Literatura académica sobre el tema "Croissance foliaire"

Le hêtre a une croissance rythmique où chaque pousse annuelle est constituée d'une unité de croissance (u.c.) printanière parfois suivie, quelques semaines plus tard, d'une unité de croissance estivale. L'u.c. printanière présente une disposition foliaire alterne distique, tandis que l'u.c. estivale, selon certains auteurs, a une disposition foliaire alterne spiralée. Au terme d'observations morphologiques et histologiques de bourgeons formés à différentes périodes de l'année, il s'avère que la disposition foliaire du hêtre n'évolue pas d'un type d'u.c. à l'autre : les ébauches foliaires sont toujours disposées suivant deux droites parallèles, rapprochées sur un côté de la tige selon une disposition « plagiotrope distique ». La symétrie axiale d'une u.c. peut toutefois se modifier au cours de son allongement et évoluer d'une symétrie bilatérale vers une symétrie radiale secondaire. Cette évolution est le résultat d'une réorientation des nœuds par torsion des entre-nœuds, les plus grands déplacements d'organe foliaire étant réalisés par les u.c. les plus longues au niveau de leurs entre-nœuds les plus longs. Il est possible de rattacher degré de développement des u.c. et architecture des arbres. Les arbres les moins vigoureux (très jeunes ou situés sous couvert forestier dense) ont un axe principal plus ou moins incliné, constitué d'u.c. peu développées dont la symétrie est bilatérale; l'axe principal est plagiotrope et porte un houppier plan. En revanche, les arbres les plus vigoureux (adultes ou en situations forestières favorables) ont un axe principal vertical, constitué d'u.c. relativement longues et de symétrie radiale; l'axe principal est orthotrope et porte un houppier bien réparti tout autour de lui.Mots clés : morphologie, Fagus, vigueur, disposition foliaire, architecture.

La rythmicité intra-annuelle de la crois- sance diamétrique des arbres n’est connue que pour très peu d’espèces tropicales africaines. Dans cet article, une combinaison de méthodes expéri- mentant le marquage cambial séquen- tiel, l’analyse anatomique et la mesure des cernes a été utilisée pour détermi- ner la périodicité et les variations de la croissance diamétrique de trois espèces d’Afrique centrale produisant un bois d’œuvre de grande qualité : Baillonella toxisperma (moabi), Entandrophragma cylindricum (sapelli) et Erythrophleum suaveolens (tali). En outre, des interac- tions avec la phénologie foliaire et repro- ductive et le climat ont été recherchées. Pour les trois espèces, les cernes de croissance sont anatomiquement dis- tincts, annuels et se forment au rythme des saisons, avec un accroissement qui est maximal pendant la petite saison pluvieuse (de mars à mai). Les variations saisonnières de la croissance se sont avérées significatives pour le moabi et le sapelli et non significatives pour le tali. Les paramètres climatiques jouant un rôle déterminant dans ces variations sont la température et l’ensoleillement. L’ana- lyse dendrochronologique dresse d’inté- ressantes perspectives en vue d’acquérir des données de croissance sur le long terme, nécessaires à la définition des paramètres de gestion des populations naturelles de ces espèces.

a connaissance des caractéristiques des ressources génétiques est nécessaire pour une utilisation efficiente. Or les piments cultivés dans la région du Haut-Sassandra, en Côte d’Ivoire sont insuffisamment caractérisés. Pour déterminer leur diversité phénologique et morphologique, neuf variétés cultivées dans cette région ont été caractérisées à partir de huit paramètres quantitatifs dans un essai en blocs aléatoires complets de neuf traitements avec trois répétitions. Les analyses ont mis en évidence des groupes de variétés aux caractéristiques opposées. Ainsi, une variété, avec le délai de germination le plus court (5 jours), la hauteur de plante la plus élevée (23 cm), la meilleure croissance latérale, la densité du feuillage la plus grande et la surface foliaire la plus faible (11,62 cm2), s’est nettement distinguée des autres. Aussi, avec un long délai de germination (8 à 9 jours), des plantes de plus faibles diamètres et hauteurs (15 à 16 cm), des surfaces foliaires, des nombres de ramifications, des longueurs de ramification la plus développée, des envergures de frondaison et densités de feuillage moyens, quatre variétés se sont distinguées des quatre autres variétés présentant des valeurs de paramètres intermédiaires. Les neuf variétés de piment étudiées présentent une importante diversité liée à la germination, la hauteur de plante et la surface foliaire. Les caractéristiques de certaines variétés ont été semblables. Il ressort de ces résultats que la diversité en sein des piments est efficacement mise en évidence avec le délai de germination, la hauteur de la plante, la surface foliaire et peut être exploitée en sélection. la plus grande et la surface foliaire la plus faible (11,62 cm2), s’est nettement distinguée des autres. Aussi, avec un long délai de germination (8 à 9 jours), des plantes de plus faibles diamètres et hauteurs (15 à 16 cm), des surfaces foliaires, des nombres de ramifications, des longueurs de ramification la plus développée, des envergures de frondaison et densités de feuillage moyens, quatre variétés se sont distinguées des quatre autres variétés présentant des valeurs de paramètres intermédiaires. Les neuf variétés de piment étudiées présentent une importante diversité liée à la germination, la hauteur de plante et la surface foliaire. Les caractéristiques de certaines variétés ont été semblables. Il ressort de ces résultats que la diversité en sein des piments est efficacement mise en évidence avec le délai de germination, la hauteur de la plante, la surface foliaire et peut être exploitée en sélection. Also, four varieties, with a long germination time (8 to 9 days), plants of smaller diameters and heights (15 to 16 cm), average leaf areas, numbers of branches, length of the most developed branch, canopy size and foliage density differed from the other four varieties with intermediate parameter values. The nine varieties of chilli studied show significant diversity linked to germination, plant height and leaf surface.The characteristics of some varieties are similar. As a consequence of these results, the diversity within peppers is effectively revealed with time to germination, plant height, area of leaf and is to be exploited in breeding.

