Publications HAL du labo/EPI 37751;1002097 de la collection INRAE

2021

Theses

titre
Réduction de modèle, estimation des paramètres pour une population de génotypes et analyse du contrôle génétique : Cas du métabolisme des sucres dans la pêche
auteur
Hussein Kanso
article
Statistiques [math.ST]. Université d'Avignon, 2021. Français. ⟨NNT : 2021AVIG0727⟩
resume
Les modèles génotype-phénotype, permettant de tester les performances de génotypes sous différents climats, sont considérés comme des outils d’avenir pour concevoir de nouvelles variétés. Cependant, des progrès sont encore nécessaires pour inclure le contrôle génétique complexe dans les modèles basés sur les processus et réaliser l’intégration de l’information (métabolisme, contrôle enzymatique, génétique quantitative) du gène à la plante. Dans ce sens, un modèle cinétique du métabolisme des sucres a été développé par Desnoues et al. (2018) pour simuler les concentrations de différents sucres au cours du développement du fruit de la pêche. Les objectifs de mes travaux de thèse sont (a) d’estimer la variabilité inter-génotype des valeurs des paramètres du modèle et (b) d’étudier l’architecture du contrôle génétique des paramètres génotype-dépendants. Pour atteindre ces objectifs, il est nécessaire d’estimer les paramètres influents du modèle pour l’ensemble des 106 génotypes dont certains n’ont que peu de données observées. Le nombre de paramètres et la non linéarité du modèle rendent la calibration du modèle peu fiable (notamment du fait du grand nombre de paramètres comparé au nombre de données disponibles et des corrélations entre eux) et coûteuse en terme de temps de calcul. Aussi, nous avons développé une stratégie de réduction du modèle initial visant à diminuer le nombre de paramètres et simplifier la structure du modèle tout en maintenant la structure du réseau et l’identité des variables, afin de faciliter leur interprétation biologique. L’estimation des paramètres du modèle réduit ainsi obtenu a été réalisée à l’échelle de la population en utilisant une approche non linéaire du modèle mixte (Baey et al.2018), qui permet d’estimer simultanément les paramètres individuels pour tous les génotypes, et comparée aux méthodes plus conventionnelles qui procèdent à l’estimation des paramètres individuellement, génotype par génotype. Nous montrons que la fiabilité des estimations est largement améliorée et que les corrélations entre les paramètres estimés sont réduites. La dernière étape a consisté à estimer les liaisons entre les marqueurs du génome et les paramètres génotype-dépendants. Nous avons comparé les résultats d’une analyse dite indépendante (estimation de paramètres puis détection des régions génomiques impliquées) à une méthode d’analyse conjointe(Onogi 2020). Ces travaux de thèse constituent une étape essentielle au développement d’un outil qui prenne en compte un contrôle génétique complexe des caractères pour concevoir des idéotypes.
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2020

