Dissertations / Theses: 'Stress hydrique'

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Moustafa, Khaled. "Analyse des familles de gènes MAP-kinase d'Arabidopsis thaliana au cours de contraintes hydriques." Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA112165.

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Abstract:

Les modules de signalisation MAPK (mitogen-activated protein kinase) jouent des rôles cruciaux dans la croissance et le développement de la plante aussi bien que dans les réponses aux stress biotiques et abiotiques. Dans le génome d'Arabidopsis thaliana, 20 gènes MAPK (MPK), 10 gènes MAP2K (MKK) et un grand nombre de gènes MAP3K différant par leurs structures primaires et la composition de leurs domaines fonctionnels ont été classés en différentes groupes. L'information disponible concernant les fonctions biologiques des différents membres de ces familles de gènes est limitée. Dans cette étude, l'expression des familles MPK et MKK complètes, de même que certains membres sélectionnés de la famille MAP3K a été étudiée par macroarrays préparés à l'aide de sondes spécifiques de chaque kinase. La spécificité d'expression dans la plante des différentes protéines kinases, ainsi que leur éventuelle induction/répression en réponse à différents stress hydriques a été recherchée. Pour MPK3, MPK4 et MPK6, les 3 kinases les plus étudiées jusqu'ici, les données de transcriptome ont été comparées aux niveaux de protéines et d'activités enzymatiques, déterminées à l'aide d'anticorps spécifiques de chaque kinase. Plusieurs gènes de chaque famille MAPK sont induits au niveau transcriptionnel par un ou plusieurs stress abiotiques, incluant les gènes fortement exprimés MPK3, MKK9 et MAP3K3. A l'intérieur du groupe MAPK très peu étudié qui contient un motif d'activation TDY, plusieurs kinases sont induites par des stress hydriques. Ainsi, le niveau de transcrits MPK20 augmente nettement en réponse à l'hypoosmolarité et à la reprise de conditions d'osmolarité normales après un stress hyperosmotique, tandis que MPK17 et MPK18 sont surtout induites par la déshydratation, l'hyperosmolarité et la salinité. Finalement, de nouveaux composés des modules MAPK impliqués dans la signalisation hydrique sont proposés dans la présente étude
Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPK) signal transduction modules play crucial roles in plant growth and development as well as in biotic and abiotic stress responses. In the Arabidopsis thaliana genome, 20 MAPK (MPK) genes, 10 MAP2K (MKK) genes and a great number of MAP3K differing in primary structures and domain compositions are now classified. However, only limited information is available regarding the biological roles of the different members of these gene families. Here, the expression of the whole gene families of MPK and MKK, as well as selected key members of the MAP3K family was studied by macroarrays, in relation to organ specificity and to various water stresses. For MPK3, MPK4 and MPK6, the most studied MAPK so far, transcriptome responses were compared to protein and activity levels based on the use of specific antibodies for each kinase. Several genes of the MAP kinase families are induced at the transcript level by one or several abiotic stresses, including the highly expressed MPK3, MKK9 and MAP3K3. Inside the very scarcely studied MAPK group containing a TDY activation motif, several kinases were induced by osmotic or water stresses. For example MPK20 displays a clear increase of its transcript level in response to hypoosmolarity and to recovery conditions after hyperosmotic stress, whereas MPK17 and MPK18 are mostly induced by dehydration, hyperosmolarity and salinity. Finally, new components of the MAP kinase modules involved in water stress signalling are proposed by the present study

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Despinasse, Yolande. "Diversité chimique et caractérisation de l'impact du stress hydrique chez les lavandes." Thesis, Saint-Etienne, 2015. http://www.theses.fr/2015STET4012/document.

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Abstract:

Cette thèse s’est focalisée sur les lavandes et en particulier sur trois lavandes retrouvées en France : la lavande fine (Lavandula angustifolia Miller), la lavande aspic (Lavandula latifolia Medik) et leur hybride le lavandin (Lavandula x intermedia). Capables de synthétiser de grandes quantités de composés organiques volatils (COV) et plus particulièrement des terpènes volatils tel les mono- et sesquiterpènes, les lavandes sont utilisées depuis l’antiquité par l’Homme pour les propriétés médicinales et aromatiques de ces terpènes, composants de l’huile essentielle de lavande. De par l’importance économique et écologique des terpènes volatils, ce travail de thèse présente différents aspects d’étude. Dans un premier temps la relation entre la diversité chimique, géographique et génétique de la lavande fine a été analysée sur l’ensemble de son aire de répartition. Les résultats ont mis en évidence des populations de lavande fine très différentes autant chimiquement que génétiquement au bord de leur aire de répartition. Dans un deuxième temps, l’impact du stress hydrique au cours du temps sur les contenus en terpènes volatils a été évalué sur la lavande aspic, le lavandin et six populations de lavande fine. Les résultats ont montré des tolérances différentielles en fonction des espèces et des populations ; ainsi le lavandin est plus rapidement affecté par le stress hydrique que la lavande fine. Les contenus terpéniques n’ont été que faiblement impactés par le stress hydrique et cela à des états hydriques différents selon les espèces et les populations. Malgré la grande diversité de réponse selon les composés, l’intensité du stress hydrique et les plantes ; les terpènes de la voie du camphre (bornéol, camphène et camphre) sont ceux qui présentent les plus grandes variations entre les plantes stressées et témoins. Il apparaissait alors intéressant d’étudier la voie de biosynthèse du camphre. Dans ce cadre-là, nous avons identifié et caractérisé la bornyl diphosphate synthase capable de former le bornéol à partir du bornyl diphosphate. L’ensemble de ces travaux permettent de mieux appréhender les relations entre production de terpènes volatils et environnement ainsi que de donner des outils génétiques afin de poursuivre ces investigations
The PhD was focused on lavenders and precisely on lavenders present in France: the fine lavender (Lavandula angustifolia Miller), the spike lavender (Lavandula latifolia Medik) and their hybrid the lavandin (Lavandula x intermedia). Skilled to synthetize huge organic volatils coumpounds (COV) amount and in particular volatils terpene such mono- and sesquiterpenes, lavenders are used by human from antiquity for medicinal and aromatic properties of these volatils terpenes, lavender essential oil is composed of. Due to economical and ecological volatils terpenes importance, several study aspects is considered in the PhD. In a first hand, on all the fine lavender’s repartition area, relationship between chemical, geographical and genetical diversities was assessed. Results showed chemical and genetical significant different populations, at the border of fine lavender repartition area. In a second hand, hydric stress impact over time on volatiles terpenes content was assessed on the spike lavender, lavandin and six fine lavender populations. Results put in evidence differential tolerances by species and populations; thus lavandin is more quickly affected by hydric stress than the fine lavender. Terpenes contents were slightly impacted by hydric stress and with different states amoung species and populations. Despite huge answer diversities amoung compounds, hydric stress intensity and plants; camphre pathway terpenes (borneol, comphene and camphre) are those which have the more important variations among stressed and controlled plants. Therefore study camphre biosynthesis pathway emerged. In this context, we have identified and characterized the bornyl diphosphate synthase able to produce the borneol from the bornyl diphosphate. These works allow a better understanding of relationships between volatils terpenes production and environment as well as give genetical tools to proceed to further investigations

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Genard-Zielinski, Anne-Cyrielle. "Impact du stress hydrique sur les émissions d'isoprène de Quercus pubescens Willd." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4721.

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Abstract:

Les Composés Organiques Volatils biogènes (COVB) sont des molécules issues du métabolisme secondaire des végétaux, dont l'émission peut être modulée par les conditions environnementales. Parmi ces composés, l'isoprène a été très étudié du fait des flux d'émission important et de son implication dans la photochimie troposphérique. Cependant, les mécanismes d'action des facteurs environnementaux sont encore mal connus, et notamment celui de l'impact du stress hydrique. Dans le contexte de changements climatiques, ce type de stress va particulièrement impacter la région méditerranéenne.Nous avons étudié l'impact du stress hydrique sur les émissions d'isoprène de Quercus pubescens Willd. Cette espèce, très présente dans cette région, serait la seconde source d'isoprène en Europe.Deux étude ont été menées.La première, effectuée en pépinière, a consisté à appliquer un stress hydrique modéré et sévère d'avril à octobre. Une augmentation des émissions d'isoprène des arbres modérément stressés a été observée alors qu'il n'y a eu aucune modification des émissions pour les arbres très stressés.La seconde a consisté à faire un suivi saisonnier du stress hydrique au sein d'une chênaie pubescente. Un stress hydrique amplifié a été appliqué par un système d'exclusion de pluie, permettant de diminuer la quantité de pluie de 30%. Nous avons observé que le stress hydrique amplifié augmentait les facteurs d'émission d'isoprène des arbres.Cette base de données a permis le développement, par Réseau de Neurones Artificiels (RNA), d'un algorithme d'émission d'isoprène. Nous avons ainsi mis en évidence l'impact prédominant du contenu en eau du sol sur les émissions d'isoprène
Biogenic Volatile Organic Compounds (BVOC) are plants secondary-metabolism-molecules. Their emissions are modulated by environmental conditions. Among these compounds, isoprene has been particularly studied due to its intense emission fluxes as well as its major contribution to tropospheric photochemistry. However, the impacts of environmental constraints on isoprene emission are still not yet well known. In particular, water stress impact is still a contradictory issue. In a world facing multiple climatic changes, models expect this kind of stress to hit Mediterranean area.This work focused on the impact of water stress on Quercus pubescens Willd. isoprene emissions. This species, widely spread in this area, is the second isoprene emitter in Europe.Two types of study were used.First, during an experimental carried out in a nursery, Q. pubescens saplings were grown under a moderate and severe water stress from April to October. This experimentation highlighted an increase of isoprene emissions for mid-stressed trees, while no emission changes were observed for the highly stressed trees.Secondly, an experimentation was conducted on a pubescent oak forest with trees acclimated to long lasting stress periods. We followed, during a whole season, the impact, on isoprene emissions, of a water stress created by artificially reducing 30% of the rains by means of a specific deploying roof. Isoprene emission factors were observed to increase under water stress.The database thus obtained was used in an Artificial Neural Network (ANN) to develop an appropriate isoprene emission algorithm. We underlined the predominant impact of soil water content on isoprene emissions

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Al, Gehani Idress. "Effet des stades d'application et de l'intensité de stress hydriques répétés sur l'état hydrique et la croissance des plantes et des fruits de tomate." Avignon, 2005. http://www.theses.fr/2005AVIG0315.

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Abstract:

Des stress hydriques répétés, modérés (Base compris entre –0,6 à –1,3 MPa) et intensifs (Base compris entre –1,4 à –2,0 MPa) ont été appliqués sur des plants de tomate (Lycopersicon esculentum Mill. Cv Raïssa) cultivés en serre, pendant le stade de floraison et pendant la phase de croissance de fruits et ce, durant trois années successives. Les stress hydriques appliqués seuls réduisent la croissance des parties aériennes et des fruits. Lorsque les stress sont répétés, l'alimentation en eau des plantes et l'alimentation en eau ainsi que l'accumulation en matière sèche des fruits est très fortement améliorée d'environ +100% comparativement aux fruits stressés une seule fois, ce qui se traduit par un doublement de l'efficience d'utilisation de l'eau. Les plantes stressées sont capables d'ajustement osmotique et ceci d'autant plus que le stress est de forte intensité. Chez les fruits, le stress se traduit par une diminution du potentiel osmotique des fruits et une augmentation des teneurs, rapportées à la matière sèche, des sucres (glucose, fructose) et des acides (malique et citrique) des fruits, et il réduit la perte de fermeté des fruits de petit calibre. La fermeté est très bien corrélée avec le potentiel hydrique, et peu et moyennement avec le potentiel osmotique et de turgescence
Repeated water stress treatments of moderate intensity (pre-dawn leaf water potential from –0. 6 to –1. 3 MPa) and high intensity (pre-dawn leaf water potential from –1. 4 to –2. 0 MPa) were applied on tomato (Lycopersicon esculentum Mill. Cv Raïssa) plants growing in a greenhouse during the flowering and fruit growth stages for three successive years. The growth of shoots and fruits reduced with only one cycle of water stress treatment applied. When water stress treatment to be repeated, the water supply of the plants is strongly improved as well as the water supply and the dry matter accumulation of the fruits about +100% compared to the fruits developed by plants with only one cycle of water stress treatment, which results in a doubling of the water use efficiency. The stressed plants are able to develop an osmotic adjustment strategy whenever the stress intensity is high. Fruit osmotic potential decreased and accompanied by higher contents of soluble sugars (glucose and fructose) and of some organic acids (malic and citric acid). Water stress also reduces the loss of firmness of small size fruits. The firmness correlated strongly with fruit water potential but poorly with osmotic and turgor potential

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Broin, Mélanie. "Implication de CDSP32, une thiorédoxine chloroplastique, dans la réponse au stress oxydant." Montpellier, ENSA, 2001. http://www.theses.fr/2001ENSA0022.

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Radimy, Raymond Tojo. "Cinétique d'évolution structurale des sols argileux : relation stress hydrique-stress salin ; Application à la biodiversité et rendement de culture." Thesis, Poitiers, 2015. http://www.theses.fr/2015POIT2310/document.

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Abstract:

Les marais de l'Ouest ont été gagnés sur les sédiments fluvio-marins par poldérisation débutée dès le moyen âge. Les aménagements hydrauliques avaient, initialement, des objectifs sanitaires et d'élevage. A partir des endiguements, ils ont divisé les territoires en marais mouillés et marais desséchés. Depuis les années 1970 le développement des cultures intensives de céréales a nécessité un rabaissement complémentaire de la nappe par drainage en partie pour augmenter la désalinisation de surface et limiter l’engorgement des sols. Néanmoins, ces territoires restent caractérisés par des nappes proches de la surface. En conséquence les profils hydriques vont être gouvernés par les conditions météorologiques y compris l'évapotranspiration, la pluviométrie, mais également par les remontées capillaires issues d'une nappe salée. D'autre par la nature argileuse des sols et ses propriétés de retrait conditionnent énormément le fonctionnement hydrodynamique et les évolutions de structure.La première partie du travail a été de suivre les évolutions des profils hydriques et de salinité en parcelles non drainées (prairies) et en parcelles drainées (Maïs, Blé, Tournesol). Ces suivis ont été complétés par les mesures des niveaux de nappes et par des mesures tensiométriques via des bougies poreuses implantées à différentes profondeurs. L'objectif final a été de calculer et modéliser les profils de réserve utile (RU) et de RU "résiduelle" utilisable par les plantes. Dans ces systèmes alimentés par les remontées capillaires, le réseau racinaire puise l'eau dans la zone non saturée de surface (vadose) puis dans la zone saturée sous-jacente. La teneur en eau caractéristique de l'interface zone non saturée - zone saturée a été déterminée par analogie entre les chemins d'état de la matrice argileuse le long de sa courbe de retrait et du sol le long de sa courbe de compaction. Les profils de RU résiduelle utilisable par les plantes ont été calculés à partir des profils de teneurs en eau puis comparés aux profils de RU obtenus via les données de station météorologique. Ces profils de RU résiduelle ont pu être écrits sous forme d'équation polynomiale du second degré puis modélisés. Dans cet environnement alimenté par les remontées capillaires, ces profils de RU résiduelles peuvent être modélisés à partir d'un paramètre facilement mesurable en surface qui prend en compte la structure du sol et les conditions météorologique : soit la teneur en eau à 10 cm de profondeur. Cette modélisation reste suffisamment réaliste pour être utilisée comme un outil prédictif face à la pédodiversité et/ou les rendements de culture.A ce travail s'ajoute deux études préliminaires : - les mesures des conductivités thermiques effectives de ces sols par la méthode du fil chaud et leurs modélisations dans les systèmes biphasés : eau - argile et air - argile, mais également pour les systèmes triphasés non saturés : eau - air - argile. Les perspectives sont la modélisation des transferts thermiques et hydriques dans le sol à partir de la surface, - et l'élaboration d'un protocole d'imprégnation-polymérisation des sols argileux humides par des résines de type HEMA. Cette imprégnation permet d'envisager la confection de lames minces dans le matériau argileux induré avec conservation de sa structure initiale humide. Les perspectives sont la pétrographie quantitative à l'interface racine - sol le long de profils verticaux dans les environnements argileux à degrés de saturation et structure évolutives
The coastal marshlands are territories generally reclaimed on primary fluvio-marine sediments. They result from hydraulic managements and/or polderization which may date from the Middle Ages. Historically these hydraulic managements were built for goals of wholesomeness, breeding and farming. They isolate two territories: the dried marshes and the wet marshes. For the intensive cereal crops the slow drying caused by land reclamation was recently improved by the drainage, in part for increase the depth of desalinization and decrease waterlogging. Nevertheless, these territories remain characterized by shallow ground water of initial salt water. Consequently, the hydric profiles are governed by the meteoric conditions including the Evapotranspiration, the rainfall, but also the capillarity rises from the salt groundwater. Moreover, the clay dominated nature of the soils and their drastic shrinkage properties govern the hydrodynamic functioning and the soil structure behavior.The first part of the work was the monitoring of the water content and salinity profiles in drained cereal crops and in undrained grasslands. These measurements have been completed by the ground water level and tensiometric monitoring. The final goal was the calculation and modeling of the available water capacity (AWC) and plant available water (PAW) profiles. In these systems mainly supplied by the capillarity rises, the root network gets water in the subsurface vadose zone and then in the deeper saturated groundwater zone. The water content characteristic of the interface between the vadose and saturated zone was determined by comparison between the clay material state paths along its shrinkage curve and along its compaction curve. The PAW profiles were calculated from the water content profiles and then compared to the AWC profiles. The PAW profiles have been equated as polynomial second degree equations. In these shallow groundwater environments the PAW profiles have been modeled taking into account an easy measurable surface parameter which includes the soil structure behavior and the meteoric conditions: i.e. the water content measured at 10 cm depth. The PAW modelling remains sufficiently realistic to be used as a tool for farming management. Two preliminary studies were added to this work: - the measurement of effective thermal conductivity of the clayey soils by the transient hot wire method, and the modeling of the effective thermal conductivity of biphasic air-clay and water-clay media, but also triphasic unsaturated air-water-clay media. The prospect is the modeling of thermal and hydric transfer from the surface to the depth. - and the elaboration of a protocol of impregnation - hardening for wet clay dominated soils by HEMA resins. This impregnation allows the making of thin sections in these clay materials with conservation of their initial wet structures. The prospective is the quantitative petrography at the root - clay matrix interface along vertical profiles in clayey soils at different degrees of saturation and different structures

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Effa, Effa Branly Wilfried. "Effets de la symbiose endomycorhizienne sur la tolérance au stress hydrique chez le riz." Thesis, Montpellier, 2020. http://www.theses.fr/2020MONTG035.