<p style="text-align: justify;">La croissance et le développement de la vigne ont été suivis en Val de Loire, lors d'une année à fort déficit hydrique. Les resultats ont mis en évidence un effet considérable des terroirs sur l'installation du couvert aérien. En début de cycle végétatif, la vitesse de croissance était liée à la température (air, sol), variable d'un terroir à l'autre. Par la suite, la contrainte hydrique, différente selon les sites, a orienté fortement la cinétique de mise en place de la surface foliaire et son niveau final. Le potentiel photosynthétique global a été réduit dans les terroirs présentant des réserves hydriques moindres et dans lesquels le système racinaire était limite en profondeur.</p>

<p style="text-align: justify;">Les biostimulants apportés par voie foliaire ont un effet sur la composition lipidique des feuilles qui les reçoivent et des feuilles qui apparaissent ensuite. Cet effet qui se manifeste notamment sur les acides linolénique, palmitique et linoléique dépend du produit pulvérisé et peut être différent sur les 2 catégories de feuilles et d'une année à l'autre. Il existe une relation positive entre l'augmentation des teneurs en glycolipides et en acide linolénique des feuilles étudiées et leur activité photosynthétique et cela pourrait expliquer les différences de croissance des rameaux qui ont été observées.</p>

Deux clones de manioc, le clone Pétiolule Madagascar et le clone Pétiolule Congo présentent des feuilles dont la longueur du pétiole varie très fortement. Cette longueur est, chez ces clones, un marqueur de la vitesse de surrection du premier primordium foliaire. Chez ces deux clones, particulièrement chez le 'Pétiolule Madagascar', on observe la formation régulière d'entre-noeuds courts, insérés entre une feuille à pétiole court située au-dessous, et une feuille à pétiole long située au-dessus. Un raccourcissement temporaire de la longueur de l'entre-noeud est donc lié à une accélération de la surrection foliaire. Ce raccourcissement est déterminé lors de la première phase de l'élaboration de l'entre-noeud, qui s'effectue à la base du méristème apical, juste au-dessus du premier primordium. Il traduit une modification du fonctionnement de cette seule zone basale du méristème apical. La relation existant entre entre-noeud court et allongement du pétiole apporte quelques précisions sur les caractéristiques de la première phase de formation de l'entre-noeud, une phase particulièrement mal connue.Mots clés : manioc, entre-noeud, feuille, apex de tige, croissance.

L'objectif de cette étude était de quantifier l'effet de la sévérité de la brûlure cercosporéenne (Cercospora carotae) sur le développement (stades végétatifs), la croissance (poids secs du feuillage et des racines, indice de surface foliaire) et le rendement de la carotte (Daucus carota var. sativa). Au cours d'expériences effectuées en sol organique durant les saisons 1990, 1991 et 1992, trois niveaux de sévérité ont été obtenus par des nombres différents d'applications de fongicides, à savoir aucune application, deux ou trois applications et une application à chaque semaine. Au cours des trois années, des différences entre les traitements ont été observées 60 jours après le semis pour la sévérité de la maladie, 80 jours après le semis pour le poids sec du feuillage et l'indice de surface foliaire, et 100 jours après le semis pour le poids sec des racines. Une augmentation du nombre d'applications a permis une augmentation du rendement total en carottes. Cependant, les applications hebdomadaires n'ont pas augmenté le rendement en carottes de classe régulière par rapport à deux ou trois applications pour l'ensemble de la saison. Il est donc possible de réduire le nombre d'applications de fongicides, tout en conservant un rendement économiquement acceptable.

<p style="text-align: justify;">Nous avons étudié pendant 3 ans, en serre et en plein champ, l'effet sur la vigne (cépage Merlot) d'applications foliaires de 9 produits commerciaux associant à une fraction minérale divers constituants organiques, et conseillés pour stimuler la végétation et améliorer la récolte. Nous nous sommes intéressés à la croissance des rameaux et à la production (coulure, rendement, teneur en sucre des moûts).</p><p style="text-align: justify;">Dans nos conditions expérimentales, ces produits ont peu modifié, et de façon aléatoire, les paramètres mesurés. L'intérêt de l'utilisation de telles substances dans la pratique viticole reste donc à démontrer.</p>