Theses

titre
Fonction de la protéine VPS4 dans la sensibilité et la résistance au Watermelon mosaic virus (Potyvirus) chez le melon
auteur
Aimeric Agaoua
article
Sciences agricoles. Université d'Avignon, 2020. Français. ⟨NNT : 2020AVIG0721⟩
resume
Les Cucurbitaceae sont une famille de plantes représentée par une grande diversité d’espèces et cultivées dans toutes les régions du monde. Le melon, qui appartient à cette famille et au genre Cucumis, est particulièrement sensible aux Potyvirus, vis-à-vis desquels aucun allèle du facteur d’initiation de la traduction eIF4e n’a permis d’induire de résistance. Chez le concombre, une Cucurbitaceae du genre Cucumis, Amano et al. (2013) ont identifié un allèle du gène codant pour la protéine VPS4 (Vacuolar protein sorting protein 4), impliqué dans la résistance au Potyvirus Zuchini yellow mosaic virus (ZYMV). Dans la cellule, la protéine VPS4 appartient au complexe ESCRT (Endosomal sorting complexes required for transport) et est impliquée dans la déformation des membranes au niveau des endosomes pour former les corps multivésiculaires (MVBs). L’ESCRT est fortement conservée chez tous les organismes eucaryotes et bien décrite chez les levures et les mammifères. L’utilisation des membranes cellulaires par les virus à ARNsb(+) par le biais de l’ESCRT et de VPS4 est largement décrite pour les virus infectant les animaux, notamment pour les virus du papillome humain (VPH) et de l’immunodéficience humaine (VIH) . Ces dernières années, le rôle majeur du transport vésiculaire dans l'infection virale a également été mis en évidence chez les plantes. Les virus à ARNsb+ forment des vésicules et des quasi-organites, en intégrant les complexes de réplication virales (VRCs) et tous les éléments nécessaires à la réplication de l'ARN viral et à la traduction des protéines virales .Cette thèse se concentre sur deux aspects : (1) la caractérisation d’allèles du gène Vps4 impliqués dans la résistance récessive au Potyvirus Watermelon mosaic virus (WMV) chez le melon (2) et l’étude du rôle de l’ESCRT dans la formation des vésicules virales chez les Potyvirus. Dans le premier objectif, j’ai montré qu’une mutation ponctuelle sur le gène codant pour la protéine VPS4 induit la résistance au WMV chez l’accession de melon TGR-1551. Pour cela, j’ai utilisé un virus transformé avec l’allèle sauvage pour infecter l’accession TGR-1551. Cela a permis d’observer la restauration de la sensibilité chez l’accession résistante. De plus, l’ensemble des accessions portant cet allèle sont également résistantes au WMV. Ces résultats représentent la première caractérisation des bases moléculaires d’une résistance au WMV chez le melon. Associés aux résultats de Amano et al., (2013), ces travaux contribuent à l’identification d’un gène de résistance à plusieurs Potyvirus. Dans le second objectif, j’ai montré l’implication de l’ESCRT dans la réplication des Potyvirus. Par une approche de double hybride associé aux protéines transmembranaires, nous avons montré l’interaction de la protéine virale 6K2 avec les protéines CmVPS28, CmVPS2, CmVPS24 et CmVPS4 du melon. De plus, nous avons localisé l’interaction 6K2/VPS4 au niveau des vésicules virales dans la cellule de plante. L’ESCRT ayant été caractérisée uniquement au niveau des MVBs, la présence de VPS4 au niveau des vésicules virales, en particulier au niveau des chloroplastes, implique le détournement de l’ensemble du mécanisme ESCRT par le virus. Pris ensemble, ces travaux contribuent à une meilleure compréhension du mécanisme de formation des vésicules virales au cours d’une infection d’une cellule de plante par un Potyvirus. Ils offrent également l’opportunité d’identifier de nouveaux allèles apportant une résistance aux Potyvirus afin de développer de nouvelles variétés résistantes.
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2019