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Abstract:

La symbiose endomycorhizienne peut améliorer la croissance et la résistance aux stress abiotiques chez le riz en améliorant son accès à l’eau et aux nutriments. L’utilisation de champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) comme bio-fertilisants représente donc une perspective intéressante pour améliorer la résilience et la durabilité de la riziculture dans un contexte de dégradation des sols et de changement climatique. Cependant, la symbiose endomycorhizienne peut dans certains contextes s'avérer inefficace ou même induire des effets négatifs sur la croissance du riz. Des études récentes suggèrent que la réponse du riz à l’inoculation par un champignon endomycorhizien pourrait être contrôlée, en plus des paramètres fongiques et environnementaux, par les caractéristiques génétiques de la plante de riz. L’objectif de cette thèse est d’identifier des traits à caractères quantitatifs (QTLs) associés à la réponse du riz à l’inoculation par un CMA au cours de sa croissance en condition irriguée et de stress hydrique. Pour cela, des conditions favorisants l’infection des racines de riz par le CMA Rhizophagus irregularis et compatibles avec le phénotypage haut-débit ont d’abord été déterminées. Dans un second temps, un panel de 150 génotypes de riz africain (Oryza glaberrima) aux génomes séquencés a été phénotypé pour la biomasse des parties aériennes au cours de la croissance en condition inoculé et non-inoculé grâce à une plateforme de phénotypage haut-débit. Les plantes ont ainsi été cultivées en conditions inoculées ou non-inoculées pendant quatre semaines avec irrigation suivies de trois semaines de déficit hydrique. Un effet négatif de l’inoculation sur la croissance a pu être observé au stade précoce en condition irriguée (à 28 jours après semis ; JAS) et après un stress hydrique (à 46 JAS) chez la majorité de génotypes. Des analyses d’expression de gènes marqueurs de l'interaction riz/RI couplées à l’observation visuelle des structures fongiques dans la racine ont révélé la mise en place d’un dialogue pré-symbiotique, sans mettre en évidence l’établissement d’une symbiose fonctionnelle. Des analyses d’association entre génotype et la biomasse aérienne en traitement inoculé à 28 JAS ont permis d’identifier un QTL contenant un gène impliqué dans le transport du nitrate. Ces résultats ouvrent des perspectives intéressantes sur le rôle de la nutrition azotée dans l’établissement de la symbiose endomycorhizienne
Establishment of arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis in rice can promote its growth and tolerance to abiotic stress such as drought by improving its access to nutrient and water. The use of AM fungi (AMF) as bio-fertilizer therefore represent an interesting avenue for improving sustainability and resilience of rice cultivation in a context of land degradation and climate change. However, AM-symbiosis can in some context lead to detrimental effect on rice growth. Recent studies suggest that rice response to inoculation can, in addition to fungi and to environmental characteristics, be influenced by specific genetic determinants in rice. In this work, our objectives were to identify QTLs associated with plant response to AM-symbiosis when grown under irrigated and water deficit conditions. For this, plant growth conditions allowing root infection by the AM fungi Rhizophagus irregularis and compatible with high-throughput phenotyping were first determined. Secondly, a fully sequenced panel of 150 African rice (O. glaberrima) was phenotyped for shoot biomass across growth in inoculated and non-inoculated conditions using an imaged-based high-throughput phenotyping platform. Plants were grown in inoculated or non-inoculated conditions for four weeks under irrigation followed by a water deficit for three weeks. In our conditions, a negative effect of inoculation on shoot growth was observed at early vegetative growth under irrigated conditions (at 28 days after sowing; DAS) and after drought stress (at 46 DAS). Expression analyses of rice marker genes involved in different steps of rice/RI interaction, combined with visual observations of fungi structures in the root revealed that the plant established a pre-symbiotic dialogue with the fungi without establishing functional symbiosis. Association analyses between genotype and phenotype for shoot biomass under the inoculated treatment at 28 DAS identified a QTL containing a gene involved in nitrate transport. Our results open interesting ways regarding the role of nitrogen nutrition on AM-symbiosis establishment

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Yani, Abdelhamid. "Les terpènes du cyprès : étude physiologique lors d'un stress hydrique et utilisation en chimiotaxinomie." Bordeaux 1, 1989. http://www.theses.fr/1989BOR10523.

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Abstract:

Une etude comparative des constituants lipophiles de cupressus sempervirens et cupressus dupreziana a montre une grande homogeneite des deux especes; seuls deux alcools en c::(29) (mono et dihydroxyles) et les terpenes volatils presentent une variabilite interspecifique. Apres avoir etudie la repartition des terpenes dans les organes, leurs variations saisonnieres, les effets du froid et de la secheresse, les conditions optimales d'utilisation des terpenes pour la chimiotaxinomie du genre cypres ont pu etre definies

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Sirichandra, Caroline. "Mécanismes de régulation des réponses au stress hydrique par la protéine kinase OPEN STOMATA1." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112160.

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Abstract:

En réponse à la sécheresse, la phytohormone acide abscissique (ABA) induit la fermeture des stomates, afin de limiter les pertes en eau, et une modification de l’expression de gènes dont les produits participent au maintien de l’intégrité cellulaire. Les kinases SnRK2 régulent la signalisation de l’ABA. Nous avons défini le motif optimal de phosphorylation par la kinase SnRK2. 6/OST1, jouant un rôle clé dans les stomates, et avons utilisé ces données pour prédire les cibles putatives d’OST1 in silico. Le facteur de transcription ABF3 apparaît comme un substrat physiologique d’OST1 dans les stomates. OST1 phosphoryle ABF3 in vitro sur plusieurs sites LXRXXS/T. L’un d’eux correspond à la T451, située dans un motif conservé, qui une fois phosphorylée, crée un motif de liaison aux protéines 14-3-3. De plus, la T451 est indispensable à la phosphorylation et à la stabilisation d’ABF3 in vivo en réponse à l’ABA. Ces données suggèrent que la phosphorylation des ABF par les SnRK2 et la liaison des 14-3-3 qui en résulte, protègeraient ces facteurs de la dégradation, permettant l’expression de gènes ABA-dépendants. Dans une approche ciblée, nous avons identifié le motif de phosphorylation d’OST1 dans la NADPH oxydase AtrbohF impliquée dans la fermeture stomatique. OST1 interagit avec, et phosphoryle, AtrbohF. Ceci suggère une régulation de l’activité NADPH oxydase par OST1. Nos résultats étayent donc le rôle central d’OST1 dans les voies de l’ABA, au niveau de l’expression génique et de la fermeture stomatique. De plus, l’approche prédictive permettra d’identifier de nouvelles cibles des SnRK2 et de contribuer à une meilleure compréhension de la signalisation de l’ABA
In response to drought, the plant hormone abscisic acid (ABA) promotes stomatal closure to prevent water loss by transpiration, and regulates the expression of many genes that participate to the dehydration tolerance. ABA-activated SnRK2 kinases are regulators of this signaling pathway. We defined the substrate preferences of the SnRK2 kinase OST1, a key component of ABA signaling in guard cells, and used these data to predict putative substrates in silico. Our results designate the transcription factor ABF3 as genuine OST1 substrate in guard cells. In vitro, OST1 phosphorylates ABF3 on multiple sites including the one corresponding to T451, which once phosphorylated, creates a binding site for 14-3-3 proteins. Furthermore, T451 is important for both ABF3 phosphorylation and stabilization in response to ABA in vivo. These findings suggest that the phosphorylation of ABF transcription factors by ABA-activated SnRK2 kinases and the subsequent binding of 14-3-3 protect these factors from degradation, leading to ABA-responsive genes expression. In a targeted approach, we identified putative OST1 phosphorylation sites in the NADPH oxidase AtrbohF which plays a role in stomatal closure. OST1 interacts with and phosphorylates AtrbohF, suggesting a regulation of NADPH oxidase activity by OST1 in guard cell. Together, our results imply that OST1 regulates ABA signaling in guard cell through the phosphorylation and the regulation of several proteins involved in the regulation of gene expression and in stomatal closure. Furthermore, the predictive strategy could help the identification of new SnRK2 substrates and therefore contribute to a better understanding of ABA signaling

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Nguyen, Le Thu Ha. "Effet bottom-up du stress hydrique sur la gamme d’hôtes des parasitoïdes de pucerons." Electronic Thesis or Diss., Université Côte d'Azur (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017AZUR4132.

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Abstract:

Le contrôle biologique (C. -B. - l'utilisation d'ennemis naturels pour lutter contre les ravageurs) est durable, écologique et rentable pour contrer la résistance des ravageurs en augmentant l'utilisation des pesticides. Les parasitoïdes des pucerons sont des ennemis naturels communs des pucerons, les principaux ravageurs mondiaux dans l'agriculture. L'étude de la spécificité de l'hôte parasitoïde contribue à (1) comprendre les mécanismes écologiques et évolutifs de l'écosystème et (2) évaluer l'efficacité des agents de lutte biologique et les risques écologiques pour les espèces non ciblées. Cette étude porte sur la spécificité de l'hôte fondamental des parasitoïdes sur les niveaux individuels, en matière de besoins en ressources et dans le contexte des interactions multi trophiques sous stress abiotique environnemental, c'est-à-dire la limitation de l'eau. Aphidius ervi (Hymenoptera: Braconidés: Aphidiinae) a été choisi; ce parasitoïde puceron est largement utilisé comme modèle écologique et comme agent de lutte biologique commercial (BCA). D'une part, l'indice de spécificité de l'hôte A. ervi a été mesuré sur une large gamme d'espèces de pucerons. D'autre part, les impacts indirects de la limitation de l'eau ont été étudiés sur la spécificité de l'hôte du parasitoïde. En outre, les modifications induites par le stress hydrique dans la plante et les traits de vie des pucerons ont été mesurés. A. ervi s'est avéré être une espèce intermédiaire spécialisée qui a attaqué toutes les espèces de pucerons à des taux élevés, mais n'a pas pu se développer correctement sur toutes les espèces. Les quelques espèces qui se développaient bien étaient phylogénétiquement proches et appartenaient à la tribu des Macrosiphini. En outre, une corrélation positive de préférence - performance a été trouvée. Sous stress hydrique, la préférence et la performance des parasitoïdes ont été affectées, causant la perte de la corrélation. La limitation de l'eau a modifié négativement la qualité nutritionnelle de la plante, ce qui a entraîné une faible performance des pucerons sur les plantes hôtes. Ceci à son tour a diminué la convenance des hôtes pucerons pour le parasitoïde. Les effets de la limitation de l'eau n'étaient pas similaires pour toutes les combinaisons plantes-pucerons et dépendaient de plusieurs facteurs, à savoir les mécanismes végétaux adaptés au stress et la spécialisation de l'hôte des pucerons et des parasitoïdes
Biological control (BC - the use of natural enemies to control pests) are sustainable, environmentally friendly and cost-effective methods to counteract pest resistance by increasing pesticide use. Aphid parasitoids are common natural enemies of aphids, the major worldwide pests in agriculture. The study of parasitoid host specificity contributes to (1) understanding ecological and evolutionary mechanisms driving the ecosystem and (2) evaluating the efficiency of biocontrol agents and the ecological risks for non-target species. This study focuses on the parasitoids fundamental host specificity on individual levels, in terms of resource requirements and in the context of multi-trophic interactions under environmental abiotic stress, i.e.water limitation. Aphidius ervi (Hymenoptera: Braconidae: Aphidiinae) was chosen; this aphid parasitoid is used widely as an ecological model and commercial biological control agent (BCA). On the one hand, A. ervi host specificity index was measured on a broad range of aphid species. On the other hand, the indirect impacts of water limitation were investigated on the host specificity of the parasitoid. Furthermore, water stress-induced modifications in the plant and the aphid life-history traits were measured. A. ervi was shown to be an intermediate specialist species who attacked all aphid species at high rates but was unable to develop well on all of them. The few that developed well were phylogenetically close and belong to the Macrosiphini tribe. Interestingly, a positive correlation preference – performance was found. Under water stress, both preference and performance of parasitoids were affected causing loss of the correlation. Water limitation negatively altered the plant nutritional quality resulting in low aphid performance on host plants. This in turn decreased the suitability of aphid hosts for the parasitoid. The impacts of water limitation were not similar across all plant-aphid combinations and depended on several factors, namely stress-adapted plant mechanisms and the host specialization of both aphids and parasitoids

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Nguyen, Le Thu Ha. "Effet bottom-up du stress hydrique sur la gamme d’hôtes des parasitoïdes de pucerons." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017AZUR4132/document.

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Le contrôle biologique (C. -B. - l'utilisation d'ennemis naturels pour lutter contre les ravageurs) est durable, écologique et rentable pour contrer la résistance des ravageurs en augmentant l'utilisation des pesticides. Les parasitoïdes des pucerons sont des ennemis naturels communs des pucerons, les principaux ravageurs mondiaux dans l'agriculture. L'étude de la spécificité de l'hôte parasitoïde contribue à (1) comprendre les mécanismes écologiques et évolutifs de l'écosystème et (2) évaluer l'efficacité des agents de lutte biologique et les risques écologiques pour les espèces non ciblées. Cette étude porte sur la spécificité de l'hôte fondamental des parasitoïdes sur les niveaux individuels, en matière de besoins en ressources et dans le contexte des interactions multi trophiques sous stress abiotique environnemental, c'est-à-dire la limitation de l'eau. Aphidius ervi (Hymenoptera: Braconidés: Aphidiinae) a été choisi; ce parasitoïde puceron est largement utilisé comme modèle écologique et comme agent de lutte biologique commercial (BCA). D'une part, l'indice de spécificité de l'hôte A. ervi a été mesuré sur une large gamme d'espèces de pucerons. D'autre part, les impacts indirects de la limitation de l'eau ont été étudiés sur la spécificité de l'hôte du parasitoïde. En outre, les modifications induites par le stress hydrique dans la plante et les traits de vie des pucerons ont été mesurés. A. ervi s'est avéré être une espèce intermédiaire spécialisée qui a attaqué toutes les espèces de pucerons à des taux élevés, mais n'a pas pu se développer correctement sur toutes les espèces. Les quelques espèces qui se développaient bien étaient phylogénétiquement proches et appartenaient à la tribu des Macrosiphini. En outre, une corrélation positive de préférence - performance a été trouvée. Sous stress hydrique, la préférence et la performance des parasitoïdes ont été affectées, causant la perte de la corrélation. La limitation de l'eau a modifié négativement la qualité nutritionnelle de la plante, ce qui a entraîné une faible performance des pucerons sur les plantes hôtes. Ceci à son tour a diminué la convenance des hôtes pucerons pour le parasitoïde. Les effets de la limitation de l'eau n'étaient pas similaires pour toutes les combinaisons plantes-pucerons et dépendaient de plusieurs facteurs, à savoir les mécanismes végétaux adaptés au stress et la spécialisation de l'hôte des pucerons et des parasitoïdes
Biological control (BC - the use of natural enemies to control pests) are sustainable, environmentally friendly and cost-effective methods to counteract pest resistance by increasing pesticide use. Aphid parasitoids are common natural enemies of aphids, the major worldwide pests in agriculture. The study of parasitoid host specificity contributes to (1) understanding ecological and evolutionary mechanisms driving the ecosystem and (2) evaluating the efficiency of biocontrol agents and the ecological risks for non-target species. This study focuses on the parasitoids fundamental host specificity on individual levels, in terms of resource requirements and in the context of multi-trophic interactions under environmental abiotic stress, i.e.water limitation. Aphidius ervi (Hymenoptera: Braconidae: Aphidiinae) was chosen; this aphid parasitoid is used widely as an ecological model and commercial biological control agent (BCA). On the one hand, A. ervi host specificity index was measured on a broad range of aphid species. On the other hand, the indirect impacts of water limitation were investigated on the host specificity of the parasitoid. Furthermore, water stress-induced modifications in the plant and the aphid life-history traits were measured. A. ervi was shown to be an intermediate specialist species who attacked all aphid species at high rates but was unable to develop well on all of them. The few that developed well were phylogenetically close and belong to the Macrosiphini tribe. Interestingly, a positive correlation preference – performance was found. Under water stress, both preference and performance of parasitoids were affected causing loss of the correlation. Water limitation negatively altered the plant nutritional quality resulting in low aphid performance on host plants. This in turn decreased the suitability of aphid hosts for the parasitoid. The impacts of water limitation were not similar across all plant-aphid combinations and depended on several factors, namely stress-adapted plant mechanisms and the host specialization of both aphids and parasitoids

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Lochin, Pierre. "Contrôle climatique de la disponibilité en eau et du stress hydrique des arbres ripicoles." Electronic Thesis or Diss., Lyon, École normale supérieure, 2024. http://www.theses.fr/2024ENSL0015.