L’identification des gènes ou des régions du génome responsables de la variabilité des caractères quantitatifs est généralement réalisées à partir de populations de cartographie dérivées d’hybrides F1. Cependant, ces populations sont peu variables et parfois difficiles à obtenir. Une autre approche possible est la conduite d’études d’association à l’aide de collections d’individus, construites pour représenter une grande variabilité. Cependant, ces collections sont souvent structurées, ce qui peut induire la détection de « fausses » associations entre marqueurs et caractères. Ainsi, un matériel végétal idéal pour des études d’association serait des populations multi alléliques et non structurées. C’est le cas des variétés fourragères qui sont des variétés synthétiques, obtenues après plusieurs générations successives de panmixie, à partir d’un n ombre plus ou moins grand d’individus. L’objectif de cette thèse est de tester si les variétés synthétiques peuvent être utilisées pour identifier les gènes ou les régions du génome responsables de la variabilité des caractères quantitatifs dar des études d’association
Identification of genes or of genome regions which explain variationin quantitative traits is generally obtained from QTL analyses using F1 hybrids derived populations. However, these population exhibit a low variability and are sometimes difficult to obtain. An alternative would be association studies using collections of individuals, built to be highly variable. Howevre, these collections are often structured which could lead to detection of spurious associations between markers and traits. So, an ideal plant material for association studies would be multi-allelic and unstructured populations. It is the case of perennial forage varieties which are synthetics, obtained after several panmictic multiplication generations, from a variable number of parents. The objective of this thesis was to test whether synthetic varieties could be used for association studies to identify genes or genome regions responsible for variation in quantitative traits

Les feuilles des plantes sont des organes importants pour la production de biomasse dans la nature car elles sont le siège principal de la photosynthèse, qui permet de transformer la matière minérale en matière organique. Identifier les mécanismes responsables de la morphogenèse, i.e. la genèse de la forme pendant le développement, est donc une question d'intérêt. Pour être analysée, la morphogenèse doit être appréhendée tout au long de la croissance car la forme finale d'une feuille est le résultat de mécanismes coordonnés dans l'espace et le temps. Pour comprendre ce type de processus complexes, la modélisation est une approche de choix. L'objectif de cette thèse était donc de développer des stratégies de quantification et de modélisation de la morphogenèse pour mieux comprendre le développement des feuilles. Pour quantifier la morphogenèse, ma première contribution a été de développer des méthodes pour dater précisément l'apparition des feuilles sur la plante et celle des dentelures sur la marge foliaire, ce qui permet de recaler dans le temps et comparer différentes feuilles en croissance. En calculant les trajectoires de croissance de feuilles moyennes, il est alors possible de préciser où et quand le développement de feuilles peuvent différer, au niveau global ou des dentelures, pendant la croissance. En analysant des feuilles de formes différentes de la plante modèle Arabidopsis thaliana, j'ai ainsi pu montrer que malgré des différences importantes en taille et forme globale, il y a une similarité dans le développement des dentelures. Ces résultats suggèrent qu'il existe des processus identiques qui gouvernent l'apparition et la croissance des dentelures. J'ai ensuite proposé un modèle de développement des feuilles, à partir duquel il est possible de simuler la croissance d'une feuille. Il est basé sur des mécanismes biologiques qui on été identifiés comme étant importants dans la mise en place de la forme. Pour paramétrer le modèle, une approche d'optimisation a été mise au point pour déterminer les paramètres optimaux du modèle. Les résultats obtenus montrent que l'apparition séquentielle des dents ainsi que certains paramètres morphologiques peuvent être bien reproduits par le modèle
Plant leaves are important for the production of biomass in nature, because they are the main site of photosynthesis, They have various shapes and it has been shown that their morphology influences photosynthesis efficiency. Identifying the mechanisms responsible for morphogenesis, i.e. the genesis of the shape during development, is therefore a matter of interest. To be analyzed, morphogenesis must be apprehended throughout the whole growth because the leaf final form is the result of coordinated mechanisms in space and time. To understand this type of complex processes, modeling is an approach of choice. Consequently, the objective of this thesis was to develop strategies for the quantification and modeling of morphogenesis to better understand leaf development. To quantify morphogenesis, my first contribution was to develop methods to precisely date the appearance of the leaves on the plant, and of the serrations at the leaf margin, allowing to register in time and to compare different growing leaves. Besides, based on mean growth trajectories, it is possible to specify where and when the developments of different leaves differ, at global and serration scales, during growth.By analyzing the development of leaves of the plant model Arabidopsis thaliana that have different shapes, in wild type or in mutants, it has been shown that, despite significant differences in leaf size and shape, there is a similarity in the development of all serrations. These results suggest that there are identical processes that control the appearance and growth of serrations. I proposed two leaf development models, based on biological mechanisms that have been identified, in the literature, as important for the leaf shaping, and also on the quantification of leaf morphogenesis performed in this work. The simulation module, that generates growth trajectories from the model, makes it possible to compare simulated and real developments. To parameterize the model, an optimization approach has been proposed to determine optimal parameters, which minimizes the differences between simulation and real growths. The results showed that the sequential appearance of the teeth as well as important morphological characteristics can be well reproduced by the models