Theses

titre
Genetic architecture of the response to biotic stresses in tomato
auteur
Isidore Diouf
article
Agricultural sciences. Institut National d'Etudes Supérieures Agronomiques de Montpellier, 2019. English
resume
Improvement of fruit quality and productivity can be achieved by cultural practices or breeding strategies. Environmental factors, particularly drought salinity and high temperatures usually lead important modification on plants at physiological and molecular level that impact fruit quality component and plant development. The QUALITOM team with private seed companies initiated a research program aiming to identify QTL involved in plant growth and fruit quality under environmental constraint conditions. Within this framework, a multi-parent advanced generation intercross (MAGIC) population derived from a cross of eight parental lines was developed at INRA center of Avignon and characterized in drought, saline and heat condition in different sites. My PhD project will focus on this plant material with the goal to identify for the whole dataset collected, the level of genotype x environment interactions and the effect of drought, salinity and heat stress at molecular level.
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titre
Combining Association and Haplotype Studies Towards the Improvement of Fruit Quality in Tomato
auteur
Jiantao Zhao
article
Agricultural sciences. Université d'Avignon, 2019. English. ⟨NNT : 2019AVIG0712⟩
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Consumers have been complaining about tomato flavor for decades. Tomato taste is mainly influenced by sugars, acids and a diverse set of volatiles. Improving tomato flavor remains one of the main challenges for improving tomato sensory quality and consumer acceptability in modern tomato breeding. The main purpose of this thesis was to decipher the genetic and evolutionary control of tomato flavor by using high density SNPs and a diverse set of flavor-related metabolites, including sugars, acids, amino acids and volatiles. In the first part, I performed multiple haplotype-based analyses on a tomato core collection. Several approaches were used and compared to identify the genomic regions under selection. Haplotype and SNP-based Bayesian models identified 108 significant associations for 26 traits. Among these associations, some promising candidate genes were identified. I also compared marker local haplotype sharing (mLHS) with LD in determining the candidate regions. In addition, some general benefits of using haplotypes were also provided as general discussions. In the second part, I pioneered in introducing meta-analysis of genome-wide association studies using three tomato association panels. I demonstrated the efficiency of genotype imputation in increasing the genome-wide SNP coverage. Both fixed-effect and random-effect models (for those SNPs with heterogeneity I2 > 25) of meta-analysis were performed in order to control cross-study heterogeneity. A total of 305 significant loci were identified and 211 of which were new. Among them, 24 loci exhibited cis-eQTLs in a previous transcriptome-wide association study in fruit tissue. Enrichment analysis for all associations showed that up to 10 biological processes were significantly enriched and all of which were closely involved in flavor-related metabolites. A list of promising candidate genes was provided, which could be of great interest for functional validation. I also demonstrated the possibility to significantly increase the content of volatiles that positively contribute to consumer preferences while reducing unpleasant volatiles, by selection of the relevant allele combinations. Taken together, this thesis provides a comprehensive knowledge of the genetic control of tomato flavor, which will promote its improvement.
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titre
Finding loss-of-susceptibility resistance genes toward Tospoviruses in Solanaceae
auteur
Zoé Terret
article
Agricultural sciences. Aix Marseille Université, 2019. English
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The Tomato spotted wilt virus (TSWV) is the second most destructive plant virus, particularly in Solanaceae. Because the resistance genes to TSWV available in tomato (Solanum lycopersicum) and pepper (Capsicum annuum) are overcome by resistance breaking isolates, there is an urgent need to develop new durable genetic resistance. Resistance by loss-of-susceptibility is one of the great opportunities to provide such resistances. The aim of this present work is first to characterize a TSWV isolate and then identify tomato host proteins that interact with the viral proteins, aiming at characterizing new resistances. - Firstly, Tomato spotted wilt virus RNA-dependent RNA polymerase adaptive evolution and most constrained domains was analyzed. The TSWV-LYE51 genome was sequenced. We decided to focus on the RNA-dependent RNA polymerase which is the key protein for cycle life by being responsible for both the transcription and replication of the viral genome. A 3D model of this RdRp protein was built by homology modeling and phylogenetic and selection analyses were used to characterize hot-spot of