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Abstract:

L'élévation des températures mondiales et ses répercussions sur la disponibilité en eau accentuent la vulnérabilité des forêts riveraines, qui jouent pourtant un rôle essentiel dans la résilience des hydrosystèmes fluviaux face au changement climatique. En analysant les variations des communautés végétales, que ce soit au travers de leur répartition, leur santé ou leur phénologie, tout en examinant les facteurs potentiels qui les contrôlent, il est possible d’en tirer des informations cruciales sur leurs trajectoires probables en contexte climatique non stationnaire. Ainsi, il devient impératif d'approfondir notre compréhension des liens entre les facteurs régissant la disponibilité en eau et les réponses de la végétation riveraine, afin d’améliorer nos pratiques de gestion et de restauration de ces milieux et de favoriser leur résilience sur le long terme. Ce travail de recherche apporte des éléments de réponse à ces enjeux au travers de deux principales échelles d’analyses géographiques et de l’utilisation d’outils de télédétection. Dans cette thèse, nous avons exploré le rôle des contrôles hydroclimatiques sur la disponibilité en eau des forêts riveraines le long du corridor fluvial du Rhône, qui est un terrain d’étude idéal en raison de son orientation nord-sud. Cette orientation permet d’observer un gradient de situations du fait de la variabilité climatique et hydrologique induite. Cette variabilité des conditions hydroclimatiques nous a permis d'évaluer l’impact du contexte hydroclimatique sur l’activité chlorophyllienne des peuplements riverains. Cette première approche globale, à l’échelle du corridor fluvial du Rhône, a révélé une forte variabilité dans les contrôles hydroclimatiques influençant les peuplements riverains, avec une dépendance accrue à la disponibilité en eau observée dans les régions méridionales. Mais cette échelle d'analyse a également souligné le rôle potentiel des conditions locales en tant que facteurs modulant la résilience des peuplements riverains. Ainsi, notre seconde échelle d’analyse spatiale, l’échelle d’un peuplement riverain, a mis en évidence l’importance des conditions hydrogéomorphologiques locales dans la résilience des arbres riverains face au stress hydrique. Toutefois, nous avons aussi montré que les réponses des individus peuvent être spécifiques aux espèces, car deux espèces co-occurrentes typiques des écosystèmes ripariens ont des réponses contrastées aux contrôles hydroclimatiques et aux conditions locales. Cette caractérisation des réponses à la disponibilité en eau nous a permis de créer un indicateur basé sur la télédétection pour détecter les peuplements affectés par un déficit en eau. Enfin, nous avons relié ces deux échelles spatiales afin de caractériser le comportement d’une espèce ligneuse riveraine face à la sécheresse, via une combinaison d’outils et d’échelles de mesures liant observations satellitaires, mesures aéroportées d’imagerie thermique infrarouge et mesures écophysiologiques in situ.Ce travail a contribué à mieux préciser les liens entre les contrôles hydroclimatiques de la disponibilité en eau et les réponses écophysiologiques et morphologiques des arbres riverains. Il a aussi permis de mieux comprendre le rôle des conditions locales pour atténuer l’effet des conditions climatiques changeantes. Ces résultats éclairent les gestionnaires de ces espaces dans la mise en œuvre des politiques de préservation et de restauration des peuplements riverains
Rising global temperatures and their impact on water availability are increasing the vulnerability of riparian forests, which play an essential role in the resilience of fluvial hydrosystems in the face of climate change. By analyzing variations in plant communities, whether in terms of their distribution, health, or phenology, while examining the potential factors controlling them, it is possible to derive crucial information on their likely trajectories in a non-stationary climate context. Thus, it becomes imperative to deepen our understanding of the links between the factors governing water availability and riparian vegetation responses to improve our management and restoration practices for these environments and foster their resilience over the long term. This thesis provides answers to these challenges through two main scales of geographical analysis and the use of remote sensing tools.In this thesis, we explored the role of hydroclimatic controls on water availability in riparian forests along the Rhône River corridor, which is an ideal study area because of its north-south orientation. This orientation provides the opportunity to study a gradient of situations due to induced climatic and hydrological variability. This variability in hydroclimatic conditions enabled us to assess the impact of the hydroclimatic context on the chlorophyll activity of riparian stands. This first global approach, on the scale of the Rhône River corridor, revealed a high degree of variability in the hydroclimatic controls influencing riparian stands, with an increased dependence on water availability observed in southern regions. This scale of analysis also highlighted the potential role of local conditions as factors modulating riparian stand resilience. Thus, our second spatial analysis scale, the riparian stand scale, highlighted the importance of local hydrogeomorphological conditions in the resilience of riparian trees to water stress. However, we also showed that individual responses can be species-specific, as two co-occurring species typical of riparian ecosystems have contrasting responses to hydroclimatic controls and local conditions. This characterization of responses to water availability enabled us to create a remote sensing-based indicator to detect stands affected by water deficits. Finally, we linked these two spatial scales to characterize the behavior of a riparian woody species in the face of drought using a combination of tools and measurement scales linking satellite observations, airborne infrared thermal imaging, and in situ ecophysiological measurements.This thesis provides a better understanding of the links between hydroclimatic controls on water availability and the ecophysiological and morphological responses of riparian trees. It has also led to a better understanding of the role of local conditions in mitigating the effects of changing climatic conditions. These results will help managers of these areas to implement policies to preserve and restore riparian stands

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Béthencourt, Linda. "Le stress hydrique chez le lin et la betterave : cas particuliers du tréhalose et du gène SWEETIE." Amiens, 2010. http://www.theses.fr/2010AMIE0117.

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Abstract:

Les plantes sont souvent soumises à des conditions environnementales défavorables qui entraînent une altération de leur croissance et de leur productivité. Une des stratégies développée par les plantes en cas de stress est l’accumulation de molécules (sucres, acides aminés) impliquées dans la régulation osmotique et la stabilisation des protéines et des macromolécules. Le tréhalose pourrait être une de ces molécules. La maîtrise des variations du tréhalose pourrait donc permettre d’améliorer la résistance aux stress des plantes de grande culture. Le mutant sweetie, d’Arabidopsis thaliana, présente des teneurs en tréhalose anormalement élevées et certains de ses gènes relatifs aux stress abiotiques sont surexprimés. On suppose que SWEETIE joue un rôle métabolique important, peut-être lié à la réponse au stress. Dans cette étude, nous avons confirmé l’implication de SWEETIE dans la régulation du développement de la plante, de par la mise en évidence de son expression au niveau de zones méristématiques. Deux espèces d’intérêt pour la région Picardie, le lin et la betterave, ont ensuite été étudiées. Chez celles-ci, le tréhalose et son précurseur le tréhalose-6-phosphate (T6P), s’accumulent dans les feuilles en condition de stress hydrique confirmant ainsi le rôle de ces sucres dans la réponse au stress. Nous avons constaté que le tréhalose est fortement présent dans les boutons floraux de lin, suggérant son implication dans le développement floral. La présence du gène SWEETIE chez le lin a été montrée. Son expression est plus importante dans les boutons floraux que dans les feuilles. En condition de stress hydrique son expression semble réprimée sauf en cas de stress hydrique sévère dans les feuilles. Les résultats obtenus montrent un lien entre SWEETIE, le tréhalose et le stress hydrique et devraient servir à une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la réponse au stress des plantes
Growing in their natural environment, plants often encounter unfavourable environmental conditions that interrupt normal plant growth and productivity. A common response to neutralize the negative effects of climate stresses is accumulation of molecules, like trehalose, involved in osmoregulation or stabilization of protein complexes and membranes. Engineering trehalose accumulation into crop plant could improve stress tolerance. The Arabidopsis thaliana mutant, sweetie, shows strongly elevated levels of trehalose and over-expression of genes implicated in sugar metabolism and abiotic stress. It is suggested that SWEETIE plays an important metabolic function and maybe in stress-related pathways. In this study, we show in Arabidopsis the important function of SWEETIE in development because of its expression in meristematic tissues. We also worked on linseed and sugar beet, two important species for Picardy’s region. We show that trehalose accumulates in leaves of these two species in drastic drought stress condition, confirming a role of this sugar in stress response. We also show a strong presence of trehalose in floral buds of linseed suggests a role in reproductive development. Moreover, we found the presence of the SWEETIE gene in linseed. Its expression is more important in floral buds compared to leaves. We show that a drought stress seems to induce a decreased of SWEETIE expression but an increase in leaves in drastic drought stress condition. The findings presented show that the SWEETIE gene, trehalose and drought stress are linked and should help our understanding of plant resistance to abiotic stresses

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Pellegrino, Anne. "Elaboration d'un outil de diagnostic du stress hydrique utilisable sur la vigne en parcelle agricole par couplage d'un modèle de bilan hydrique et d'indicateurs de fonctionnement de la plante." Montpellier, ENSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ENSA0004.

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Abstract:

L'objectif de ce travail était d'élaborer un outil de diagnostic a posteriori du stress hydrique perçu par la vigne, utilisable en réseau de parcelles. L'outil reposait sur le couplage d'un modèle de bilan hydrique à un modèle de classement de l'activité des sources d'assimilats et des puits végétatifs sous contrainte hydrique pour caractériser, à un pas de temps journalier, l'influence de l'alimentation hydrique sur l'état de la plante (relations sources - puits). Le modèle de classement était établi à partir de relations entre la fraction d'eau du sol transpirable par la vigne (FTSW) et l'assimilation nette maximale ou des paramètres et indicateurs composites de croissance végétative des ramifications. Le modèle de bilan hydrique simulant FTSW était paramétré pour chaque parcelle à partir de mesures de potentiels hydriques de base (Yb) par optimisation d'un paramètre (la quantité totale d'eau du sol transpirable par la vigne) sur la base d'une relation empirique entre Yb et FTSW
This study was aimed to elaborate a tool to diagnose a posteriori the water stress experienced by vine, witch could be used in a network of farmer's fields. The tool was based on the coupling of a water balance model with a model of classification of assimilates sources and vegetative sinks activities under water stress to characterise, at a daily time step, the influence of water supply on plant status (sources-sinks relationships). The classification model was established from relationships between the fraction of vine's transpirable soil water (FTSW) and maximal net assimilation or parameters and composite indicators of vegetative growth on lateral branches. The water balance model simulating FTSW was parametrized for each farmer's field from predawn leaf water potential measurements (Yb) by the optimisation of a parameter (the total vine's transpirable soil water) on an empirical relationship between Yb and FTSW

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Cyr, Guillaume. "Impact écophysiologique du stress hydrique sur des épinettes noires d'une pessière à lichens en dépérissement." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/ftp01/MQ33607.pdf.

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Morillon, Raphaël. "Modifications de perméabilité cellulaire à l'eau liées au développement, au stress hydrique, et aux mutations." Rouen, 1999. http://www.theses.fr/1999ROUES032.

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Abstract:

Des mesures de perméabilité osmotique (Pos) ont été réalisées sur des protoplastes et des vacuoles isolés au moyen d'une technique mise au point au laboratoire. Les perméabilités sont obtenues à partir de l'observation en microscopie photonique de la cinétique des changements de volume des protoplastes ou vacuoles, consécutives à un changement rapide d'osmoticum. Nous avons mesuré Pos sur des protoplastes de racines de cultivars de blé, de colza ou de maïs à des stades de développement différents de la racine. Les valeurs mesurées ont permis de montrer que la perméabilité osmotique des protoplastes pouvait augmenter fortement en l'espace de 24 à 48 heures, ce qui suggérait la mise en place d'aquaporines au sein du plasmalemme. De même, des mesures réalisées sur des vacuoles ont montré que le tonoplaste était toujours très perméable. Une étude en présence de mercure a permis de montrer que Pos était diminuée par cet inhibiteur, indiquant la présence d'aquaporines vacuolaires. Nous avons étudié l'influence du stress hydrique sur la perméabilite osmotique de protoplastes de racine de cultivars de blé, de colza et de lin. En situation de stress, les valeurs de Pos sont augmentées pour les variétés sensibles alors qu'elles sont diminuées pour les variétés résistantes. De fortes valeurs de Pos ne semblent pas nécessaires pour permettre la croissance de la plante en situation de stress hydrique. Enfin, nous avons réalisé des mesures sur des protoplastes d'hypocotyle de mutants nains d'arabidopsis thaliana affectés dans la chaîne de biosynthèse du brassinolide. Les mesures de Pos en présence de ce régulateur de croissance ont permis de montrer que la croissance de la plantule pouvait être régulée par les flux d'eau trans-cellulaire de l'hypocotyle. L'ensemble de ces résultats souligne l'importance de la voie trans-cellulaire dans la régulation des flux d'eau dans la plante.

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Belin, Christophe. "Structure et fonctions de la protéine kinase OST1 dans la cellule de garde d'Arabidopsis thaliana." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00167031.

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Abstract:

La sécheresse est un stress majeur pour les plantes qui ont développé de nombreuses stratégies pour y faire face. La réponse la plus rapide à un stress hydrique est la fermeture des pores stomatiques qui limite les pertes d'eau par évapo-transpiration. La phytohormone acide abscissique (ABA) participe à cette réponse en modifiant la turgescence des cellules de garde. La protéine kinase OST1 d'Arabidopsis thaliana contrôle les étapes précoces de la transduction du signal ABA dans ces cellules. Au cours de cette thèse, nous avons cherché à comprendre les mécanismes de régulation de la kinase OST1. Nous avons d'abord montré que la protéine 10xHis-OST1 produite chez E.coli est active et s'autophosphoryle. Ceci nous a permis d'identifier des résidus phosphorylés, cibles potentielles de kinases ou phosphatases régulant l'activité de OST1 dans la plante. L'importance de ces résidus a d'abord été étudiée in vitro par l'analyse de l'activité de protéines recombinantes mutées sur les résidus phosphorylés. Puis nous avons étudié l'impact de ces mutations dans la plante en réalisant des tests de complémentation du mutant ost1 et des tests d'activité kinase après immunoprécipitation des différentes versions de la protéine OST1. La même stratégie appliquée à l'étude de versions tronquées de OST1 nous a permis d'analyser son domaine C-terminal. Nous avons ainsi identifié plusieurs éléments structuraux critiques pour l'activité de OST1 et sa fonction dans la plante. Enfin, notre analyse des différents allèles mutants ost1 suggère que OST1 régule les flux transpiratoires en réponse à un stress hydrique à deux niveaux distincts, dans les cellules de garde et les tissus vasculaires.

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Kotchi, Serge Olivier. "Détection du stress hydrique par thermographie infrarouge : application à la culture de la pomme de terre." Thesis, Université Laval, 2004. http://www.theses.ulaval.ca/2004/22198/22198.pdf.

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Abstract:

Le déficit hydrique affecte plusieurs variables physiologiques de la plante et est synonyme de baisse de rendement et de qualité pour des végétaux de grande culture tels que la pomme de terre. Dès lors, l’irrigation devient une solution préconisée. Celle-ci doit cependant permettre d’appliquer seulement la quantité d’eau dont la plante a besoin pour éviter le lessivage des fertilisants et pesticides pouvant contaminer la nappe phréatique. Depuis plus de vingt ans, la télédétection infrarouge thermique a permis de développer plusieurs outils de détection du stress hydrique. À travers des indices alliant des capteurs et des modèles tels que le CWSI (Crop Water Stress Index), la télédétection est utilisée pour répondre au besoin de dosage contrôlé des nouvelles pratiques agricoles et assurer une meilleure gestion de l’irrigation. Du fait des portions de sol visibles, les cultures partiellement couvrantes peuvent engendrer des erreurs d’estimation dans l’utilisation de ces indices. L’utilisation de radiomètre imageur allié à l’imagerie visible permet de palier à cette faiblesse. Le but de nos travaux est le développement d’un indicateur de l’état hydrique de la culture, accessible par thermographie infrarouge, permettant la détection précoce et la prévention du stress hydrique. Des mesures de température ont été effectuées en serre sur deux variétés de pomme de terre avec le radiomètre imageur ThermaCAM SC 2000. Des mesures répétées ont été prises sur des plants induits en stress hydrique et des plants témoins à plusieurs stades de développement de la culture. L’étude a montré une détection hâtive du déficit hydrique par thermographie infrarouge ainsi que l’influence du stress sur les variables biophysiques (température foliaire, surface foliaire, photosynthèse et conductance stomatique) et le rendement. La différence de température entre le couvert végétal et l’air (Tc – Ta) est fortement corrélée au stress hydrique. Elle a été associée à la surface foliaire pour développer l’Indice de Stress Hydrique Surfacique (ISHS). Les résultats obtenus avec l’ISHS pour la détection du stress hydrique sont très encourageants.
Water stress affect the yield and the crop quality. For more than twenty years, remote sensing allowed several tools developments to assess water stress detection using sensors and model such as Crop Water Stress Index (CWSI). Sparse crop can generate error in the interpretation of this index. The use of an imaging-radiometer combined to a high spatial resolution visible image help to remove this weakness. This study present a new water stress index based in the use of infrared thermography. A first dataset was taken from greenhouse experimental set up on potatoes species (Highlite and Chieftain) using an hand-held imaging-radiometer (ThermaCAM SC 2000). Repeated measurements were made for water-stress induced plants and for well irrigated plants at different growing stages. The study showed that an early detection of water deficit by infrared thermography is possible as well as the detection of the significant response of plant to heat stress and leaf area change based on water stress intensity. Temperature differences between crop canopy and air (Tc - Ta) are strongly correlated with the water stress. The study has permitted the development of a new index named Area Water Stress Index (AWSI) and the results obtained with this index for water stress detection are very encouraging.

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GUERIN, VINCENT. "Effets du stress hydrique sur les partenaires de la symbiose fixatrice d'azote vicia faba-rhizobium leguminosarum." Nice, 1991. http://www.theses.fr/1991NICE4477.