La performance d'une plante repose en partie sur sa capacité à capturer l'énergie lumineuse via la croissance foliaire. La littérature souligne deux limitations majeures de la croissance, de nature métabolique ou hydraulique. Nous testons ici l'hypothèse originale que l'importance relative de ces deux limitations est structurée par l'ontogenèse de la feuille chez Arabidopsis thaliana. Nous montrons que la disponibilité en carbone restreint la croissance des jeunes feuilles, tandis qu'une compétition hydraulique entre croissance et transpiration s'accroît au cours de l'ontogenèse. La mise en place de cette limitation hydraulique s'explique par une dégradation de la capacité du xylème et probablement des aquaporines à approvisionner la feuille en eau, malgré une diminution ontogénétique de la transpiration. Cette dernière est la conséquence de l'acquisition progressive de la sensibilité des stomates aux signaux de fermeture, notamment l'obscurité et l'acide abscissique (ABA), hormone induite par la sécheresse. Enfin, nous mettons en évidence une nouvelle composante de la sensibilité stomatique à l'ABA, conservée chez des mutants décrits comme insensibles à cette hormone : l'ABA induit une diminution de la conductance hydraulique foliaire qui abaisse le potentiel hydrique foliaire et in fine la conductance stomatique. Ce mécanisme chez les feuilles développées contribuerait sous stress hydrique à rediriger le flux d'eau vers les feuilles en croissance. Plus généralement, le contrôle des stomates par des mécanismes hydrauliques induits par l'ABA pourrait être une composante majeure de l'ajustement entre offre et demande en eau chez les plantes soumises à un stress hydrique
In plants, leaf growth is the central process allowing energy capture and space colonization. The literature suggests that leaf growth is predominantly determined by metabolic and hydraulic limitations. Here, we test the original hypothesis that the relative importance of metabolics and hydraulics on the control of leaf growth is organized according to leaf ontogeny in Arabidopsis thaliana. We show that leaf carbon balance limits growth of the young leaves which therefore grow at a slower rate in the nighttime, while a hydraulic limitation gradually establishes in the daytime, when growth and transpiration competes for water. This gradual hydraulic limitation is underlain by a deterioration of leaf venation and probably aquaporins capacity to supply water to the leaf, despite an ontogenetic decrease in transpiration. This decline in transpiration occurs because stomata acquire throughout leaf ontogeny their sensitivity to the major closure signals, including darkness and abscisic acid (ABA), a hormone induced by drought. Finally, we discover a novel component of stomatal sensitivity to ABA, conserved in mutants described as insensitive to ABA in isolated epidermis: ABA induces a decrease in leaf hydraulic conductance which lowers leaf water potential and stomatal conductance according to a hydraulic cascade. Decreasing leaf hydraulic conductance through ABA action in fully expanded leaves would contribute to redirect water flow to the young leaves under water stress. More generally, controlling stomata by ABA-induced hydraulic mechanisms could be a crucial component of the coordination between water supply and water demand in plants under water challenging conditions

L'objectif de cette thèse était d'analyser le déterminisme génétique de la croissance foliaire (LER) du maïs (Zea mays L.). Nous avons combiné plusieurs approches visant à (i) résumer l'information génétique tirée de trois populations de cartographie de QTL (une d'origine tropicale et deux tempérées), (ii) tester l'effet de l'introgresssion de diversité allélique dans les QTL les plus prometteurs, (iii) évaluer jusqu'à quel point les QTL de croissance foliaire affectent la croissance d'autres organes de la plante (iv) disséquer des QTLs d'intérêt par cartographie fine ou génétique d'association locale. La première partie de ce travail concerne le déterminisme génétique de la croissance foliaire maximale (LERmax) évaluée dans des conditions optimales la nuit. LERmax, telle que mesurée en plateforme de phénotypage, partage dans une forte proportion, son contrôle génétique avec la croissance d'autres organes. Des QTL qui affectaient LERmax ou/et la croissance d'autres organes ont alors été disséqués. Une région génomique a été cartographiée avec 23 lignées quasi-isogéniques (NILs) séquentiellement introgressées dans les bins 1.10-11, réduisant ainsi l'intervalle de confiance du QTL d'un facteur 3. Une seconde région génomique a été analysée par une méthode innovante fondée sur une étude d'association ciblée sur une région génomique dans un série allélique générée par introgression de 62 allèles donneurs tirés des lignées parentales d'hybrides cultivés et de populations historiques de maïs d'Amérique Latine dans une lignée élite. L'étude d'association dans cette région relativement petite révèle plus de polymorphismes causaux qu'attendus (six SNP en faible déséquilibre de liaison vs trois QTL consensus).La seconde partie de ce travail considère la sensibilité de la croissance foliaire à la demande évaporative et au déficit hydrique du sol. Un détermisme génétique commun aux deux sensibilités a été mis en évidence par méta-analyse de QTLs initialement détectés dans trois populations en ségrégation et par le test de NILs. Huit métaQTL situés dans quatre régions génomiques ont été testés avec 6 à 17 allèles introgressés pour identifier des NILs qui manifestaient les plus forts effets sur le phénotype. Nous avons initié une cartographie fine dans une de ces régions génomiques à partir d'une populations de recombinants issues de l'introgresssion d'un donneur d'origine tropicale dans B73
The objective of this thesis was to analyze the genetic control of the Leaf Elongation Rate (LER) of maize (Zea mays L.). We combined approaches that (i) summarize the QTL information of three mapping populations (one tropical, two temperate), (ii) tested the impact of the introgression of allelic diversity at most promising QTLs, (iii) test to what extent QTLs of LER affect different traits (iv) dissect QTLs of interest by fine mapping or local association mapping.The first part of this document focuses on the genetic control of maximum LER (LERmax) measured in near-optimal conditions during the night. LERmax, as measured in a phenotyping platform, shares an appreciable proportion of its genetic control with the growth abilities of other organs. QTLs affecting LERmax and/or the growth of other organs were therefore dissected. One genomic region was fine-mapped with 23 Near-Isogenic Lines (NILs), sequentially introgressed in the bins 1.10-11, resulting in a reduction of the confidence interval by a factor 3. A second genomic region was analysed after the development of an innovative method of local association mapping on a collection of NILs, introgressed with 62 donor parents from historical populations from different altitude and latitudes in Latin America. This relatively small region harbors more causal polymorphisms than expected (six associated markers in low linkage disequilibrium vs three cQTLs).The second part focuses on the sensitivities of LER to evaporative demand or to soil water deficit. The two sensitivities share a large part of their genetic control as demonstrated by a metaQTL analysis on three mapping populations and the test of NILs. Eight metaQTLs in four genomic regions were tested with 6 to 17 different alleles to find the NILs that best impact the phenotype. We started a fine mapping on one genomic region by using one population of NILs involving a tropical donor