adaptive mutation as well as the most constrained domains. Those results allow to pinpoint RdRP regions of interest toward which efficient resistances can be targeted. - Based on those data, candidates genes implicated in susceptibility to TSWV were sought after. Viruses have to hijack host cellular protein –i.e. named susceptibility factors- in order to accomplish their cycle and infect their host. Those factors can be turned into genetic resistance through their absence or modification. To characterize such susceptibility factors in tomato, yeast-two hybrid screenings were carried out using the identified RdRP constrained domain as a bait. We identify several candidates’ genes currently being validated. This work, by obtaining new information about TSWV infectious mechanism and its adaptation to plan, may bring new perspectives in order to develop loss-of-susceptibility resistances to TSWV in crops by using natural or induced variability.
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titre
Comparative analyses of the molecular footprint of domestication in three Solanaceae species : eggplant, pepper and tomato
auteur
Stéphanie Arnoux
article
Agricultural sciences. Université d'Avignon, 2019. English. ⟨NNT : 2019AVIG0351⟩
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Domestication started thousand years ago when human shifted from hunter-gatherer to agrarian societies. They started selecting wild plants for phenotypes related to consumption andyield. This evolutionary process induced changes in the gene pool of domesticated plants. This thesis focuses on genetic footprints induced by domestication within a trio of Solanaceae species: the eggplant (Solanum melongena), the pepper (Capsicum annuum) and the tomato (S. lycopersicum).Crop plants have been selected for thousand years on phenotypic traits, but the molecularconsequences of such selection remain unknown at the genome-wide scale. The study was performed on a RNAseq data set; using comparative methods between crops and their wild relatives,I studied, at the intra-specific scale, the demographic history, and, both the nucleotide diversity and the gene expression changes due to domestication. Comparing these three independent events ofdomestication, is a great opportunity to decipher the interspecific genetic changes, converging for the three species, during the human selection process.The first chapter is a book chapter about population genomics in model species. It details thestate of art of hundred years of research on tomato as model species (S. lycopersicum). Tomato is amodel species in genetics, as well as in population genomics thanks to the important collection of genomic data that have been accumulating over years. Tomato has the strongest economic importance within the trio of studied species. By highlighting the importance of crop wild relative species for adaptability improvement of modern cultivars, this chapter describes the scientific context of this thesis work.The two next chapters are following these researches and show the importance to both conserve and study the crop wild relative species.In the second chapter, I hypothesize that demographic changes within the three species experience a convergence, despite their independent domestication events. The comparative studyof demographic inferences allows the reconstruction of each domesticated species demographichistory. Theses inferences facilitate the parameter estimations such as the migration rate between crop and wild, the bottleneck strength paired with the human selection and the duration of thedomestication events. This chapter reveals a common bottleneck phenomenon as well as migration rate dependent to the allopatric or sympatric state of the crops with their wild relatives. Knowledge concerning the domestication events dating, for each of the three species, remain poorly studied and this thesis work discloses relative domestication time durations.These new insights bring valuable knowledge to the three species and induce a questioning on thedifferent genome parts that are selected and modified through domestication.The third chapter, test the hypothesis of a convergent evolution of molecular changes,especially transcriptional, induced by domestication and modern breeding. The comparative analysis of crop plants and their wild relatives assesses the convergence of regulation and adaptation mechanisms due to domestication. By testing the correlation between the selection footprints on genes and the gene expression changes in crop compared to their wild relative species, the previous hypothesis was confirmed. This analysis implies that domestication modified gene expression in the three species beyond only nucleotide polymorphisms. The ortholog analysis of our species genes, confirmed that domestication facilitated the fruit development and plant growth but relaxed selective pressure on genes of plant defense and environmental stresses tolerance. Demonstrating demographic changes and molecular footprints of domestication, my PhD thesis highlights several proofs of convergence.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02185095/file/pdf2star-1563276098-THESE-SArnoux-Finale.pdf BibTex