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Abstract:

Des feveroles (vicia faba), sont cultivees en serres et leur potentiel hydrique foliaire et nodulaire ont ete determines au cours d'un stress hydrique. Le niveau eleve de fixation d'azote des racines nodulees (22 mole c#2h#4h##1. G mf) est immediatement inhibe par une privation d'eau en relation avec le tassement des cellules corticales de la nodosite qui limite la diffusion de l'oxygene vers les bacteroides fixateurs. Une restauration de la fixation peut etre en effet obtenue soit partiellement par un enrichissement en oxygene autour des nodosites, soit totalement apres rehydratation des plantes. Les bacteroides, isoles de nodosites au potentiel hydrique defini, sont eux-memes affectes dans leur activite fixatrice au cours du stress hydrique ou leur sensibilite a l'oxygene augmente et le glucose apparait un meilleur substrat que le succinate pour maintenir leur activite fixatrice in vitro. La desorganisation importante de l'ultrastructure de la cellule hote observee en microscopie electronique et la disparition des proteines cytosoliques lors de la privation d'eau ont ete reliees a la stimulation d'activites de proteases a serine, hydrolysant la leghemoglobine. L'augmentation de ph intracellulaire induite par le stress favorisera l'expression de ces proteases possedant un optimum d'activite a ph alcalin. On expliquerait ainsi l'augmentation du volume de la zone de senescence dans la nodosite. Apres dosage par clhp des acides amines cytosoliques, la privation d'eau augmente notamment la teneur en asparagine, majoritairement presente, et en aspartate, et provoque l'accumulation de proline (x10). L'analyse des acides organiques revele une majorite d'acide oxalique (76%) et une perte de 40% de leur quantite au cours de la privation d'eau qui peut etre reliee a l'alcalinisation intracellulaire observee. Le pool de glucides solubles est constitue essentiellement de glucose et d'inositols, il augm

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Dubos, Christian. "Réponse moléculaire de jeunes plants de pin maritime soumis à un stress hydrique en milieu hydroponique." Nancy 1, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2001_0183_DUBOS.pdf.

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Abstract:

La sécheresse constitue un traumatisme majeur limitant la croissance et le développement des végétaux. Dans le cas des espèces longévives, le déficit d'alimentation en eau doit être considéré à deux échelles de temps : une sécheresse estivale à court terme, et une augmentation globale de la température accompagnée de fluctuations climatiques à l'échelle du siècle. Cette modification du climat coi͏̈ncide avec le pas de temps d'un programme d'amélioration génétique. Il est donc essentiel dès maintenant de prendre en compte cette dimension adaptative, si l'on veut disposer de matériel adapté aux conditions environnementales futures. Notre étude s'inscrit dans le cadre de recherches multidisciplinaires visant à identifier des critères de sélection phénotypique ou moléculaire. Elle se focalise sur la réponse moléculaire de jeunes plants soumis à un déficit d'alimentation en eau en milieu hydroponique. Une étude d'expression ciblée menée au niveau du transcriptome a été réalisée à partir des parties aériennes et des racines de plants ayant ou non subi un stress hydrique. Cette étude a été complétée par une analyse de la variation de l'accumulation des protéines
Drought greatly affects the growth and development of plants. For long lived woody species, water deprivation should be considered not only in the short-term, i. E. Summer drought, but also in the long-term because of the inflence of global warming. Such climatic modifications will coincide with the time lag required to achieve a breeding cycle. The maintenance of sufficient growth under stress conditions will therefore require the availability of varieties or natural resources that are adapted to present and future climatic conditions, if major losses are to be avoided. Our study is in keeping with an interdisciplinary program for the identification of phenotypic and molecular selection criteria. This thesis focuses on the molecular mechanisms involved in water-deficit response, of young seedlings growing in a hydropononic medium. An expression study carried out at the transcriptome level was developed using mRNA extracted from control and stress conditions for both the aerial part and the roots. This approach was completed by the analysis of protein accumulation

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Tisné, Sébastien. "Bases écophysiologiques et génétiques de la plasticité de la croissance foliaire en réponse à une contrainte hydrique édaphique chez Arabidopsis thaliana." Montpellier SupAgro, 2009. http://www.theses.fr/2009NSAM0033.

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Abstract:

L'étude de la réponse des végétaux à la contrainte hydrique et la recherche de génotypes productifs en situation hydrique sub-optimale sont des domaines majeurs de recherche en agronomie. L'objectif de ce travail de thèse était d'analyser les modifications morphologiques du système foliaire induites par un déficit hydrique et d'en identifier les bases génétiques. Une population de lignée recombinantes (RILs) de l'espèce modèle Arabidopsis thaliana issue du croisement entre les accessions Ler et An-1 a été cultivée dans différentes conditions de teneurs en eau du sol. Ce matériel végétal a permis de rechercher des QTLs (Quantitative Trait Loci) qui contrôlent la variation quantitative des variables étudiées, et de bénéficier de facilités de création et d'accession à de nouveaux génotypes pour valider certains QTLs. Dans le premier chapitre de cette thèse, le système foliaire a été quantifié par des variables à différentes échelles, de la plante entière au niveau cellulaire, qui rendaient compte de son importante variation dans la population en condition hydrique non limitante. L'analyse génétique combinée à de la modélisation statistique a permis de mettre en évidence des relations entre les processus de production et d'expansion de feuilles via un contrôle du développement cellulaire par la phénologie. Le gène ERECTA serait impliqué dans ce contrôle et dans le deuxième chapitre, une étude approfondie a été menée sur des mutants erecta pour mettre en évidence le rôle de ce gène dans la mise en place du nombre et de la taille des cellules dans la feuille. Dans un troisième chapitre, l'étude s'est poursuivie par l'analyse de la réponse au déficit hydrique des variables foliaires aux différentes échelles. Dans la population étudiée, une combinaison spécifique de deux QTLs, en interaction épistatique, conférait un maintien de la surface foliaire en déficit hydrique. Ce maintien était lié à des ajustements dans la dynamique de production de feuilles. Cette interaction a été validée dans une HIF (Heterogeneous Inbred Family) dérivée de croisements entre RILs. Deux autres QTLs conféraient un maintien de la surface foliaire en stress hydrique mais uniquement parce qu'ils conféraient une limitation d'expansion en condition bien irriguée. Dans la dernière partie de cette étude, nous avons pu identifier des QTLs spécifiques de la réponse de l'expansion foliaire au stress hydrique (indépendants de la production de feuilles). Ceci a été possible en cultivant la population de lignées recombinantes à une photopériode plus longue, pour limiter la variation du nombre de feuilles, et en calculant un indice d'expansion, variable permettant de caractériser l'expansion d'une feuille sans les effets induits du nombre de feuilles de la plante. Au delà des QTLs identifiés et validés dans ce travail, qui peuvent avoir un intérêt par la suite, cette étude a permis de mettre en évidence par une approche originale des relations fonctionnelles entre les variables du développement foliaire et des voies permettant de maintenir l'expansion des feuilles en stress hydrique

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Maslard, Corentin. "Ouvrir la boîte noire de l'interaction entre le soja et ses communautés microbiennes lors de stress thermique et hydrique." Electronic Thesis or Diss., Bourgogne Franche-Comté, 2024. http://www.theses.fr/2024UBFCK045.

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Abstract:

Les légumineuses sont cultivées pour leurs graines riches en protéines, utilisées pour l'alimentation animale ou humaine. Les légumineuses à graines n'ont pas besoin d'engrais azotés, grâce à leur capacité à fixer le N2 atmosphérique en symbiose avec les bactéries du sol (rhizobium) dans des organes racinaires nouvellement formés appelés nodosités. De ce fait, les légumineuses jouent donc un rôle essentiel dans le développement d'une agriculture plus durable et peuvent contribuer à l'atténuation du changement climatique futur. Toutefois, leur sensibilité aux stress environnementaux, en particulier le stress hydrique et les fortes températures, entraînent une instabilité de leur rendement pouvant entraver leurs développements dans les systèmes de culture. Dans le contexte du changement climatique, où les périodes de stress hydrique et de fortes températures sont plus intenses et plus longues, il est nécessaire d'améliorer la capacité des légumineuses à grains à maintenir leur croissance afin de garantir des niveaux de productivité élevés.Après avoir identifié deux génotypes de soja à l’architecture racinaire contraster les deux génotypes ont été placé en condition contrôle dans un sol non stérile et on subit des conditions de déficit en eau et ou de vague de chaleur. Cette thèse a mis en lumière les réponses complexes du soja aux stress environnementaux et a révélé plusieurs perspectives clés. Les stress hydrique et thermique ont influencé de manière significative l'équilibre nutritionnel de la plante, avec une corrélation étroite observée entre l'intensité du flux d'eau et l'absorption minérale, soulignant le rôle crucial de l'eau dans le transport des nutriments. L'approche multi-omique a fourni une compréhension approfondie du métabolisme des plantes sous stress, montrant que les conditions de stress combiné entraînent une augmentation du catabolisme potentiel et de la remobilisation de certain élément nutritif essentiels pour maintenir l'osmolarité et soutenir l'adaptation au stress. Enfin, ces recherches ont révélé que les conditions de stress modifient distinctement les communautés microbiennes associées à différents compartiments de la plante. En particulier, le microbiote des racines et des feuilles qui ont répondu différemment selon les scénarios de stress, reflétant les interactions nuancées entre les plantes et leurs communauté microbiennes associé face aux défis environnementaux
Legumes are grown for their protein-rich seeds, which are used for animal feed or human consumption. Seed legumes do not need nitrogen fertiliser, thanks to their ability to fix atmospheric N2 in symbiosis with soil bacteria (rhizobium) in newly formed root organs called nodules. Legumes therefore play an essential role in the development of more sustainable agriculture and can help mitigate future climate change. However, their sensitivity to environmental stresses, particularly water stress and high temperatures, means that their yields are unstable, which can hamper their development in cropping systems. In the context of climate change, where periods of water stress and high temperatures are more intense and longer, it is necessary to improve the ability of grain legumes to maintain their growth in order to guarantee high levels of productivity.After identifying two soybean genotypes with contrasting root architecture, the two genotypes were placed under control conditions in non-sterile soil and subjected to water deficit and/or heat wave conditions.This thesis highlighted the complex responses of soybean to environmental stresses and revealed several key insights. Water and heat stress significantly influenced the plant's nutritional balance, with a close correlation observed between water flux intensity and mineral uptake, highlighting the crucial role of water in nutrient transport. The multi-omics approach provided an in-depth understanding of plant metabolism under stress, showing that conditions of combined stress lead to an increase in the potential catabolism and remobilisation of certain nutrient, which is essential for maintaining osmolarity and supporting adaptation to stress. Finally, this research revealed that stress conditions distinctly modify the microbial communities associated with different plant compartments. In particular, root and leaf microbiota responded differently under different stress scenarios, reflecting the nuanced interactions between plants and their associated microbial communities in the face of environmental challenges

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Rebolledo, Maria Camila. "Diversité génétique de la vigueur initiale et de la tolérance au stress hydrique chez le riz (Orysa Sativa.L) : identification de caractères morphogénétiques, métaboliques et hydrique pour les études génétiques." Thesis, Montpellier, SupAgro, 2012. http://www.theses.fr/2012NSAM0003/document.

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Abstract:

La vigueur initiale (accumulation de biomasse aérienne) est déterminante pour un rapide établissement de la culture et l'accès aux ressources, contribuant ainsi à un évitement du stress hydrique. Cette thèse vise à caractériser la diversité phénotypique chez le riz (Oriza Sativa.L) des traits constituant la vigueur initiale et sa plasticité sous stress hydrique. L'étude à démontrée que la vigueur initiale dépend de caractères relatifs aux forces de puits et à la demande en assimilats carbonés, tels que le taux de développement (DR), le tallage et la taille potentielle des feuilles. Une relation négative entre DR et la taille des feuilles a été observée et reliée à des différences d'utilisation des sucres par la plante au niveau des organes source et puits. En particulier des plantes à fort DR ont montré la tendance à stocker très peu d'amidon dans les feuilles source, inversement aux génotypes à grande feuilles. Sous stress hydrique des faibles tolérances à la sécheresse ont été liés à des réductions des activités des organes puits. Cette étude a montré l'existence d'une grande diversité génétique pour des trais liés à la tolérance au stress hydrique chez le riz. De plus des fortes réductions de croissance sous stress ont été observées pour les génotypes vigoureux. En effet de forts DR étaient aussi associés à une forte sensibilité du taux de transpiration foliaire (fermeture stomatique) et à une faible efficience d'utilisation de l'eau sous stress, de plus les génotypes à grandes feuilles ont montré un fort taux de sénescence foliaire. La diversité phénotypique observée dans le panel des riz Japonica est prometteuse pour des analyses génétiques d'association permettant l'amélioration de la tolérance au stress hydrique du riz ; cependant, les éventuelles limitations génétiques liées aux relations négatives observées entre vigueur initiale et tolérance au stress hydrique et donc, la facilité d'une co-sélection pour ces deux caractères complexes, devront être explorées
Early vigour (ie.shoot biomass accumulation) is essential for rapid crop establishment, resource acquisition and can thus contribute to drought avoidance. This work aims at characterizing the diversity of component traits constituting early vigor and its plasticity under drought for rice (Oriza Sativa L.). This study demonstrated that sink dynamics: Developmental Rate (DR, inverse of phyllochron, in °C.d-1); tillering capacity and potential leaf size which together constitute incremental demand for assimilates are mayor drivers of early vigor. A tradeoff between DR and leaf size was explained by differences in carbon concentrations in source and sink leaves, in particular high DR genotypes stored low starch in source leaves compared to large leaf genotypes under well watered conditions. Low drought tolerance was related to a reduction in sink activity under drought. This study demonstrates that rice has a great genetic diversity in terms of drought tolerance. Under drought both high DR and large leaves vigorous genotypes had the strongest growth reduction. Indeed, DR was associated to high stomatal sensibility to drought and low WUE, while large leaves genotypes showed high leaf senescence rates. Finally, the phenotypic diversity observed within the studied japonica panel is promising for genetic association studies in order to improve rice drought resistance. The genetic limitations of the negative, phenotypic linkages observed between early vigor and drought tolerance, and thus the easiness to co-select for both traits will have to be explored

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Cadic, Eléna. "Recherches de facteurs génétiques impliqués dans l'élaboration du rendement sous contrainte hydrique chez le tournesol Helianthus annuus par génétique d'association et analyse de liaison dans une population recombinante." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/3447/.

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Abstract:

La disponibilité en eau est un facteur essentiel pour le rendement des principales espèces cultivées. Le tournesol figurant parmi les espèces d'importance économique majeure est concerné par cet enjeu. L'objectif de cette thèse est d'identifier les régions génomiques permettant d'expliquer la variabilité du rendement sous contraintes hydriques. Une approche de génétique d'association a été menée sur un panel de 384 lignées cultivées et élites évalué en combinaison hybride sur un réseau expérimental de 17 environnements. L'analyse séparée de chaque environnement a permis d'identifier 157 marqueurs associés avec au moins un caractère grâce à l'utilisation d'un modèle prenant en compte la structuration du panel en deux groupes : restauratrices de fertilité et mainteneuses de stérilité mâle. Parmi ces marqueurs significatifs, 34 étaient associés avec un caractère lié à la productivité, mais ceci, le plus souvent, de manière spécifique à un environnement, soulignant ainsi l'importance de l'interaction génotype-environnement. Un modèle éco-physiologique simulant la performance de génotypes en fonction des conditions environnementales, a permis de caractériser le stress hydrique au sein du réseau. En utilisant des variétés témoins définies dans le modèle, un index de stress a été estimé pour chaque environnement. La réponse du panel à cet index a ensuite été testée en génétique d'association permettant d'identifier de nouveaux loci impliqués dans la tolérance au stress hydrique et la stabilité du rendement. Enfin, La détection de QTL à partir d'une population bi-parentale a permis de confirmer certaines zones détectées en génétique d'association et d'en découvrir de nouvelles
For most crops, water availability is a major component of yield. We must improve crop plants tolerance to water deficit in order to guarantee food security. Sunflower, a species of economic importance is also concerned by this challenge. The aim of this thesis is to identify genomic regions involved in the variability of yield and its components under drought. To this purpose, an association mapping approach has been led on a core collection of 384 cultivated and elite lines evaluated as hybrids combinations in a multi environment trial of 17 environments. In a first step, the separated analysis per environment led to the identification of 157 markers associated with at least one trait by apply a model taking into account the structuration in two groups: male restorer lines and female lines. Among these significant markers, 34 were associated with productivity but only on a specific environment, underlying the importance of genotype by environment interaction. In a second step, a crop model simulating sunflower genotypes yield depending on environmental conditions, led to the characterization of drought stress inside the multi environment trial. By using varieties defined before in the model, a drought index has been estimated for each environment. Thus, the panel response to this index has been tested in association mapping leading to the identification of several new loci involved in drought stress response and yield stability. QTL mapping in a bi parental population confirmed some regions and led to the detection of new ones

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Bresson, Justine. "Interaction plante-microorganismes : Implication de la rhizobactérie Phyllobacterium brassicacearum dans les réponses d'Arabidopsis thaliana au stress hydrique." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01012108.