La croissance et la nutrition des noyers à bois ont été étudiées en champ et en conditions contrôlées. En champ, (i)-après 4 ans d'association à la rotation blé-colza, des noyers de 6 ans ont une croissance et des teneurs foliaires en azote plus élevées (+ 16 à 49 %)que celles des noyers associés à une graminée ou sans culture intercalaire. En culture sur substrat, sous serre, la croissance, les teneurs en azote des feuilles, des tiges et des racines des noyers de 3 ans ont été fortement augmentées par l'apport d'azote. Les racines jouent un rôle important dans le stockage de l'azote (65 à 69% de l'azote accumulé). La bonne corrélation teneur foliaire en azote surfacique x indice de chrorophylle (r exposant 2=0. 72) permet d'apprécier le niveau de nutrition azotée par la mesure de l'indice de chlorophylle. Enfin, l'amélioration de l'efficience photosynthétique par la fertilisation azotée pourrait atteindre 29%. L'ensemble de ces réponses à l'azote, souligne l'intérêt d'une fertilisation azotée ou de l'association à des légumineuses dans les cultures intensives de noyers à bois.

Le but de cette thèse est de contribuer à l'amélioration des modèles de réponse aux conditions environnementales chez le maïs (Zea mays L. ) et le riz (Oryza sativa L), espèces considérées comme sensibles au déficit hydrique, avec une prise en compte explicite de la variabilité génétique. La première tache a été de reconsidérer les bases physiologiques de la compensation du temps par la température, généralement menée au travers du calcul de temps thermique. Ce calcul n'est pas valide chez le riz qui a une réponse curvilinéaire sur l'ensemble de la gamme des températures de croissance. Nous avons comparé le maÉis et le riz, deux plantes d'origine tropicale, avec Arabidopsis thaliana d'origine tempérée. (i) Différents processus liés au développement ont une réponse commune à la température chez chacune des trois espèces. (ii) Les différences entre espèces étaient moindres qu'attendues. En particulier, la réponse des activités d'enzymes était communes aux trois espèces. Les espèces se distinguaient plus par les fenêtres dans lesquelles leur croissance est possible que par la réponse à la température dans ces fenêtres. (iii) Une expression à vocation générale de la compensation des vitesses par la température a été proposée et utilisée dans le reste de la thèse. Le développement foliaire du riz se distingue nettement de celui d'autres monotocylédones par la brièveté de la période de régime permanent, pendant laquelle la vitesse de croissance et la vitesse de division cellulaire sont stables. Nous avons donc établi un cadre d'analyse spécifique pour le riz, en déterminant les évolutions temporelles et les distributions spatiales de la division et de l'élongation cellulaire au cours du développement des feuilles. Les réponses de la croissance et des échanges gazeux au déficit hydrique du sol et à la demande évaporative ont été analysées chez 7 génotypes de riz d'origines différentes, et comparées à celles du maÉis. Un résultat marquant est que le contrôle stomatique du riz et la réponse de sa croissance à la demande évaporative en font une espèce peu sensible à la sécheresse de l'air. La sensibilité au déficit hydrique était comparable chez le riz et chez le maÉis. La sensibilité au déficit hydrique généralement admise pour le riz est donc probablement lié à son système racinaire, plus qu'aux caractéristiques physiologiques de son contrôle stomatique ou de la croissance de ses feuilles. La dernière partie de cette thèse a cherché à clarifier le rôle de l’acide abscissique (ABA) dans la réponse de la croissance au déficit hydrique du sol. Nous avons pour cela analysé une gamme de lignées de mais affectées dans la biosynthèse de l’ABA. La concentration en ABA dans la sève avait un effet négatif nonhydraulique sur la croissance mais n'explique pas à elle seule la chute de croissance lors d’un déficit hydrique. En augmentant la conductivité hydraulique racinaire par une augmentation de la quantité d’aquaporines, et en participant à la fermeture des stomates, l'ABA permet un meilleur maintien de l'état hydrique foliaire pendant la journée. La croissance est donc mieux maintenue pendant la journée chez les plantes qui accumulent plus d'ABA, alors qu'elle est supérieure pendant la nuit chez les plantes qui sousaccumulent l'ABA. Un résultat important est que le potentiel hydrique foliaire apparaît comme un déterminant majeur des variations de croissance foliaire, tous environnements et génotypes confondus, alors que l'ABA a un rôle intrinsèque plus faible qu'attendu