2018

Theses

titre
Elargissement du spectre de résistance des plantes aux virus à ARN : utilisation de la plante modèle Arabidopsis thaliana
auteur
Anna Bastet
article
Biologie végétale. 2018. Français
resume
L'étude des résistances génétiques des plantes aux pathogènes est un sujet fondamental en génétique mais également en amélioration des cultures, afin de limiter les pertes économiques liées aux maladies. L'exploitation de résistances naturelles isolées chez des variétés sauvages puis intégrées chez des variétés commerciales est un schéma classique en amélioration des plantes. Cependant, de telles résistances ne sont pas disponibles pour toutes les espèces. Mes travaux de thèse ont donc eu pour objectif majeur de compenser ce manque par l'identification et le développement de nouvelles sources de résistances à un groupe de pathogènes majeurs, les virus de la famille des potyvirus, via deux axes de recherche principaux : - L'identification de nouveaux facteurs de sensibilité aux virus : Pour réaliser leur cycle, les virus détournent de nombreux facteurs de l'hôte. Ces facteurs peuvent devenir des sources de résistances de par leur absence ou leur modification. Pour identifier ces facteurs, j'ai réalisé un criblage sur une population mutagénisée d'Arabidopsis thaliana afin d'isoler des mutants présentant un défaut d'accumulation virale, car affectés dans un facteur de sensibilité. Mes travaux de thèse ont permis d'isoler plusieurs candidats dont la caractérisation est à venir. - L'exploitation des résistances naturelles de manière innovante : Des mutations ponctuelles dans le facteur d'initiation de la traduction eIF4E confèrent une résistance aux potyvirus chez de nombreuses espèces, notamment chez le pois. Mes travaux ont visé à reproduire cette variabilité génétique du pois dans le gène eIF4E d'A.thaliana ans le but de générer une résistance. En introduisant un allèle synthétique portant les signatures de résistance du pois chez A.thaliana, j'ai pu apporter la preuve de concept qu'il était possible de i) transférer des résistances aux virus d'une espèce à une autre, ii) sans affecter le rôle biologique de la protéine, essentiel pour éviter des défauts de croissance ou de développement et iii) d'élargir ainsi considérablement le spectre de résistance de la plante. Enfin, j'ai montré que ce transfert de résistance entre espèces est réalisable par les techniques d'édition génomique, ouvrant la voie à leur application aux espèces cultivées.
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titre
Étude d’effecteurs de l’oomycète pathogène Phytophthora capsici exprimés au cours de l’interaction avec le piment et la tomate
auteur
Gaétan Maillot
article
Sciences agricoles. Université d'Avignon, 2018. Français. ⟨NNT : 2018AVIG0350⟩
resume
Les plantes ont développé des mécanismes de défense complexes pour se prémunir de l’attaque des agents pathogènes. Ces mécanismes conduisent à des résistances pouvant être partielles ou totales.Les agents pathogènes codent des effecteurs de pathogénicité qui perturbent ces mécanismes et permettent ainsi leur développement au sein de la plante. Les effecteurs sont des protéines diverses,souvent à évolution rapide et à l’origine du contournement des résistances. Les approches de pathogénomiques, telles que les études transcriptomiques et les criblages à haut-débit de plantes par des effecteurs, renseignent sur les fonctions assurées par les effecteurs et leur rôle dans le contournement des résistances. Les résistances quantitatives sont supposées être plus durables,même si des évènements de contournement ont été décrits dans la littérature. Cette thèse, centrée sur l’étude des effecteurs de Phytophthora capsici vis-à-vis du piment (Capsicum annuum) et de la tomate (Solanum lycopersicum), s’articule autour de 3 chapitres de résultats. Le Chapitre I traite des effets du génotype de l’hôte sur les mécanismes moléculaires déployés par Phytophthora capsici. J’ai comparé les profils transcriptomiques de deux isolats de P. capsici, contrastés par leur niveau d’agressivité sur le piment, pendant leur interaction avec deux génotypes de piment, contrastés par leur niveau de résistance. Ces comparaisons ont révélé des différentiels d’expression pour des gènes associés au transport et au métabolisme et pour des gènes codant des effecteurs. Dans le Chapitre II,l’activité d’avirulence des effecteurs cytoplasmiques détectés différentiellement exprimés dans le chapitre précédent a été testée. Le criblage des effecteurs via un pipeline d’expression transitoire in planta a révélé le lien entre les différences d’expression et leur capacité à induire les réponses immunitaires des plantes. Le Chapitre III s’intéresse à l’analyse de la diversité des effecteurs. J’ai utilisé des données transcriptomiques issues du séquençage d’ARN de 33 isolats, provenant de différentes régions géographiques et collectés sur différents hôtes, prélevés à 24 et 72 heures après infection d’un génotype de tomate sensible. Les effecteurs montrent des niveaux élevés de diversité mais les isolats ne se structurent pas significativement selon l’hôte sur lequel ils ont été collectés.Cette étude transcriptomique a révélé 53 effecteurs « core » exprimés. Les résultats obtenus au cours de ce travail de thèse permettent d’approfondir notre connaissance de l’interaction entre P.capsici et le piment ou la tomate, et fournissent des outils aux sélectionneurs pour développer des résistances plus durables.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02946973/file/these_GaetanMaillot.pdf BibTex