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Abstract:

Les bactéries promotrices de la croissance des plantes (PGPR) peuvent améliorer la performance et la tolérance des plantes lors de stress environnementaux. Arabidopsis thaliana est un modèle de choix pour étudier les mécanismes impliqués dans les interactions plante-bactéries. Nous avons analysé de multiples traits associés à la dynamique de croissance, au développement et la physiologie des végétaux afin d'évaluer les effets de l'inoculation par Phyllobacterium brassicacearum STM196, une PGPR isolée de la rhizosphère du colza, sur les réponses d'A. thaliana à des stress hydriques de différentes intensités. Grâce à des outils performants de phénotypage, nous avons développé une nouvelle approche d'analyse à haut-débit pour examiner l'implication de STM196 dans les stratégies de résistance des plantes au stress hydrique. Nos résultats montrent pour la première fois que les PGPR peuvent interférer dans les stratégies d'échappement des plantes grâce à des modifications de la croissance et du temps de floraison. De plus, STM196 induit une meilleure résistance au déficit hydrique modéré et une meilleure tolérance à la déshydratation sous une contrainte hydrique sévère. L'inoculation par STM196 peut ainsi représenter une valeur ajoutée aux stratégies de résistance intrinsèques aux plantes, ce qui est illustrée par sa remarquable capacité à promouvoir la survie et la production de biomasse végétale dans des environnements contrastés. Nos résultats soulignent l'importance des interactions plantes-bactéries dans les réponses des plantes à la sécheresse et offrent de nouvelles voies de recherches pour l'amélioration de la résistance à la sécheresse dans les cultures.

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Moulineau, Claire. "Le stress hydrique chez le mil (Pennisetum glaucum (L. ) R. Br. ) : caractérisation et recherche de marqueur moléculaire." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20065.

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Abstract:

Dans le contexte sahelien, le mil (pennisetum glaucum (l. ) r. Br. ) doit affronter de nombreuses contraintes dont la principale est le deficit hydrique. La periode critique de secheresse pour le rendement est la phase de fin de cycle. Notre objectif est de determiner des marqueurs biochimiques de contrainte ou de resistance par l'etude des modifications du metabolisme azote. Cette etude porte sur la comparaison des populations hkp et ic30 et deux types de conditions experimentales:. . .

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Perfus-Barbeoch, Laetitia. "Identification et régulation de transporteurs membranaires d'Arabidopsis thaliana impliqués dans la réponse aux stress métallique et hydrique." Aix-Marseille 2, 2002. http://www.theses.fr/2002AIX22057.

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Bresson, Justine. "Interaction plante-microorganismes : Implication de la rhizobactérie Phyllobacterium brassicacearum dans les réponses d’Arabidopsis thaliana au stress hydrique." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20084/document.

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Abstract:

Les bactéries promotrices de la croissance des plantes (PGPR) peuvent améliorer la performance et la tolérance des plantes lors de stress environnementaux. Arabidopsis thaliana est un modèle de choix pour étudier les mécanismes impliqués dans les interactions plante-bactéries. Nous avons analysé de multiples traits associés à la dynamique de croissance, au développement et la physiologie des végétaux afin d'évaluer les effets de l'inoculation par Phyllobacterium brassicacearum STM196, une PGPR isolée de la rhizosphère du colza, sur les réponses d'A. thaliana à des stress hydriques de différentes intensités. Grâce à des outils performants de phénotypage, nous avons développé une nouvelle approche d'analyse à haut-débit pour examiner l'implication de STM196 dans les stratégies de résistance des plantes au stress hydrique. Nos résultats montrent pour la première fois que les PGPR peuvent interférer dans les stratégies d'échappement des plantes grâce à des modifications de la croissance et du temps de floraison. De plus, STM196 induit une meilleure résistance au déficit hydrique modéré et une meilleure tolérance à la déshydratation sous une contrainte hydrique sévère. L'inoculation par STM196 peut ainsi représenter une valeur ajoutée aux stratégies de résistance intrinsèques aux plantes, ce qui est illustrée par sa remarquable capacité à promouvoir la survie et la production de biomasse végétale dans des environnements contrastés. Nos résultats soulignent l'importance des interactions plantes-bactéries dans les réponses des plantes à la sécheresse et offrent de nouvelles voies de recherches pour l'amélioration de la résistance à la sécheresse dans les cultures
Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) can enhance plant performance and plant tolerance to environmental stresses. Arabidopsis thaliana is a useful organism to study the mechanisms involved in plant-PGPR interactions. We analyzed multiple plant traits related to growth dynamics, development and physiology in order to assess the effects of Phyllobacterium brassicacearum STM196 strain, isolated from the rhizosphere of oilseed rape, on Arabidopsis responses to well-defined soil water availability. Using powerful tools for phenotyping, we developed a new high-throughput analysis to examine the implication of STM196 on plant strategies to cope with water stress. Our results show for the first time that PGPR can interfere in escape strategies of plants through modifications in plant growth and flowering time. Moreover, STM196 induced a better resistance to moderate water deficit and a better tolerance to dehydration under a severe stress. Inoculation by STM196 can represent an added value to plant resistance strategies, as illustrated by its remarkable ability to promote plant survival and biomass production under contrasted environments. Our results highlight the importance of plant-bacteria interactions in plant responses to drought and provide a new avenue of investigations to improve drought resistance in crops

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Bortolami, Giovanni. "Impact des agents pathogènes sur le bilan hydrique et carboné de la vigne : conséquences pour le dépérissement de la vigne." Thesis, Bordeaux, 2021. http://www.theses.fr/2021BORD0114.

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Abstract:

Au cours de leur vie les plantes pérennes sont confrontées à plusieurs stress en interaction qui les entrainent dans un processus de dépérissement. Ces interactions, et leurs changements par rapport aux conditions climatiques et à l’état physiologique de la plante, sont fondamentales pour la compréhension du processus de dépérissement. Malgré l’augmentation des évènements de dépérissement à l’échelle mondiale, les connaissances sur ces mécanismes restent limitées, étant données les difficultés techniques rencontrées dans l’étude des interactions complexes. Dans cette thèse nous avons étudié l’interaction entre deux stress fréquemment vécus par la vigne : la sècheresse et une maladie vasculaire, le mal d’esca. L’esca est une maladie qui soulève plusieurs hypothèses sur sa pathogénèse. Une des principales hypothèses est que les symptômes foliaires et la mort de ceps de vigne soient causés par un dysfonctionnement hydraulique dans les vaisseaux du xylème. Pour cette raison, la sècheresse pourrait contribuer en synergie avec l’esca au dépérissement de la vigne. Compte tenu de ce contexte, nous avons tout d’abord exploré l’hypothèse de dysfonctionnement hydraulique pendant la pathogenèse de l’esca. Nous avons mis en évidence que pendant l’expression des symptômes foliaires plusieurs organes sont atteints par un dysfonctionnement hydraulique qui cause en moyenne une perte de conductivité hydraulique de 69% sur les nervures centrales des feuilles, 55% sur les pétioles et 30% sur les tiges. Contrairement à l’embolie gazeuse classiquement observée pendant la sècheresse, le dysfonctionnement hydraulique pendant l’esca est causé par la présence d’occlusions vasculaires (thylloses et gels) produites par la plante. Après cette découverte, nous avons exploré l’interaction entre l’esca et la sècheresse, en imposant une contrainte hydrique aux plantes naturellement infectées. Nous avons découvert que la sécheresse inhibait complètement l’expression des symptômes d’esca, étant donné qu’aucune plante en stress hydrique (à ΨPD ≈ -1MPa pour trois mois) n’a montré de symptômes foliaires pendant deux saisons consécutives. Nous avons également étudié les relations hydriques et carbonées, à l’échelle de la plante entière au cours de ces expérimentations. Nos résultats soulignent un fonctionnement physiologique distinct lorsque la vigne est soumise à une sécheresse ou exprime des symptômes d’esca. L’esca (et la baisse de la conductance stomatique associée) n’est pas causé par une chute de potentiel hydrique, et génère des dynamiques saisonnières différentes de la sécheresse au regard des échanges gazeux et des teneurs en carbohydrates non-structuraux. Cette thèse souligne l’importance d’identifier les seuils physiologiques sous-jacents aux différentes interactions entre facteurs pendant le processus de dépérissement des plantes. Dans l’ensemble, ces résultats ouvrent des nouvelles perspectives scientifiques et agronomiques pour les interactions plante-pathogène-environnement et pour la durabilité des vignobles
Perennial plant dieback is an increasing and complex phenomenon. Perennial plants experience many interacting stressing events leading to final plant mortality. These interactions, and how they may change regarding climatic conditions and plant physiological status, are key in understanding the dieback process. Although dieback events are increasing worldwide, the knowledge on the dieback mechanisms are scarce, given the many technical challenges in studying complex interactions. In this thesis, we studied the interaction between two stresses frequently experienced by grapevines, one of the most important perennial crops: drought and esca (a vascular disease). Esca is a disease in which there are many competing hypotheses regarding its pathogenesis. One of the main hypothesis is that leaf symptoms and plant death are caused by hydraulic failure in xylem vessels. For this reason, drought is thought to contribute synergistically with esca to grapevine dieback. In this context, this thesis has primarily explored the hydraulic failure hypothesis during esca pathogenesis. We found that during leaf symptom expression both leaves and stems suffer from hydraulic failure causing (on average) 69% loss of hydraulic conductance in midribs, 55% in petioles, and 30% in stems. Differing from classical air embolism during drought, we observed that hydraulic failure during esca was caused by the presence of plant-derived vascular occlusions (i.e. tyloses and gels) produced at a distance from the pathogen niche in the trunk. After this discovering, we explored the interaction between esca and drought, subjecting naturally infected plants to drought. We found that drought totally inhibits esca leaf symptoms, as none of the plants under water deficit (at ΨPD ≈ -1MPa for three months) expressed leaf symptoms in two consecutive seasons. At the same time, in order to understand the interaction between esca and drought, we recorded the whole-plant water relations and carbon economy of grapevine under both stresses. We highlight the distinct physiology behind these two stresses, indicating that esca and drought present different underlying mechanisms, and induce different plant responses and physiological consequences. Esca (and subsequent stomatal conductance decline) does not result from decreases in water potential, and generates different gas exchange and non-structural carbohydrate seasonal dynamics compared to drought. Finally, we observed that esca affected the recorded plant physiology only seasonally, and not over the long-term. This thesis highlights the importance in finding the physiological thresholds triggering the different interactions during plant dieback. Together, the results open new scientific and agronomical perspectives on plant-pathogen-environment interactions and vineyard sustainability

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Chabi, Malika. "Approches transcriptomique et protéomique pour étudier les rôles de l’environnement et du génotype sur le métabolisme pariétal chez le lin." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10206/document.

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Abstract:

Le lin (Linum usitatissimum L.) est cultivé pour ses fibres riches en cellulose utilisées dans l’industrie textile et pour l’élaboration des matériaux composites. La « qualité » des fibres dépend, en partie, de la structure de la paroi cellulaire et nous avons donc essayé de mieux comprendre les différents facteurs pouvant impacter sur la composition des parois cellulaires chez le lin. Dans un premier temps nous avons validé un nouvel support de microarray de type Nimblegen en passant d’un système à base d’oligonucléotides courts (25-mer) à une version avec oligonucléotides longs (60-mer) pour des analyses de transcriptomique. Ensuite une étude protéomique sur plusieurs organes végétatifs nous a permis d’identifier 1242 protéines non-redondantes dont 410 sont associées au métabolisme pariétal. En parallèle nous avons démontrés la présence des hémicellulose de type xyloglucane dans les parois des fibres de lin et mis en évidence une importante paralogie de la famille IIIA des XTHs (xyloglucan endo-transglycosylase/hydrolase) potentiellement impliqué dans la formation/structuration de la paroi des fibres de lin. Puis, une comparaison transcriptomique et protéomique entre différentes variétés de lin (fibre printemps, fibre hiver, huile hiver) cultivées au champ sur 2 années consécutives a permis d’identifier 659 gènes différentiellement exprimés (DEGs) au niveau variétale, et 1571 DEGs au niveau environnemental. Un nombre non-négligeable de ces gènes est impliqué dans le métabolisme pariétal permettant ainsi de fournir les premiers indices expliquant le lien entre variété et qualité. Cette dernière étude a également souligné l’importance potentielle de la protéine XTH dans le métabolisme pariétal du lin. Le rôle de l’environnement sur le métabolisme pariétale était explorée d’avantage dans une étude visant à disséquer l’impact d’un stress hydrique sur les transcriptomes de 3 organes végétatifs (tige, feuille, racine). Les analyses préliminaires ont identifié un nombre important de DEGs impliqués dans la biosynthèse et le remodelage de plusieurs polymères pariétaux
Flax (Linum usitatissimum L.) is grown for its cellulose-rich bast fibers used in the textile industry and for reinforcing composite materials. Fiber “quality” depends partly on the structure of the cell wall and we have therefore tried to obtain a better understanding of the different factors that can influence the structure of flax cell walls. We firstly confirmed the use of a new Nimblegen microarray changing from a system based on short (25-mer) oligonucleotides to a system based on long oligonucleotides (60 mers). A proteomics approach was then used and allowed us to identify 1,242 non-redundant proteins of which 410 could be related to cell wall metabolism. In parallel we demonstrated the presence of xyloglucan hemicelluloses in flax fiber cell walls and identified an important paralogy in the IIIA XTH (xyloglucan endo-transglycosylase/hydrolase) family potentially implicated in the formation/structuration of the flax fiber cell wall. Then a transcriptomic and proteomic comparison between different field-grown flax varieties (spring fiber, winter fiber, winter oil) over 2 consecutive years allowed us to identify 659 differentially-expressed genes (DEGs) at the variety level, and 1,571 genes at the environmental level. A non-negligible number of these genes is involved in cell wall metabolism thereby providing some initial clues allowing a link to be made between variety and quality. This study also underlined the potential importance of the XTH protein in flax cell wall metabolism. The role of the environment on cell wall metabolism was further explored in a study aiming to dissect the impact of drought stress on the transcriptomes of 3 vegetative organs (stem, leaf, root). Preliminary analyses identified an important number of DEGs involved in the biosynthesis and remodeling of several cell wall polymers

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Etchebarne, Flor. "Influence du régime hydrique de la vigne et du rapport feuilles-fruits sur la composition minérale, et sur le bilan en sucres et en eau de la baie cv. Grenache Noir (Vitis vinifera L)." Montpellier SupAgro, 2009. http://www.theses.fr/2009NSAM0003.

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Abstract:

Cette étude a été réalisée dans le but de mieux comprendre les relations source-puits en considérant deux variables: l'état hydrique de la vigne et le rapport feuilles-fruits, dont les effets ont été analysés sur l'accumulation de l'eau, des cations (potassium, calcium, magnésium et sodium) et des sucres de baies en croissance et en maturation. Le cépage étudié a été le Grenache Noir (Vitis vinifera L), pendant les saisons 2006 et 2007, deux modalités d'état hydrique (irriguée et non irriguée)et trois modalités du rapport feuilles-fruits (5, 10 et 18 feuilles et une grappe par rameau primaire) ont été analysées. La modalité 10 feuilles est commune aux deux années d'étude. Chaque plante a été équilibrée à 14 rameaux primaires, où les rameaux secondaires et vrilles ont été enlevés systématiquement, donc le dispositif expérimental peut être considérée comme un système homogène. Les teneurs en éléments minéraux ont été déterminées séparément dans les différents compartiments du fruit, i. E. Pellicule, pulpe et pépins. Les résultats montrent que, la diminution de l'accumulation de la matière sèche du fruit n'intervient que quelques jours après le début de la contrainte hydrique. Donc, il y aura un temps de latence entre la réduction de la photosynthèse et les conséquences sur la matière sèche, et la réduction de la matière fraîche et de la teneur en eau. Les éléments minéraux s'accumulent indépendamment les uns des autres, mais leur cinétique d'entrée dans le fruit et leur quantité finale par baie dépend de l'état hydrique de la plante. L'accumulation des éléments minéraux étudiés se fait au cours de la croissance herbacée du fruit, depuis le stade nouaison, et se poursuit durant la maturation du fruit pour le potassium, le magnésium et le sodium - cations transportés par le phloème. L'accumulation du potassium est parallèle à l'augmentation de la matière fraîche du fruit, leur transport vers la baie n'est pas immédiatement affecté par la contrainte hydrique. Le calcium est considéré comme un élément phloème immobile chez la vigne, son accumulation se fait principalement durant la croissance herbacée du fruit (pré-véraison). Les résultats montrent que la composition de la baie est moins sensible au rapport feuilles-fruits qu'à l'état hydrique de la vigne. Les baies de plantes bien irriguées ont accumulé plus d'eau, de cation et de sucres en comparaison aux plantes en situation de contrainte hydrique. Ce travail parvient à mettre en évidence l'importance de l'état hydrique de la vigne, dominant en comparaison du rapport feuilles-fruits, pour l'accumulation des composés de la baie. L'état hydrique de la vigne est confirmé comme un des principaux facteurs régulateurs de la relation source-puits. Cette étude supporte l'hypothèse d'un fonctionnement post-véraison partiel du xylème, si l'accumulation du calcium est utilisée comme indicateur de fonctionnement du xylème dans certaines conditions où l'alimentation hydrique de la plante n'est pas un facteur limitant. Finalement, au moyen de la caractérisation physiologique des traitements dans ce système équilibré par le rapport feuilles-fruits et en situations d'état hydrique caractérisé, il a été confirmé que le fruit est le puits plus important pendant le période de la maturation. Les résultats montrent q'un bilan négatif entre la production de biomasse de la plante et l'accumulation de sucres dans le raisin, indiquerait une mobilisation importants de réserves de parties pérennes vers le fruit et donc, une capacité faible et/ou nulle de mise en réserve estivale dans la plante. Néanmoins, il a été constaté que l'état hydrique de la vigne participe d'une manière très active à la gestion des ressources carbonées de la plante en jouant un rôle majeur dans la production de biomasse
The objective of this work was to study source-sink relationships. Two factors were considered, leaf:fruit ratio and the effect of vine water status on the accumulation cations, sugar and water in the berry during the growth and ripening periods. The variety used wasGrenache Noir (Vitis vinifera L). During the 2006 and 2007 experimental growing seasons, two water status modalities were applied (irrigated and non irrigated) and three leaf:fruit ratio treatments were studied: 5, 10 and 18 leaves per primary shoot, with one bunch per shoot. The treatment of 10 leaves per shoot was the common treatment between the two years. In all the cases, 14 shoots per plant were left and each vine was considered as the sum of homogeneous primary shoots. The mineral element contents were determined separately in different fruit compartments, i. E. The skin, flesh and seeds. Results showed that dry matter only begins to diminish a few days after the onset of water deficit. Thus there is a latent period between the reduction in photosynthesis following water stress and the subsequent effects on fruit dry matter and water content. Mineral elements accumulate independently of one another, but their evolution in the fruit and their final quantity in the berry depend principally on plant water status. The accumulation of the mineral elements studied takes place during herbaceous growth period of the fruit from berry-set (the start of fruit development following anthesis) to veraison and continues during ripening for potassium, magnesium and sodium, − cations transported by the phloem. The accumulation of potassium parallels the evolution of fruit fresh weight and their final quantities in the berry depend principally on plant water status. Calcium is considered to be phloem-immobile in the vine and its accumulation takes place principally during herbaceous fruit growth period (pre-véraison). Berry composition is less dependent on leaf:fruit ratio than to grapevine water status, mainly for cations, sugar and water content. This work provides evidence of the importance of plant water status, irrespective of the leaf:fruit ratio, on berry compound accumulation. Vine waterstatus is a major regulating factor for source-sink regulationships. This study supports the hyphotesis of a partial functioning of berry xylem conduction post-véraison, in regards to Ca++ accumulation for vines under favourable hydric conditions. The use of a model to estimate the plant biomass production, has allowed to show that the carbohydrate reserves, apart from photosynthesis, could contribute to supply the berry sugar content from véraison to ripeness. That has been shown in plant water deficit situations and with unbalanced leaf to fruit ratio vines

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Chefdor, Françoise. "Recherche d’un phosphorelais multiple impliqué dans la perception et la transduction du signal stress hydrique chez le peuplier." Orléans, 2006. http://www.theses.fr/2006ORLE2054.