The aim of this thesis is to contribute to the improvement of models of growth responses to environmental conditions in maize and rice, two species considered as drought sensitive, which would explicitly take into account the genetic variability. The first task was to reconsider the physiological bases of the compensation of time by temperature, usually carried out viacalculations of thermal time. This calculation is not valid in rice that has a curvilinear response on the whole range of growing temperatures. We compared maize and rice, both from tropical origins, with Arabidopsis thaliana, from temperate origins. (i) Different processes linked to plant development have a common response to temperature within each species. (ii) Differences between species were lower than expected. In particular, the responses of enzyme activities were similar between species. The species differed more by the “windows” in which their growth is possible than by the response itself in these windows. (iii). A general expression of temperature-compensated rate was proposed and used all along this thesis. Rice leaf development differs markedly than that of other monocotyledonous, with a much shorter period of steady state growth during which leaf elongation and cell divisionrates are constant. We have established a specific framework of analysis for rice, which determines the temporal changes and spatial distribution of cell division and cell elongation during leaf development. The responses of growth and gas exchanges to soil water deficit and to evaporative demand were analysed in 7 rice genotypes from various origins, and compared to that of maize. An important result is that both stomatal conductance of rice and the low response of its growth to evaporative demand conferit a low sensitivity to high evaporative demand. Sensitivity to soil water deficit were similar in rice and maize, but with a slightly higher sensitivity in genotypes adapted to aerobic conditions than those adapted to flooding. Overall the high sensitivity usually described for rice is probably more linked to its root system than to the physiological characteristics of shoot growth and gas exchanges. The last part of the thesis consisted in clarifying the role of abscisic acid (ABA)in the response of leaf growth to soil water deficit. We used for that a set of maize lines affected on ABA biosynthesis. The concentration of ABA in the xylem sap had a non-hydraulic negative effect on leaf growth but could not entirely account for the decrease in leaf growthwith soil drying. ABA contributed to maintain leaf water status during the day by increasing root hydraulic conductivity via an increase in aquaporin content, and via its effect on stomatal closure. Leaf growth was therefore better maintained during theday in plants that accumulated ABA, while it was higher during the night in plants that under-accumulated ABA. An important result is that leaf water potential appeared as a major determinant of changes in leaf growth as affected by both environmental conditions and genotypes, while ABA had a lower intrinsic effect than expected

Comprendre comment la coordination des cellules entre elles permet l’émergence d’une forme est une des questions les plus fascinantes en biologie du développement. Au cours de cette thèse, nous avons utilisé les premiers stades de développement des feuilles dentelées d'Arabidopsis thaliana comme modèle pour étudier la relation entre les évènements cellulaires et la morphogenèse. Pendant le développement des feuilles d'Arabidopsis thaliana, le contrôle fin de la prolifération et de l'expansion cellulaire permet la croissance différentielle au niveau de la marge foliaire, nécessaire à la formation des indentations. Dans ce modèle, la croissance différentielle est le résultat de l'interaction entre la signalisation de l’auxine et l’activité des facteurs de transcription CUP SHAPED COTYLEDONS impliqués dans le maintien de l'identité des domaines frontières. Pour affiner la compréhension des relations complexes entre les facteurs de transcriptions CUC, les réponses auxiniques et les événements cellulaires à l'origine des indentations foliaires, nous avons utilisé des expériences d’imagerie en temps réel sur des primordia foliaires de lignées exprimant des rapporteurs de développement et/ou de réponse auxinique. Nos résultats ont révélé un contrôle dynamique de la croissance différentielle à la marge des feuilles et l'implication critique de CUC3 dans la répression locale de la croissance cellulaire
How a shape arises from the coordinated behavior of cells is one of the most fascinating questions in developmental biology. Here we used the early stages of development of serrated leaves in Arabidopsis thaliana as a model to study the tight relation between cellular behaviour and morphogenesis. During Arabidopsis thaliana leaf development the fine control of cell proliferation and cell expansion sustains differential growth at the margin required for the formation of leaf outgrowth named teeth. In this model, differential growth is the result of interplay between auxin signaling and CUC transcription factors that are involved in the maintenance of boundary domain identity. To clarify the interconnected relations between patterns of CUC TFs and auxin responses as well as the cellular events behind serrations we used time-lapse experiments on vegetative primordia of lines expressing developmental and/or auxin response reporters. Our results revealed a tight and dynamic control of differential growth at the leaf margin and the critical involvement of CUC3 in the local repression of cell growth in combination with low auxin responses

