilite de la plante aux faibles temperatures, en reduisant les aptitudes photosynthetiques et la capacite a mettre en place des mecanismes photoprotecteurs en reponse a la contrainte thermique. La non recuperation de l'efficience photochimique observee plusieurs jours apres retour aux conditions optimales traduit probablement une atteinte a l'integrite des photosystemes ii chez les plantes fixatrices. Les moindres capacites a dissiper l'energie des plantes fixatrices soumises a des faibles temperatures sont partiellement compensees par des mouvements foliaires (paraheliotropisme). La limitation de l'interception lumineuse resultant de cette aptitude constitue un autre mecanisme de protection, avec des consequences sur les performances photosynthetiques de la plante. Ainsi, si le cout energetique de la fixation symbiotique peut etre pris en charge par une stimulation de l'activite photochimique de la photosynthese en conditions optimales, l'activite fixatrice d'azote fragilise la plante lors d'un deficit thermique

L'amplificateur optique à semi-conducteurs (SOA) est un composant attractif pour les futurs réseaux de télécommunications tout-optiques multicolores métropolitains. Ce travail présente une étude théorique et expérimentale des performances statiques et dynamiques d'un SOA, lors de l'injection optique à la transparence du gain dans sa zone active dans l'objectif d'établir les effets intéressants de cette technique. Nos travaux ont montrée que la pompe optique apporte une amélioration importante en terme de la puissance de saturation de sortie, de la durée de vie des porteurs et du temps de récupération du gain du soa, sur une grande plage de longueurs d'onde et de puissances du signal d'entrée, sans sacrifier le niveau du gain non saturé ni dégrader le facteur de bruit (NF). Nos résultats théoriques et expérimentaux ont montré que l'injection de la pompe optique en sens contra-propagatif par rapport au signal incident est plus efficace que l'injection en sens co-propagatif. Nous avons employé la pompe optique dans un système de transmission multicanaux (WDM) à base de SOA afin de réduire la diaphonie entre les signaux optiques transmis, due aux effets de la modulation croisée du gain (XGM), et d'améliorer ainsi le taux d'erreurs binaires (TEB). Enfin, l'étude présentée a également permis de développer un outil de simulation qui donne des résultats en accord avec ceux obtenus par mesures
Semiconductor optical amplifier (SOA) is an attractive component for future metropolitan multicolor all-optical telecommunication networks. This work focuses on the theoretical and experimental study of the SOA static and dynamic performances, when injecting a continuous wave (CW) high power as a holding beam (HB) at the gain transparency wavelength into its cavity with the aim of pointing out the interesting effects of this technique. Our work has shown that employing the holding beam, improves the soa saturation output power, the carrier lifetime and the device gain recovery time, over a wideband of incident signal wavelengths and powers without sacrificing the amplifier gain level neither degrading its noise figure (NF). Our theoretical and experimental results point out that injecting the holding beam in counter-propagative configuration with respect to the optical incident signal is more efficient than that in co-propagative one. We have employed the holding beam injection in an SOA based WDM multichannel transmission system with the purpose of reducing the cross-gain modulation (XGM) induced inter-channel crosstalk, hence, of improving the signals bit error rate (BER). Finally, a simulation model which gives results close to the measured ones has been obtained during this work as well

Les télécommunications par satellite prennent aujourd’hui de en plus d’importance, et le nombre d’abonnés à travers le monde ne cesse de croître. Partout où la fibre optique ne peut être déployée, elles sont un moyen fiable de fournir des débits très élevés aux utilisateurs, dont les pratiques nécessitent des bandes passantes toujours plus importantes (vidéo HD, visioconférences, téléchargement, cloud computing, jeux en ligne...). Elles garantissent également de très vastes zones de couverture. Pour les concepteurs de charges utiles de satellite, suivre les besoins du marché revient à augmenter constamment le nombre d’équipements embarqués, ce qui affecte le volume et la masse des systèmes et donc le coût de mise en orbite. Une des solutions envisagées afin de contrer ce phénomène consiste à employer des technologies optiques. Il a été démontré par Thales Alenia Space que pour un système de distribution de signaux de référence de 1 vers 64 équipements, la réduction du poids pourrait être de 70 %. Dans ce contexte nous avons développé 7 convertisseurs de fréquence RF réalisés à partir de composants photoniques semi-conducteurs. Ces convertisseurs font partie des composants clés des charges utiles car ils permettent d’isoler les transmissions montantes (vol vers satellite) et descendantes (satellite vers sol) afin d’éviter les interférences. Les performances des 7 architectures proposées, réalisées à partir de modulateurs électro-absorbants (EAM) et d’amplificateurs optiques à semi-conducteurs (SOA) ont été évaluées au travers de différentes simulations et en calculant le gain de conversion, le facteur de bruit, les isolations RF/FI et OL/FI, les rapports C/I3 et les coordonnées du point d’interception d’ordre 3. Nous avons obtenu des performances intéressantes, premières données pour de futures études et montré que ces convertisseurs seraient compatibles avec de nombreux plans de fréquence en bandes Ku/Ku, Ku+/Ku, et Ka/Ka. Des manipulations ont également permis de valider les modèles théoriques employés dans les simulations
Nowadays, Satellite telecommunications are becoming very popular and the number of subscribers worldwide is always growing. Wherever the optical fiber cannot be deployed, they are a reliable way to provide very high data rates to the users, whose activities are becoming more and more bandwidth-hungry (HD video, video conferencing, downloading, cloud computing, online games ...). They also guarantee very large coverage areas. In order to follow the market needs satellite payload designers have to increase the number of on-board equipment, which affects the volume and mass of the systems and therefore the launching cost. One of the solutions to solve the problem consists in using optical technologies. It has been demonstrated by Thales Alenia Space that In the case of a reference signal distribution system for 64 devices, a weight reduction of about 70% could be obtained. In this context we have developed 7 RF frequencydown-converters based on photonic semiconductor components. The down-converters are key components of satellite payloads, as their aim is to isolate uplink transmissions (ground to satellite) and downlink (satellite to ground) to avoid interference. Performance of the 7 architectures, incorporating electro-absorption modulators (EAM) and semiconductor optical amplifiers (SOA) were evaluated through various simulations and by calculating the conversion gain, noise figure, RF/IF and LO/IF isolations, the C/I3 ratio and the coordinates of the third order intercept point. We obtained interesting results, first data for futur works,and showed that these converters are compatible with many frequency plans in Ku/Ku, ku+/Ku, and Ka/Ka bands. Manipulations were also led and validated the theoretical models used in simulations