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A partir d’une banque d’ADNc de racines de peuplier ‘Dorskamp’, nous avons isolé un ADNc codant pour une histidine-aspartate kinase appelé HK1 et quatre ADNc codant pour trois protéines à domaine transmetteur de phosphate à histidine, HPt1, HPt2 et HPt3/4. Nous avons montré dans les racines de peuplier cultivé en hydroponie que le taux de transcrits HK1 augmente 5 min après l’application d’une contrainte hyper-osmotique et qu’il existe une interaction entre HK1 et HPt2 chez la levure. L’ensemble de ces résultats est un argument fort en faveur de l’implication d’un système de phosphorelais multiple dans la perception et la transduction du signal stress hydrique chez le peuplier.

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BENSARI, MOURAD. "Photosynthese et repartition du carbone assimile entre le saccharose et l'amidon chez le soja : influence du stress hydrique." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30063.

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Abstract:

La repartition du carbone fixe par photosynthese entre l'amidon et le saccharose a ete etudiee dans la feuille de soja selon l'heure de la journee, l'age du vegetal et le deficit en eau du sol, dans des conditions controlees de temperature, d'hygrometrie et d'eclairement. Vers le milieu de la journee, la formation du saccharose est minimale. Mais dans l'ensemble, la synthese di diholoside est privilegiee par rapport a celle du polyholoside. L'importance de ces syntheses ne peut etre deduite des quantites presentes dans les feuilles car le saccharose est rapidement transfere vers les organes receveurs. Ces resultats sont compares avec ceux obtenus dans les conditions du champ. Ce travail met en evidence les differences de comportement photosynthetique des feuilles jeunes, adultes ou agees, en particulier en presence d'un deficit hydrique progressif. Il precise l'activite de la saccharose phosphate synthase au cours de la journee et l'influence des organes puits et du manque d'eau sur cette activite. Il montre le role des reserves amylacees de la feuille, plus ou moins importantes selon le stade de developpement: elles paraissent etre un facteur de resistance au deficit hydrique

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Milano, Marianne. "Changements globaux en Méditerranée : impacts sur le stress hydrique et la capacité à satisfaire les demandes en eau." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20080.

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Abstract:

La région Méditerranéenne a été identifiée comme l'une des régions les plus vulnérables aux changements climatiques et anthropiques et constitue un des « hot-spots » mondiaux de crise de l'eau. Dans un tel contexte, les questions relatives à la gestion des ressources en eau se posent de manière accrue. Pour y faire face, des approches de modélisation intégrée associant l'évaluation de la disponibilité des ressources en eau et des demandes en eau sont proposées. Une chaîne méthodologique a été mise en place à l'échelle régionale, considérant des scénarios hydrologiques et d'usages de l'eau sous contraintes climatiques et incluant les objectifs de la Stratégie Méditerranéenne pour le Développement Durable en termes d'efficience hydraulique. Cette première approche permet d'évaluer la situation du stress hydrique en Méditerranée et son évolution à l'horizon 2050. Actuellement, le Sud et l'Est de la Méditerranée doivent faire face à un stress hydrique sévère, voire à une pénurie. D'ici 2050, les ressources en eau disponibles pourraient diminuer de l'ordre de 30 à 50 % tandis que les prélèvements devraient doubler. Le stress hydrique devrait ainsi augmenter sur l'ensemble du pourtour méditerranéen. Néanmoins, si les objectifs d'efficience sont atteints, les prélèvements en eau pourraient se stabiliser, voire même diminuer (10–40 %) dans certains bassins Nord méditerranéens. Le stress hydrique pourrait alors rester faible sur la rive Nord et être tempéré dans certains bassins de la rive Est. Une deuxième chaîne méthodologique a été développée à l'échelle du bassin de l'Ebre (Espagne) afin d'appréhender la satisfaction des demandes en eau environnementales, domestiques et agricoles. Le bassin a été divisé en 9 sous-bassins versants afin de considérer les différentes contraintes hydro-climatiques et l'influence des barrages principaux sur les régimes hydrologiques, auxquels ont été associés 11 sites de demande. Cette approche permet de définir les pressions actuelles sur le bassin et d'évaluer l'évolution de la capacité à satisfaire les demandes en eau sous contrainte de scénarios climatique, d'évolution démographique et d'expansion des surfaces irriguées à moyen terme. Actuellement, les demandes en eau sur le bassin versant de l'Ebre sont satisfaites. A l'horizon 2050, les écoulements printaniers et estivaux pourraient diminuer de 30 à 35 % en différents points du bassin. Les demandes en eau environnementales et domestiques devraient toujours être satisfaites, néanmoins, la capacité à satisfaire les besoins agricoles pourrait ne pas toujours être assurée au cours de la période estivale. Ces deux démarches établissent une confrontation entre l'offre et la demande en eau à différentes échelles et fournissent des indicateurs sur la capacité à satisfaire les demandes en eau sous contraintes climatiques et anthropiques. Elles constituent ainsi des approches originales pour évaluer la disponibilité actuelle et future des ressources en eau, identifier les régions où des tensions d'usages risquent de se produire et mieux orienter les stratégies d'adaptation. Dans un contexte de changements globaux, ce type d'exercice est fondamental pour soutenir les politiques de gestion de l'eau et encourage la co-construction de scénarios entre usagers, décisionnaires et scientifiques
The Mediterranean basin has been identified as one of the world's most vulnerable regions to climatic and anthropogenic changes and constitutes a water crisis' hot spot. Under such context, questions on water resources management arise. Integrated methodologies taking into account evolution in water resources availability and water demands are thus generated. A first methodology accounting for the Mediterranean basin specific conditions is developed to assess the current and future water stress state of this region. The medium-term evolution of water stress is investigated using climatic scenarios and a water-use scenario based on efficiency improvements following the recommendations of the Mediterranean Strategy for Sustainable Development. Currently, the southern and eastern rims are experiencing high to severe water stress. By the 2050 horizon, a 30–50% decline in freshwater resources is simulated over most of the Mediterranean basin and total water withdrawals are projected to double. Water stress could hence increase over the whole Mediterranean basin. If progresses in efficiency are reached, total water withdrawals would stabilize over the Mediterranean basin and even make them decrease (10–40%) in many northern catchments. Water stress could thus be tempered in some eastern catchments and kept to low on the northern rim. A second integrated water resources modelling framework was developed over the Ebro catchment (Spain) in order to evaluate water allocation for the domestic and agricultural sector as well as for environmental purposes. The catchment was divided into 9 sub-catchments to which 11 demand sites were attributed, in order to take into account the different hydro-climatic regimes and the influence of dams on hydrological regimes. This method defines current pressures applied to water resources and evaluates the evolution of water allocation by the medium term under climatic and water-use scenarios considering population growth and irrigated areas expansion. Currently, water demands are satisfied over the Ebro catchment. In 2050, water resources are projected to decline by 30-35% during the spring and summer seasons. Environmental and domestic water demands should still be satisfied but agricultural water demands could have to face severe water shortages during the summer season. These two modeling frameworks establish a dialogue between water resources and water demands at different space scales and give indexes on the capacity to satisfy water demands under climatic and anthropogenic scenarios. These studies provide original approaches to evaluate water resources current and future availability, to identify the most vulnerable regions to water use conflicts and to better orientate adaptation strategies. In a context of climatic and anthropogenic changes, such frameworks are a first step to better sustain water management policies and to support the co-construction of scenarios between users, policy-makers and scientists

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Faes, Pascal. "Catabolisme de la proline et du GABA chez le colza : incidence de carences azotée et hydrique." Thesis, Rennes 1, 2014. http://www.theses.fr/2014REN1S173.

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Abstract:

Dans le cadre du changement climatique et de l'évolution de la réglementation concernant les intrants azotés, la culture du colza risque d'être fortement pénalisée dans la mesure où c'est une culture qui nécessite d'importants apports azotés pour atteindre son potentiel de rendement. Par ailleurs, comme chez le colza un déficit hydrique induit l'accumulation de certains composés azotés, il est vraisemblable que cela conduise au détournement d'une quantité importante d'azote vers les organes végétatifs aux dépens des organes reproducteurs et donc du rendement. Chez le colza, la réponse métabolique au déficit hydrique se traduit par une très forte accumulation de proline et dans une moindre mesure une augmentation de la teneur en GABA (acide γ-aminobutyrique), deux acides aminés connus chez la plupart des plantes pour leur réponse à de nombreux stress abiotiques. L'objectif de cette thèse est de déterminer comment le métabolisme de ces deux molécules contribue à l'allocation de l'azote au cours du développement de la plante en situation normale comme en condition de stress hydrique et/ou azoté. Pour répondre à cette question nous avons fait le choix de caractériser deux voies enzymatiques majeures impliquées dans le catabolisme de la proline et du GABA : la proline déshydrogénase (ProDH) et la GABA-transaminase (GABA-T) et d'évaluer l'impact de carences hydriques et/ou azotées sur ces voies. Cette étude nécessitait d'identifier au préalable les gènes codant ces enzymes afin d'aborder une approche fonctionnelle. Les résultats montrent l'existence de multiples copies de gènes ProDH et GABA-T dans le génome du colza. L'analyse de leurs profils d'expression suggère que des processus de sub-fonctionnalisation sont en cours conduisant à l'expression spécifique, de certaines copies en réponse aux stress, et d'autres dans les processus développementaux. La comparaison des profils métaboliques avec les profils spécifiques des transcrits a permis d'élaborer des hypothèses sur le rôle de ces voies dans la gestion de l'azote. L'étude conjointe des métabolismes de la proline et du GABA suggère l'existence de régulations connexes entre les deux. Enfin, l'utilisation de plantules a permis - d'approfondir la régulation des gènes étudiés à des stades précoces de développement - et de mettre en évidence les effets délétères de l'inhibition de la GABA-T par une approche pharmacologique. En conclusion ces résultats apportent des précisions sur la régulation de ces deux enzymes et fournissent des éléments de réponse quant au rôle fonctionnel des catabolismes de la proline et du GABA dans les processus de gestion de l'eau et de l'azote chez le colza. Ces travaux constituent donc une première étape dans une démarche de validation de ces gènes comme candidats pour des programmes d'amélioration du colza visant à sélectionner des génotypes mieux adaptés aux conditions environnementales futures
In the context of climate change and recent regulation concerning nitrogen inputs, the oilseed rape yields may be severely decreased because its crop requires significant nitrogen supply to reach high yield performance. Moreover, as water deficit induces the accumulation of some nitrogen compounds in oilseed rape, it is likely that this could lead to diversion of significant amounts of nitrogen to the vegetative organs at the expense of the reproductive ones and therefore of the yield. In oilseed rape, the metabolic response to water deficit results in a very high proline accumulation and, to a lesser extent, an increased content of GABA (γ-aminobutyric acid), both these amino acids known for their response to many environmental stresses in most species. The objective of the work presented here was to determine how the metabolism of proline and GABA contributes to the nitrogen allocation during plant development under optimal conditions and under water stress and/or nitrogen depletion. To answer this question, we have chosen to characterize two major enzymatic pathways involved in the catabolism of proline and GABA, proline dehydrogenase (ProDH) and GABA transaminase (GABA-T), and assess the impact of water and/or nitrogen deficiency on these pathways. This study has required to preliminary identify the genes encoding these enzymes in order to initiate a functional approach. The results show the presence of multiple copies of ProDH and GABA-T genes in the oilseed rape genome. Analysis of their expression profiles suggests that sub-functionalization processes are occurring, leading to the specific expression of some copies in response to stress, and some in developmental processes. Comparison of metabolic profiles with specific profiles of transcripts allows us to hypothesize about the role of these pathways in management of nitrogen. The combined study of proline and GABA metabolisms suggests the existence of relationships between them. Finally, the use of seedlings allows - further studying the regulation of genes in the early stages of development - and highlighting the deleterious effects of the inhibition of GABA-T by a pharmacological approach. In conclusion these results supply information on the regulation of these two enzymes and provide answers about the functional roles of proline and GABA catabolisms in the management processes of water and nitrogen in oilseed rape. These works constitute a first step in validation process of these genes as putative candidates for oilseed rape breeding programs to select genotypes better adapted to future environmental conditions

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Couchoud, Mégane. "Compréhension de la capacité d’une plante de Pois à récupérer entermes de croissance et d’acquisition d’azote après un stress hydrique : étudesécophysiologique et moléculaire." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2020. http://www.theses.fr/2020UBFCK007.

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Abstract:

Le pois (Pisum Sativum L.) possède la capacité de fixer le diazote atmosphérique (N2) via une symbiose avec des bactéries du sol au sein d’organes racinaires que sont les nodosités. Bien que cette particularité rende cette espèce particulièrement intéressante dans un contexte de transition agro-écologique, la fixation symbiotique du N2 est cependant sensible aux stress abiotiques tels que le déficit hydrique du sol, ce qui contribue à l’instabilité du rendement du pois et réduit son attrait chez les agriculteurs. La stabilité du rendement dépend à la fois de la capacité de la plante à tolérer un stress, mais aussi de sa capacité à récupérer après ce stress. Or, les mécanismes impliqués pendant la phase de récupération demeurent peu explorés. Il est ainsi essentiel d’identifier des traits de plantes maximisant la résilience du pois au déficit hydrique, afin de proposer des idéotypes mieux adaptés à des conditions environnementales de disponibilité en eau ou nutriments fluctuantes.Les principaux objectifs de cette étude étaient dans un premier temps d’identifier les processus écophysiologiques impliqués pendant la phase de récupération, après un épisode de déficit hydrique, et en considérant en particulier la croissance de la plante et son acquisition d’azote. Dans un deuxième temps, il s’agissait de déterminer les composantes moléculaires sous-jacentes à ces mécanismes de récupération au sein des racines et des nodosités. Au cours d’une première expérimentation réalisée sur la plateforme de phénotypage 4PMI (Dijon, France) nous avons analysé en détail la dynamique de récupération de deux génotypes de pois après leur avoir imposé un déficit hydrique de deux semaines. Alors que pour l’un des génotypes (Kayanne) le rendement à maturité physiologique était maintenu sous ces conditions de déficit hydrique temporaire, le rendement du second génotype étudié (Puget) a été négativement affecté par le déficit hydrique. Nous avons utilisé conjointement une approche au niveau plante entière (en utilisant un cadre d’analyse écophysiologique axé sur les flux de carbone, azote et eau dans la plante) à des approches de type « omiques » (métabolomique, transcriptomique et dosages de phytohormones) dans les compartiments racinaires et nodulaires. Cette analyse a été complétée par une seconde expérimentation impliquant des marquages isotopiques au 13C et 15N2 qui nous a permis de mesurer précisément les flux de carbone et d'azote dans le continuum sol-plante-atmosphère.Nos analyses ont révélé que les deux génotypes étudiés avaient des capacités de résilience contrastées, en partie expliquées par la mise en place de différentes stratégies de récupération pendant la période de ré-arrosage, et impliquant des processus liés à la nutrition azotée de la plante. Nous avons démontré que pendant la phase de récupération, Kayanne pouvait rapidement ajuster la formation de ses nodosités en fonction de ses besoins en azote pour sa croissance, lui permettant ainsi de récupérer totalement après deux semaines de déficit hydrique. Au contraire, la restauration du statut azoté chez le génotype Puget a été initiée plus tardivement mais plus intensément aboutissant à une surcompensation en termes de nombre de nodosités formées. Nous avons donc émis l’hypothèse que le fort coût en énergie résultant de la surcompensation nodulaire s’est effectué aux dépends de la croissance de la plante, impactant in fine le rendement de Puget
Pea (Pisum sativum L.) has the unique ability to fix atmospheric dinitrogen (N2) via a symbiosis with soil bacteria in root nodules. Although this specificity makes this crop particularly interesting in the context of agroecological transition, symbiotic nitrogen fixation is particularly sensitive to abiotic stresses such as water deficit, which contributes to the yield instability of this protein crop and reduces its interest for farmers. Yield stability depends both on plant's ability to tolerate stress and on its ability to recover after stress. However, the mechanisms involved during the recovery period have been for now poorly explored. It is, therefore, essential to identify traits of plants maximizing pea resilience to water deficit, in order to propose new ideotypes that are better adapted to environmental conditions of fluctuating water or nutrient availabilities.The main objectives of this study were: i) to identify the ecophysiological processes involved during the recovery period following a water deficit, considering in particular plant growth and plant nitrogen acquisition, and ii) to determine the underlying molecular processes within roots and nodules.During a first experiment in controlled conditions (4PMI Platform, Dijon, France), the dynamics of recovery of two pea genotypes were analyzed in detail after imposing plants before their flowering to a water deficit of two weeks. While one of the genotypes, (Kayanne), was able to maintain its yield under these conditions, yield of the other one (Puget) was decreased by water deficit. We have used both a) a whole-plant approach (using an ecophysiological framework focused on carbon, nitrogen and water fluxes in the plant) and b) so-called "omics" approaches (metabolomics, transcriptomics, and phytohormone assays) concerning root and nodule compartments. This analysis was completed by a second one where 13C and 15N2 isotopic labeling experiment allowed us to precisely measure carbon and nitrogen fluxes in the soil-plant-atmosphere continuum.Our analyses revealed that the two genotypes studied had contrasting resilience abilities, partly explained by different recovery strategies during the re-watering period, and particularly implying processes which were related to nitrogen nutrition. We have demonstrated that during the recovery period Kayanne was able to quickly and strictly re-adjust the formation of nodules to its growth needs, allowing this genotype to fully recover from the 2-week water deficit period. On the other hand, in Puget, the initiation of new nodules after water deficit was delayed compared to control plants, but numerous additional nodules developed. We hypothesized that the associated larger energy cost, which occurred to the detriment of growth, would finally negatively impact Puget’s yield.This difference in the dynamics of the root system response to re-watering was comforted by the molecular analysis performed in root and nodule compartments. The "omics" analysis also highlighted differences in antioxidant and osmoprotective responses between the two genotypes that could help to explain the delay observed for the recovery of the two genotypes.Altogether these results give new insights for the understanding of the regulatory mechanisms underlying the recovery of pea plant after a water deficit. Next step will consist in a statistical integration of the multi-scaled data (ecophysiological, hormonal, metabolomic and transcriptomic data), which should make it possible to identify the main regulators involved in recovery, for breeding strategies leading to the selection of pea ideotypes better suited to fluctuating water conditions