Un modèle simulant les flux et les stocks de CO2 et H2O est décrit, paramétré, validé et amélioré à l’échelle de la parcelle forestière et l’extension spatiale à l’échelle de la région est entreprise. L’effet sur les flux simulés de l’incertitude sur les paramètres d’entrées est estimé. Chaque processus implémenté dans le modèle est ensuite évalué séparémment. Puis, le modèle est adapté à différents types d’écosystèmes forestiers et validé de l’heure à la décénnie par comparaison à des flux nets de carbone et a des croissances de bois mesurés. Pour améliorer le couplage eau carbone et la réponse de la photosynthèse au rayonnement, la résistance mésophyllienne au trajet du CO2 entre les stomates et les chloroplastes est implémentée. Pour améliorer la simulation de la croissance aérienne du bois, un modèle d’allocation est développé pour les espèces décidues en utilisant deux sortes de contraintes fonctionnelles : l’homéostasie de la quantité de réserves carbonées et les contraintes hydrauliques. Deux modules, l’un simulant le LAI à partir de la concentration en réserves et l’autre simulant la masse surfacique des feuilles à partir du rayonnement global, sont aussi développés et validés. Ensuite, l’effet sur les flux de l’aggrégation spatiale des principaux paramètres d’entrées variant spatialement, est quantifié à l’aide d’une étude de sensibilité et de trois cas d’étude à trois échelles différentes (de 1 à 1000 ha). Enfin, à l’échelle du massif forestier, une relation linéaire entre le LAI moyen et le logarithme de l’écart type du NDVI mesuré par télédétection, est mise en evidence et les bases théoriques de cette relation sont étudiées
A model simulating CO2 and H2O stocks and fluxes is described, parameterised, validated and improved at forestry stand scale and up scaling to the region is set about. The effect on simulated fluxes of the uncertainty on key input parameters is estimated. Each process implemented in the model is then separately evaluated. After that, the model is adapted to various forest ecosystems and validated from hours to decals by comparison with carbon fluxes and wood growth measurements. To improve the carbon water coupling and the response of foliar photosynthesis to irradiance, the mésophylle resistance for CO2 flux between stomata and chloroplasts is incorporated in the photosynthesis model. To improve the aerial wood growth simulation, an allocation scheme is developed for deciduous trees using two kinds of functional constraints: the carbohydrates homeostasis and the hydraulic equilibrium. Two models, one simulating the Leaf Area Index from carbohydrates content, the other simulating the Leaf mass per Area from absorbed irradiance by leaves, are also developed and validated. After that, the spatial aggregation effect of the key input parameters, spatially varying, on the simulated fluxes, is quantified using a sensitivity analysis and three study cases at three different scales (from 1 ha to 1000 ha). Lastly, at regional scale, a linear relationship between the average LAI and the logarithm of the standard deviation of NDVI measured by remote sensing is highlighted and the theoretical basis of this relationship is studied