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Mahieu, Stéphanie. "Quantification de la contribution des cultures de pois (Pisum sativum L.) au pool azoté du sol." Phd thesis, Université d'Angers, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00433507.

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Abstract:

La difficulté d'estimer avec fiabilité la contribution des cultures de légumineuses au pool azoté du sol est un frein à l'accroissement de l'utilisation de ces cultures en tant qu'alternative aux engrais azotés chimiques. D'une part, il est difficile de prévoir la quantité d'azote (N) fixé en fonction des conditions de culture. D'autre part, il existe une grande incertitude sur la quantité d'azote provenant des parties souterraines et principalement de l'N rhizodéposé. Dans ce contexte, le premier objectif de mon travail de thèse était d'adapter et d'affiner une méthode de marquage utilisant le tracer 15N pour mesurer la quantité d'N rhizodéposé par une culture de pois. Deux méthodes « split-root » et « cotton-wick » ainsi que plusieurs conditions de marquage ont été testées. Les effets de la disponibilité en azote du sol, d'un stress hydrique et des sources d'azote sur ce processus ont également été étudiés chez différentes variétés et lignées isogéniques de pois. L'estimation de la rhizodéposition est influencée par la fréquence de marquage et la concentration de la solution de marquage. Cependant, des résultats fiables ont été obtenus avec les deux méthodes de marquage lorsque les plantes étaient soumises à un marquage continu avec une solution diluée d'urée. Pour des raisons pratiques, la méthode « cotton-wick » a été adaptée pour les expérimentations en conditions de plein champ. La proportion d'azote allouée aux parties souterraines n'était influencée ni par un stress hydrique, ni par la disponibilité en azote du sol ou les sources d'azote. L'N rhizodéposé représentait 90% de l'azote total des parties souterraines. De ce fait, l'azote des parties souterraines devrait être intégré dans le calcul du bilan N après une culture de légumineuse ainsi que pour la prédiction des économies en N pour les cultures suivantes dans les systèmes de cultures basés sur les légumineuses.

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Jeanneau, Matthieu. "Surexpression de la phosphoénolpyruvate carboxylase chez le mai͏̈s : impacts sur le fonctionnement photosynthétique et la qualité du grain." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112293.

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Abstract:

L'objectif de ce travail était d'évaluer l'impact physiologique d'une surexpression de la PEPC chez le mai͏̈s dans les contextes de la plante entière, du grain et de la feuille. S'agissant des grains, bien que la surexpression, en terme de protéine produite et d'activité enzymatique atteigne des niveaux élevés (8-10 fois), le remplissage lipidique et protéique de ces organes est peu modifié. L'impact physiologique d'une surexpression d'un gène de PEPC C4 dans le grain serait donc faible. S'agissant des feuilles, des expériences d'immunodétection et immunolocalisation nous ont permis de vérifier la présence de la protéine dans le mésophylle des plantes transgéniques. Dans le meilleur des cas, on mesure un doublement de l'activité spécifique de l'enzyme corrélé au niveau d'accumulation des ARNm et des protéines. D'un point de vue physiologique, les plantes, en conditions non limitantes de culture, montrent une augmentation de la photosynthèse nette (An +7%). .
The aim of this work was the production of transformed plants to evaluate the physiological consequences of a PEPC overexpression targeted to the whole plant, seeds or leaves. In seeds, the PEPC activity increased up to 10 times and the foreign C4 isoform has been biochemically and immunologically identified. Lipid and protein contents were slightly modified. We suggest that the physiological impact of an overexpression of a C4 PEPC gene under the control of the HMWG promoter is weak. By using immunodetection, and immunolocalization experiments we showed that the sorghum enzyme is present in the leaf mesophyll of transformed maize. We measured a doubling of the PEPC specific activity well correlated with the accumulation of mRNAm and proteins. It is shown that under moderate light, a compensation mechanism lowers phosphorylation of the PEPC pool. Under non limiting conditions, transgenic plants showed an increase in net photosynthesis (+7%). .

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Parre, Elodie. "La signalisation lipidique et le métabolisme de la proline en réponse à des contraintes hydriques : rôles des phospholipases C et D chez Arabidopsis thaliana." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066213.

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Abstract:

Parmi les stratégies adaptatives que les plantes ont développées pour faire face aux contraintes hydriques, l’accumulation de proline est une réponse physiologique fréquemment observée chez un grand nombre d’espèces. Alors que le métabolisme de ce soluté compatible a été relativement bien caractérisé, les voies de signalisation impliquées dans sa régulation restent en grande partie inconnues. Par une approche pharmacologique, nous avons mis en évidence l’existence d’un contrôle positif de la biosynthèse de la proline par les phospholipases C – et la synthèse d’ IP3 – en réponse au NaCl et non au mannitol. D’autre part, nos données montrent l’importance du niveau de calcium intracellulaire et non de la signature calcique lors de la réponse prolinique. Au cours de ces dernières années, nous avons montré que la biosynthèse de la proline était régulée négativement par une activité PLD en conditions de croissance favorable. À la lumière de ces résultats, nous avons concentré nos efforts sur les PLD1 et PLD2 qui, parmi les douze isoformes de PLD végétales, sont les seules présentant une activité calcium-indépendante. Par une approche de génétique inverse, nous avons obtenu et caractérisé des mutants d’insertion pour les gènes PLD1 et PLD2. Bien que les niveaux de proline chez ces mutants ne soient pas affectés, ils présentent néanmoins des phénotypes très intéressants au niveau de la capacité de germination et de croissance racinaire en conditions de stress hydrique. Enfin, ce travail nous a permis de montrer que les plantes sont capables de discerner un stress salin d’un stress hyperosmotique par des voies de signalisation spécifiques.

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Rivalland, Vincent. "Amelioration et validation du modele de fonctionnement de la végétation ISBA-A-gs: stress hydrique et flux de CO2." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009717.

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Abstract:

Les schémas de surface ont été développés dans le but de modéliser les échanges de chaleur et d'humidité entre les surfaces continentales et l'atmosphère. Parmi les éléments constitutifs de ces surfaces, la végétation joue un rôle important dans la dynamique des flux à l'interface. Mon travail de thèse a porté sur l'amélioration de la paramétrisation de la végétation dans le modèle de surface ISBA-A-gs (Calvet et al, 1998). Ce modèle est capable de résoudre les bilans énergétique et hydrique à la surface, de calculer la croissance de la biomasse verte de la végétation, et d'estimer sa surface foliaire en tenant compte des conditions météorologiques. Ce modèle intègre également l'effet de l'augmentation de CO2 atmosphérique dans le fonctionnement de la végétation. Mon travail a porté sur l'élaboration et l'application d'une paramétrisation de l'effet du déficit hydrique sur le fonctionnement des couverts de types ligneux. Pour cela, j'ai repris une méthodologie de type méta-analyse des données de la littérature déjà utilisée par Calvet (2000) dans le cadre des couverts de types herbacés. Un travail d'application et de validation a été mené sur 3 jeux de données continues du réseau de mesure EUROFLUX / CarboEurope correspondant à 3 sites forestiers Européens. Ces données comportent les flux du bilan d'énergie classique associés à la mesure du flux de CO2. J'ai pu de ce fait, tester pour la première fois la capacité du modèle à simuler le cycle diurne du flux de CO2 ainsi qu'à estimer le stockage annuel net de carbone sur ce type de couvert (Rivalland et al., 2005). Enfin, j'ai abordé les potentialités d'une nouvelle version du modèle développée par Calvet et Soussana (2001) dont la particularité est de prendre en compte l'effet de l'enrichissement en CO2 de l'atmosphère sur la croissance de la végétation, associé à la disponibilité du milieu en azote du sol. Cette version sépare les différents compartiments de stockage liés à la croissance de la végétation et ouvre des perspectives dans la modélisation complète du cycle du carbone et des effets du changement climatique sur la végétation. En lien avec ce travail, une méta-analyse ainsi qu'une expérimentation de terrain de fertilisation en azote a été menée dans le but de déterminer les paramètres de plasticité propres à cette version, pour différents types de couverts. Une évaluation des simulations du modèle sur une culture de blé a été menée en comparant avec le modèle de culture STICS de l'INRA.

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Ni, Zhuoya. "Méthode pour l'estimation de la fluorescence de la chlorophylle et son application pour la détection précoce du stress hydrique." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAD022/document.

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La fluorescence chlorophyllienne induite par le soleil est une nouvelle façon de suivre l'évolution de la végétation et le cycle global du carbone. Grâce au modèle simulé et aux expériences sur le terrain et aéroportée, la recherche multi-échelles de méthode de détection de la fluorescence de la chlorophylle induite par le soleil est développé dans cette thèse. Les principales conclusions et innovations sont les suivantes : 1. Les expériences de contrôle en eau du maïs montrent que la fluorescence passive peut être utilisée pour détecter le stress hydrique des culture. L'analyse de la réponse de la fluorescence et de la température montre que la fluorescence est très sensible au stress hydrique précoce. 2. Après avoir analysé les effets de la température, de l'angle zénithal solaire et du rendement quantique de la fluorescence sur la détermination de la fluorescence, nous proposons une méthode d’obtention de la fluorescence qualitative basée sur l'indice de réflectance. 3. L’analyse des effets de la détermination de la fluorescence aéroportée nous a permis de montrer que l'angle zénithal solaire et la hauteur du capteur aéroporté sont les facteurs importants qui influent sur la détermination de la fluorescence induite par le soleil
Sun-induced chlorophyll fluorescence is a new way to monitor the vegetation change and global carbon cycle. Through the model simulated analysis, the pot experiment and the airborne flying experiment, the research on detecting the multi-scale sun-induced chlorophyll fluorescence is developed in this dissertation. The main conclusions and innovations are as follows: 1. The maize water control experiments demonstrate that the passive fluorescence can be used to detect the crop water stress, and the analysis of the different responses of the fluorescence and temperature illustrates that the fluorescence is much sensitive to the early water stress. 2. Analyze the effects of temperature, sun zenith angle and fluorescence quantum efficiency on the qualitative fluorescence retrieval, and propose a qualitative fluorescence retrieval method based on the reflectance index. 3. Analyze the effects of airborne fluorescence retrieval, and obtain that sun zenith angle and airborne sensor height are the important factors to affect the sun-induced fluorescence retrieval from the simulated analysis and airborne flying experiment

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Mentewab, Ayalew. "Androgénèse in vitro chez le blé : utilisation pour la transformation génétique et l'amélioration de la résistance au stress hydrique." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT001A.

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Abstract:

L'androgenese permet de produire des plantes haploides doublees (hd) apres obtention des plantes haploides et doublement de leur stock chromosomique. L'origine haploide et unicellulaire des microspores en font une cible de choix pour la transformation genetique. Le travail realise a pour objectif l'utilisation de l'androgenese pour l'amelioration des bles par deux voies : la transformation genetique et l'obtention de plantes hd resistantes a la secheresse. Dans une premiere partie, nous avons examine l'effet des facteurs externes conditionnant l'embryogenese et l'obtention de plantes hd aussi bien par culture d'antheres que par culture de microspores isolees chez le ble dur et le ble tendre. Nos travaux ont permis de demontrer les resultats suivants : -le pretraitement au froid a un effet negatif sur la production d'embryons chez les genotypes utilises dans notre experimentation. -le traitement a la colchicine sur embryons in vitro (500 mg/l) pendant 1 ou 3 jours permet d'atteindre des taux de doublement chromosomique eleves, mais diminue fortement la regeneration des embryons formes. -une concentration elevee de maltose (135 g/l) dans le milieu d'induction diminue la production d'embryons a partir de microspores isolees de ble. -en l'absence de pretraitement (thermique ou nutritionnel), une centrifugation sur gradient de ficoll n'a pas d'effet sur l'embryogenese a partir des microspores isolees. -il existe une interaction genotype-ovaires lors de la culture de microspores isolees. En tenant compte des resultats obtenus, nous avons, dans une deuxieme partie, procede a la transformation genetique, par biolistique. Des embryons haploides et des microspores isolees de ble ont ete bombardes, en utilisant comme marqueurs, les genes c1 et b-peru stimulant la biosynthese des anthocyanines. Une expression transitoire a ete mise en evidence au niveau des microspores bombardees apres un ou huit jours de culture. Le bombardement n'a eu aucun effet sur la regeneration des embryons androgenetiques et des plantes chimeriques ont ete obtenues. L'etude de 60 lignees hd obtenues a partir des plantes f1 provenant du croisement entre les deux genotypes pavon et siete cerros, resistantes et sensibles a la secheresse montre l'existence de lignees transgressives, presentant des caracteres agronomiques et physiologiques de resistance au stress hydrique, meilleurs que ceux de leur deux parents.

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Rivalland, Vincent. "Amélioration et validation du modèle de fonctionnement de la végétation ISBA-A-gs : stress hydrique et flux de CO2." Toulouse 3, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009717.

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Ilami, Golnar. "Purification, caractérisation structurale et fonctionnelle d'une protéine, BnD22, induite par la contrainte hydrique progressive chez le colza." Paris 12, 1996. http://www.theses.fr/1996PA120028.

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La bnd22 est une proteine induite au cours d'une contrainte hydrique progressive chez le colza. Cette proteine s'accumule fortement dans les jeunes feuilles de la plante au stade rosette. La synthese et l'accumulation de la bnd22 dans ces feuilles sont correlees avec la tolerance de celles-ci a la contrainte hydrique, caracterisee par le maintien du contenu relatif en eau, le maintien de la teneur en proteines solubles et l'inhibition de l'activite proteolytique foliaire endogene. Ces resultats constituent un argument en faveur d'une activite potentielle d'inhibiteur de proteases chez la bnd22, suggeree par des travaux anterieurs sur la base d'homologies de sequence avec les inhibiteurs de la famille de kunitz. La bnd22 a ete purifiee par chromatographie d'echange d'anions et par chromatographie en phase inverse. Elle a ete caracterisee sur le plan structural et une activite inhibitrice de proteases a ete recherchee. Elle presente une masse, mesuree par spectrometrie de masse, d'environ 19 kda. Sa structure secondaire, determinee par dichroisme circulaire et predite d'apres sa sequence en acides amines, est composee aux deux tiers de structure non periodique ainsi que d'un tiers de feuillet beta, analogue a celle de certains inhibiteurs de la famille de kunitz. Les mesures d'activite proteolytiques en presence de bnd22, effectuees sur les proteases endogenes foliaires ainsi que sur quatre proteases exogenes d'origines differentes, n'ont pas permis de mettre en evidence une inhibition significative

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Rahima, Sidi-Boulenouar. "Dynamic monitoring of water status of plants in the fields under environmental stress : Design of a portable NMR and applied to sorghum." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTS081/document.

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Abstract:

Aujourd’hui, comprendre comment les plantes réagissent au stress hydrique est essentiel pour relever le défi de développer de nouveaux cultivars et de nouvelles stratégies d’irrigation, compatibles avec le maintien de la productivité des cultures sous les effets néfastes du réchauffement climatique. Dans ce contexte, l’étude des relations eau/plante présente un intérêt majeur pour la modélisation des réponses des plantes et des organes aux contraintes biotiques et abiotiques. Paradoxalement, il existe très peu de méthodes directes et non invasives pour quantifier et mesurer le niveau et le débit de l’eau dans les plantes.Dans le cadre de ce projet, nous rapportons le développement d’une méthodologie innovante basée sur la relaxation par résonance magnétique nucléaire à champ faible (RMN). Un dispositif RMN dédié pour effectuer des mesures RMN sur des plantes vivantes a été construit dans une chambre climatique qui permet un contrôle et une modification minutieuse des paramètres environnementaux pendant l’expérimentation sur des longues périodes au laboratoire. En parallèle, une imagerie RMN complémentaire à haut champ magnétique pour étudier, l’anatomie, la teneur en eau, le transport du phloéme et du xylème chez les plants de sorgho a été réalisé. La combinaison de ces approches nous permet de déterminer des biomarqueurs éco-physiologiques innovants et de concevoir de nouvelles expériences en laboratoire et même dans les champs.Un résultat particulièrement intéressant concerne l’étude de la distribution spatiale de l’eau dans les tiges (nœuds et entrenœuds) à partir de la relaxométrie RMN à faible champ et des images IRM 3D à haute résolution. La modification des paramètres de relaxation RMN au cours du cycle diurne dynamique sera présentée dans des conditions normales et en situation de stress abiotique. Une application directe permet d’extraire des biomarqueurs écophysiologiques qui permettent d’explorer et de modéliser les flux d’eau en période de stress hydrique et d’analyser leur impact sur le développement du sorgho.Notre but ultime est d’effectuer ces études RMN directement dans les champs. Ainsi, un appareil RMN portable fait maison, fonctionnant à 336 kHz est présenté. Le développement et l’optimisation de l’homogénéité d’un aimant résistif et de bobines Radio Fréquence ainsi que des séquences d'impulsions RMN, afin de respecter la polyvalence et les conditions thermiques pour maintenir la plante ,intacte sont décrits en détails. Enfin nous présenterons nos investigations menées avec ce dispositif en laboratoire, dans les serres et dans les champs de sorgho
Today, understanding how plants respond to water stress is essential to meet the challenge of developing new cultivars and new irrigation strategies, consistent with the maintenance of crop productivity with the evidence of global warming. In this context, the study of plant /water relations is of central interest for modeling plant and organ responses to biotic and abiotic constraints. Paradoxically, there are very few direct and non-invasive methods to quantify and measure the level and the flow of water in plants.For this purpose, we report on the development of an innovative methodology based on low-field Nuclear Magnetic Resonance Relaxometry (NMR). A dedicated NMR device to perform NMR measurements on living plants has been built in a climatic chamber that allows a control and careful modification of environmental parameters during experimentation over reliable periods of time at the laboratory. In parallel, complementary NMR imaging at high magnetic field to study, the anatomy, water content, phloem and xylem transport in sorghum plants were performed. The combination of these approaches allows us to determine innovant eco-physiological biomarkers and to design new experiments in the laboratory and even in the fields.One particular interesting result concertns the investigation of the spatial distribution of water stems (node and inter node) from low field NMR Relaxometry and 3D high resolution MRI images. The modification of the NMR relaxation parameters during dynamic diurnal cycle will be presented in normal and abiotic stress conditions. A direct application permits to extract eco-physiological biomarkers which allows to explore and model water fluxes during water stress and to analyze their impact on the development of sorghum plant. Our ultimate goal is to perform these NMR studies directly in the fields. Thus, a home made portable NMR device, working at 336kHz(8mT) is presented. The development and optimization of the homogeneity of a resistive magnet and Radio Frequency coils, NMR pulse sequences in order to respect the versatility and thermal conditions to maintain the plant intact are described in details. Finally we will present our investigations conducted with this device in the laboratory, in the greenhouses and in sorghum fields

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Bobille, Hélène. "Modulation de l’exsudation racinaire de composés azotés chez les Fabacées et réponse aux stress hydriques." Thesis, Angers, 2016. http://www.theses.fr/2016ANGE0067.

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Abstract:

Les légumineuses ont des rhizodépôts riches en azote (N). Leur emploi dans les rotations de cultures permet de réduire l’usage de fertilisants de synthèse. Parmi les composés azotés exsudés par les racines, les acides aminés (AA) sont reconnus pour leur rôle dans la régulation des communautés microbiennes de la rhizosphère, avec un impact sur la nutrition des plantes et leur résistance aux stress abiotiques. Cette exsudation est difficile à mesurer en raison des interactions avec les microorganismes et les particules minérales du sol. Nous avons fait l’hypothèse que l’exsudation racinaire d’AA varie en fonction du substrat, de la croissance et de l’humidité sol. Une méthode d’extraction des AA du sol a été mise au point pour estimer l’empreinte rhizosphérique en acides aminés (ERAA) dans le sol non stérilisé, comme résultat net des interactions entre l’exsudation d’AA et le milieu rhizosphérique. L’évolution de l’ERAA a ainsi été étudiée chez Medicago truncatula cultivée sur sable stérilisé ou sol non stérilisé, à 3 stades de croissance végétative, et chez Pisum sativum soumis ou non à un déficit hydrique ou un excès d’eau. Le marquage au 15N a été utilisé pour appréhender le mouvement des 15N-AA libérés par les racines vers la rhizosphère. L’ERAA augmente au cours de la croissance végétative et est dépendante en quantité et en qualité, du stade de la plante. Le déficit hydrique modifie l’ERAA avec la présence de plus de N récemment assimilé par la plante, plus de proline, d’alanine et de valine. En tenant compte des limites expérimentales, ces travaux ont permis de mieux comprendre les facteurs qui influencent l’ERAA et d’appréhender la rhizodéposition azotée des légumineuses
Legume roots release substantial amounts of nitrogen (N) into the soil. They can help to reduce the use of synthetic N fertilisers in cropping systems. A part of this N derives from root exudates, mainly in amino acids (AAs) forms, that are highly suspected to regulate the abundance of microbial community in the rhizosphere. This may impact plant nutrition and resistance to abiotic stress. However, exudated AAs have not been unequivocally quantified, due to interaction with rhizosphere microorganisms and mineral particles. We hypothesized that root AA exudation could change significantly according to the substrate type, the plant growth and water availability. In the present work, we have developed a methodology using unsterilized soil in order to measure the rhizosphere AA fingerprint (RAAF), as the net result of interactions between AA exudation and rhizospheric environment. The RAAF was measured in Medicago truncatula grown in either sterilized sand or unsterilized soil, at three vegetative plant stages; and in Pisum sativum grown in unsterilized soil, under either a water deficit or a water excess. P. sativum plants were stem-labeled with 15N, in order to assess root 15N-AA released in the rhizosphere. The RAAF increased substantially during plant growth, showing a significant quantitative and qualitative plant growth dependent effect. Water deficit significantly modified RAAF with more recently assimilated N, proline, alanine and valine released in the rhizosphere under water deficit. This work contributed to highlight factors affecting RAAF and to better understand ecophysiological aspects of N rhizodeposition of legumes

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Hatmi, Saloua. "Impact du déficit hydrique sur les réponses de défense et la sensibilité de la vigne à Botrytis cinerea : rôle de la dégradation des polyamines." Thesis, Reims, 2013. http://www.theses.fr/2013REIMS035.

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Abstract:

La vigne est sujette à de nombreuses contraintes biotiques et abiotiques face auxquelles elle devra optimiser ses stratégies de défense, en favorisant parfois des interconnections entre les réponses adaptatives au stress abiotique et la gestion de la réponse immune face à un pathogène. Dans cette étude nous avons évalué l'effet du stress hydrique (par privation d'eau) sur différentes réactions adaptatives au stress, mais aussi sur des réponses de défense et sur la sensibilité des feuilles et des baies de la vigne à Botrytis cinerea. Ces réactions ont été suivies en utilisant des boutures végétatives de deux cépages : cv. Meski (MSK), tolérant à la sécheresse et cv. Chardonnay (CHR), sensible. La relation entre les réponses au stress hydrique et la réponse immune a également été recherchée au moyen de feuilles de vitroplants et de baies isolées de Chardonnay exposées à des osmotica : le polyéthylène glycol (PEG) et une forte concentration en saccahrose (SUC). Les résultats montrent que le stress hydrique/osmotique conduit à des modifications physiologiques et biochimiques importantes dans les feuilles et les baies mûres de vigne. L'amélioration de la tolérance chez MSK est associée à une faible inhibition de l'activité photosynthétique, une altération du profil des acides aminés et un catabolisme actif des polyamines (PAs) comparé au CHR. Ces résultats suggèrent un rôle potentiel des déviations métaboliques observées dans les processus de tolérance de la vigne au stress osmotique. La tolérance du MSK au déficit hydrique est également corrélée à une forte induction des réponses de défense accumulation de resvératrol et e-viniférine, expression de certains gènes de défense dont STS, Gluc (PR-2), Chit-4c (PR-3) et PR-5 dans les feuilles, ainsi qu'à une faible sensibilité à B. cinerea.Ces résultats suggèrent un lien étroit entre la tolérance au déficit hydrique et la capacité de la vigne à exprimer davantage ses mécanismes de défense et à résister mieux à B. cinerea. Des expériences pharmacologiques ont montré qu'en situation de stress hydrique/osmotique, le catabolisme des PAs, via des diamine- et PA-oxydases, est impliqué dans la régulation de l'homéostasie des PAs et de l'expression des réactions de défense. L'application du stress osmotique avant l'infection des feuilles par B. cinerea potentialise l'accumulation des PAs en réduisant fortement leur dégradation. Ces effets sont corrélés à une réduction de l'amplitude des réponses de défense après infection, et à une sensibilité accrue à B. cinerea. Ces résultats rendent compte (1) de l'importance des stress abiotiques dans la régulation de la réponse immune chez la vigne et sa résistance à B. cinerea et (2) du fait que le niveau des réponses de défense osmo-induites et la résistance au pathogène sont tributaires, au moins en partie, de certains mécanismes adaptatifs au stress, comme c'est le cas ici des voies de dégradation des polyamines
Grapevine is often exposed to both biotic and abiotic stresses, and it will optimize defense strategies by favoing sometimes the cross-talk between adaptive responses to abiotic stress and immune response against pathogen challenge. In this study we evaluated the effect of water stress (by withholding water) on different adaptive responses, and also on defense responses and sensitivity of grapevine leaves or berries to Botrytis cinerea. These reactions were monitored using vegetative cuttings of two varieties: Meski (MSK) a drought tolerant cultivar and Chardonnay (CHR) as a sensitive one. The relationship between the responses to water stress and the immune response was also assessed using detached leaves from vitroplantlets and detached ripe berries from Chardonnay exposed to osmotic agents: polyethlene glycole (PEG) and a high concentration of sucrose (SUC). The results show that water/osmotic stress leads to significant physiological and biochemical changes in grapevine leaves and ripe berries. The improved tolerance of MSK to drought is associated with a weak inhibition of photosynthetic activity, altered amino acid profile and an activation of polyamine (PA) catabolism, compared to the sensitive plant CHR. These results suggest a potential role of metabolic deviations observed in the process of osmotic stress olerance. MSK tolerance to water deficit is also correlated with a strong induction of defense responses, such as accumulation of resveratrol and e-viniferin, enhanced expression of defense-related genes, including STS , Gluc (PR-2), Chit-4c (PR-3) and PR-5, and a low susceptibility of leaves to B. cinerea. These results suggest a close connection between water stress tolerance and the ability of grapevine to express more their defense mechanisms and then to resist better to the pathogen B. cinerea. Pharmacological experiments showed that experiencing water/osmotic stress, PA oxidation through diamine- and PA-oxidases is involved in the regulation of PA homeostasis and the expression of defense reactions in both leaves and berries. The application of osmotic stress before leaf infection by B. cinerea potentiates PA accumulation probably by reducing PA degradation. These effects are correlated with a reduction of defense responses after B. cinerea infection, as well as to an increased susceptibility to B. cinerea.These results highlight (1) the importance of abiotic stress in regulating the immune response in grapevine plants and resistance to B. cinerea and (2) that the level of defense responses induced by osmotic and the resistance of grapevine to the pathogen are dependent, at least in part, on some adaptive mechanisms to stress, as it is the case here for polyamine degradation pathways

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Bizet, François. "Division et élongation cellulaire dans l'apex de la racine : diversité de réponses au déficit hydrique." Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0258/document.

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Abstract:

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

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Feki, Mohamed. "La sécheresse bioclimatique estivale en Kroumirie et dans les Mogods (Tunisie) : estimation à partir du stress hydrique de la végétation." Aix-Marseille 1, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX10100.

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Abstract:

Ce travail a pour objet une détermination de la durée de la sécheresse bioclimatique estivale en Kroumirie et dans les Mogods, à partir du stress hydrique de la végétation comparé avec les paramètres du bilan hydrique. Une base de données est ainsi réalisée avec une carte des groupements végétaux, un modèle numérique de terrain (MNT), une carte de localisation des stations et cinq années (de 1999 à 2003) de synthèses décadaires de NDVI NOAA-AVHRR 14 et 16, traités par la méthode de "Maximum Value Composite" (MVC). La superposition dans Idrisi des synthèses décadaires de NDVI avec la carte de végétation indique des signatures spectrales différentes liées aux types des groupements végétaux. Les NDVI moyens sont plus élevés pour les forêts que pour les matorrals. Ils montrent l'existence d'une hiérarchie en fonction de la biomasse et d'une activité photosynthétique croissante. La baisse estivale des NDVI reflète le stress hydrique de la végétation, qui est plus longue pour les forêts d'eucalyptus et les matorrals (à chênes liège, chênes kermès, pins d'Alep, oliviers-lentisques et non arborés) que pour les autres forêts (zénaie, forêts mixtes, suéraie et la pinède maritime). Les NDVI révèlent de grandes variations spatiales selon la topographie. Grâce à l'intégration d'un MNT dans le SIG, nous observons deux grands ensembles : un versant méditerranéen et un versant majerda. La comparaison de l'évolution des NDVI de mars à septembre avec le bilan hydrique permet de déterminer la durée de la sécheresse bioclimatique estivale. Elle montre une diminution de la longueur de la saison sèche en fonction des étages de végétation ; cette diminution est liée à la décroissance des températures avec l'altitude.

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Montan, Torres Gisèle Abigail. "Recherche et caractérisation chez le haricot commun de gènes dont l'expression est modulée dans les racines lors d'un stress hydrique." Paris 11, 2002. http://www.theses.fr/2002PA112129.

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Abstract:

La sécheresse constitue une des contraintes environnementales majeures à la production de haricot commun (Phaseolus vulgaris L. ). La réponse des plantes au déficit hydrique et la mise en place de mécanismes de tolérance passent par la régulation d'un grand nombre de gènes, mais seule une douzaine de ces gènes sont connus chez le haricot. L'objectif de cette thèse a été d'isoler des gènes, dont l'expression est modulée en réponse à un déficit hydrique dans les racines de haricot. Un système expérimental a été mis au point, basé sur la déshydratation de plantes cultivées en aéroponie. Parmi les 1200 ADNc observés par differential display RT-PCR, 8,7 % sont régulés lors du stress dans les racines. Quarante-sept ADNc partiels ont ainsi été caractérisés qui correspondent tous, sauf un, à des gènes nouveaux chez le haricot. Vingt d'entre eux, nommés PvDR pour Phaseolus vulgaris Dehydration-Responsive, présentent une modulation d'expression précoce, c'est à dire antérieure aux modifications du statut hydrique et à la biosynthèse d'acide abscissique (ABA). D'après les comparaisons de séquence, ces ADNc ont été classés dans des mécanismes comme la division cellulaire, le contrôle de l'expression génique ou encore le turn-over des lipides et des protéines. La caractérisation des familles multigéniques correspondant à deux ADNc PvDR, codant pour un facteur d'initiation de la traduction EIF4A et une HSP/HSC70 (protéine de choc chaud de 70 kDa) a été réalisée sur des expériences de déshydratation, de chocs thermiques et d'un traitement à l'ABA. Enfin, un nouveau type de transporteur chez les plantes, similaire aux transporteurs de cations organiques des animaux, a été isolé. Les transcrits correspondants, quasi- indétectables dans les feuilles, sont localisés au niveau du phloème dans les racines et les tiges. Son profil d'expression lors de la déshydratation puis de la réhydratation des racines suggère une implication réelle de ce transporteur dans la réponse au déficit hydrique
Water deficit is one of the major constraints to the productivity of common bean (Phaseolus vulgaris L. ). To overcome this limitation and improve production efficiency, more drought-tolerant plants must be developed. Plants respond to drought through transcriptional modulations of a certain number of genes. Few of them have been described for bean. The aim of this work was to characterize genes differentially expressed in response to water stress in P. Vulgaris roots. Plants growing in an aeroponic system were submitted to dehydration by the arrest of spraying. Among 1200 cDNAs observed in DDRT-PCR experiments, 8,7% showed specific dehydration-responsive patterns in roots. Forty-seven partial cDNAs were further analyzed. All except one correspond to new genes in bean. Twenty cDNAs, named PvDR for Phaseolus vulgaris Dehydration Responsive, are regulated by dehydration before the significant change of root water status and the ABA synthesis. Based on sequence homologies, the corresponding genes were classified as involved in cellular division, control of gene expression as well as turn-over of lipids or proteins. Two multigenic families corresponding to a translation initiation factor EIF4A and a heat shock protein HSP70 have been analyzed in detail. Expression analyses of the two PveIF4A and three genes coding for HSP/HSC70 cytosolic isoforms showed variable responses to dehydration, heat shock and ABA. A new type of plant transporter was isolated corresponding to organic cation transporters in animals. Specific transcripts were detected in phloem cells of roots and stems. Its expression profile during a dehydration / rehydration cycle, strongly suggests an implication of this transporter in the response to water stress

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Dissertations / Theses on the topic 'Stress hydrique'

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