La présente étude examine la variation de l’accumulation de la silice chez les graminées tropicales dans une perspective écologique et évolutive. La revue des travaux examinant l’étendue de la variation de la teneur en silice dans les graminées identifie trois groupes de facteurs influençant la silicification des graminées, notamment les facteurs génétiques (différence dans la capacité d’absorption racinaire, d’anatomie et de traits écophysiologiques foliaires), des facteurs endogènes (phénologie, organes végétaux) et les conditions de croissance. L’approche expérimentale a été orientée sur l’influence de certaines conditions de croissance sur la teneur en silice (défoliation, humidité, fertilité du substrat). Les résultats confirment l’influence de la défoliation et de la fertilité du substrat sur l’accumulation de la silice, mais soulignent bien la complexité de l’action de ces facteurs qui se traduit notamment par des différences de réponse entre espèces. Ces résultats suggèrent que les contradiction entre travaux publiés en ce qui concerne le caractère inductible ou non de l’accumulation de la silice sont dues pour partie à des interaction espèces*défoliation, et à une grande sensibilité des résultats aux conditions d’application de la défoliation. Les variations de la teneur en silice (intrinsèques et induites par les conditions de croissance) mises en relation avec les variations de traits structuraux et fonctionnels (surface foliaire spécifique, teneur en eau, anatomie foliaire, etc.) montrent des corrélations qui ne sont pas entièrement constantes au travers de tous les essais. Elles sont significativement positives avec les cendres solubles dans toutes les conditions de croissances examinées, mais négatives avec le carbone en condition de défoliation. Avec la teneur en eau, elles sont positives en conditions de défoliation, mais changent de signe en conditions de fertilisation phospho-azotée. Cette corrélation négative avec la teneur en eau est consistante à la fois dans les limbes et les gaines en comparaison interspécifique. Cette différence dans la structure des corrélations résulte à la fois des effets d’échantillonnage et l’étendue plus ou moins grande de la gamme des teneurs en silices balayées par les différentes espèces examinées. Pennisetum unisetum est la plus riche en silice et en sclérenchyme et qui pèse de façon disproportionnée dans l’analyse des corrélations. Les résultats n’apportent pas un soutien très clair à l’hypothèse selon laquelle la silice peut se substituer aux composés carbonés comme matériau de soutien.
The present study examines the variation of the silica accumulation of tropical grass species on the ecological and evolutionary point of view. The review of works examining the extent of the variation of the silica content in grasses identifies three groups of factors influencing the grass silicification, in particular the genetic factors (difference in the capacity of root absorption, anatomy and foliar ecophysiological features), endogenous factors (phenology, organs) and the growth conditions. The experimental approach focused the influence of certain conditions of growth on the silica content (defoliation, moisture, substrate fertility). The results confirm the influence of the defoliation and the substrate fertility on the silica accumulation, but underline well the complexity of the action of these factors which results in particular in differences in response between species. These results suggest that contradiction between published works with regard to the inducible character or not of the silica accumulation are due to some extent to the species*defoliation interaction, and a great sensitivity of the results to the conditions for application of defoliation. Variations of the silica content (intrinsic and induced by the growth conditions) relating to the variations of structural and functional characters (specific leaf area, water content, foliar anatomy, etc.) showed correlations which are not entirely constant through all the tests. They are significantly positive with soluble ashes under all the examined conditions, but negative with carbon in condition of defoliation. With the water content, they are positive in conditions of defoliation, but change sign in conditions of phospho-nitrogenized fertilization. This negative correlation with the water content is consistent at the same time in blades and sheaths in interspecific comparison. This difference in the structure of the correlations results at the same time from the effects of sampling and the more or less large extent of the range of the silica contents swept by the various examined species. Pennisetum unisetum is richest in silica and sclerenchyma and which weighs disproportionately in the analysis of correlations. The results do not give a very clear support for the assumption according to which silica can replace the carbonaceous compounds like material of support.
Doctorat en sciences agronomiques et ingénierie biologique
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Chez le maïs, la réduction de croissance sous forte demande évaporative pourrait être liée à l’état hydrique des plantes (Hsiao et al. , 1998) et/ou à la conductivité hydraulique entre le sol et les racines (Bouchabke et al. , 2006). Les difficultés pour contrôler les caractéristiques de l’interface sol-racines ont empêché d’éclaircir leurs rôles dans la réponse des plantes à la demande évaporative. La découverte des aquaporines ouvre la possibilité de comprendre le rôle de la conductivité hydraulique racinaire (Lpr), sur la croissance foliaire et les flux d’eau. Dans ce travail, des réductions de Lpr chez le maïs ont été imposées par des traitements décrits comme altérant Lpr par inhibition des aquaporines (charge acide, anoxie et péroxyde d’hydrogène). Ces traitements ont été combinés avec une gamme de demandes évaporatives, et les réponses à court terme de la croissance foliaire, des flux d’eau, et des potentiels hydriques ont été suivies. Les résultats ont montré que, en premier lieu, les aquaporines ont contrôlé une part importante des flux d’eau à travers la racine, en modifiant les gradients de potentiel hydrique plutôt que les flux d’eau. En second lieu, Lpr contrôle la sensibilité de la croissance foliaire aux fluctuations de la demande évaporative. En troisième lieu, la turgescence des cellules en croissance a répondu parallèlement à la croissance foliaire aux modifications de Lpr et de demande évaporative. Elle constitue donc une variable déterminante pour interpréter la réponse de la croissance dans ces conditions. Un modèle mathématique a été développé pour appuyer cette conclusion. En dernier lieu, à court terme, l’anoxie a inhibé la croissance en suivant la même cascade signalétique hydraulique que celle induite par les traitements visant l’inactivation des aquaporines racinaires. Pour conclure, les conditions environnementales qui modifient Lpr font de cette dernière un déterminant potentiel majeur de l’adaptation des plantes aux stress environnementaux
In maize, leaf growth reduction by increased evaporative demand appeared to depend on either plant water status (Hsiao et al. , 1998) and/or soil-to-root hydraulic conductivity (Bouchabke et al. , 2006). Difficulties in controlling soil-to-root characteristics has hindered to evaluate their role in plant responses to evaporative demand. The discovery of aquaporins and the recent insights into their gating properties offered the possibility to assess the role of root water uptake characteristics, in particular hydraulic conductivity of the roots (Lpr) for leaf growth rate and water flow in intact plants. In this thesis, Lpr reductions were induced by a range of treatments which affected Lpr by aquaporin down-regulation such as acid root loading, anoxia and hydrogen peroxide. These treatments were combined with a range of evaporative demands, and short term responses of leaf elongation rate, water flow and water potentials were followed. It was concluded that, firstly, aquaporins controlled an important part of the water transport across maize roots with primary impacts on water potential gradient rather than on water flow. Secondly, the Lpr controlled the responsiveness of leaf elongation rate to fluctuating evaporative demand. Thirdly, turgor pressure of growing cells responded like leaf elongation rate to combined changes in root hydraulic conductivity and plant transpiration rate, and could therefore explain the interactive effects of water availability and evaporative demand on leaf growth. A modelling approach was developed to further support this conclusion. Lastly, on a short term time scale, anoxia inhibited maize leaf growth following the same hydraulic signalling cascade as induced by pharmacological treatments targeting root aquaporin inactivation. We conclude that environmental conditions affecting Lpr, such as anoxia, class this variable as a putative strong determinant for whole plant adaptation to environmental stresses