2017

Habilitation à diriger des recherches

titre
Résistance du melon et de la tomate aux hémiptères et aux virus qu’ils transmettent : une analyse du gène au champ
auteur
Nathalie Boissot
article
Zoologie des invertébrés. Université de Montpellier, 2017
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Theses

titre
Adaptation des populations virales aux résistances variétales et exploitation des ressources génétiques des plantes pour contrôler cette adaptation
auteur
Lucie Tamisier
article
Sciences agricoles. Université d'Avignon, 2017. Français. ⟨NNT : 2017AVIG0696⟩
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L’utilisation de variétés de plantes porteuses de gènes majeurs de résistance a longtemps été une solution privilégiée pour lutter contre les maladies des plantes. Cependant, la capacité des agents pathogènes à s’adapter à ces variétés après seulement quelques années de culture rend nécessaire la recherche de résistances à la fois efficaces et durables. Les objectifs de cette thèse étaient (i) d’identifier chez la plante des régions génomiques contraignant l’évolution des agents pathogènes en induisant des effets de dérive génétique et (ii) d’étudier l’impact des forces évolutives induites par la plante sur la capacité d’adaptation des pathogènes aux résistances variétales, l’ambition étant par la suite d’employer au mieux ces forces pour limiter l’évolution des pathogènes. Le pathosystème piment (Capsicum annuum) – PVY (Potato virus Y) a été principalement utilisé pour mener ces travaux de recherche. Afin de répondre au premier objectif, une cartographie de QTL (quantitative trait loci) sur une population biparentale de piment et une étude de génétique d’association sur une core-collection de piments ont été réalisées. Ces deux approches ont permis de mettre en évidence des régions génomiques sur les chromosomes 6, 7 et 12 impliquées dans le contrôle de la taille efficace des populations virales lors de l’étape d’inoculation du virus dans la plante. Certains de ces QTL ont montré une action vis-à-vis du PVY et du CMV (Cucumber mosaic virus) tandis que d’autres se sont révélés être spécifiques d’une seule espèce virale. Par ailleurs,le QTL détecté sur le chromosome 6 co-localise avec un QTL précédemment identifié comme contrôlant l’accumulation virale et interagissant avec un QTL affectant la fréquence de contournement d’un gène majeur de résistance. Pour répondre au second objectif, une analyse de la corrélation entre l’intensité des forces évolutives induites par la plante et une estimation expérimentale de la durabilité du gène majeur a été réalisée. De l’évolution expérimentale de populations de PVY sur des plantes induisant des effets de dérive génétique, de sélection et d’accumulation virale contrastés a également été effectuée. Ces deux études ont démontré qu’une plante induisant une forte dérive génétique associée à une réduction de l’accumulation virale permettait de contraindre l’évolution des populations virales, voire d’entraîner leur extinction. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour le déploiement de déterminants génétiques de la plante qui influenceraient directement le potentiel évolutif du pathogène et permettraient de préserver la durabilité des gènes majeurs de résistance.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01753184/file/pdf2star-1519813875-Manuscrit-These_Lucie_Tamisier-27-10-2017.pdf BibTex
titre
Adaptation des populations virales aux résistances variétales et exploitation des ressources génétiques des plantes pour contrôler cette adaptation
auteur
Lucie Tamisier
article
Sciences agricoles. Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse, 2017. Français
resume
L’utilisation de variétés de plantes porteuses de gènes majeurs de résistance a longtemps été une solution privilégiée pour lutter contre les maladies des plantes. Cependant, la capacité des agents pathogènes à s’adapter à ces variétés après seulement quelques années de culture rend nécessaire la recherche de résistances à la fois efficaces et durables. Les objectifs de cette thèse étaient (i) d’identifier chez la plante des régions génomiques contraignant l’évolution des agents pathogènes en induisant des effets de dérive génétique et (ii) d’étudier l’impact des forces évolutives induites par la plante sur la capacité d’adaptation des pathogènes aux résistances variétales, l’ambition étant par la suite d’employer au mieux ces forces pour limiter l’évolution des pathogènes. Le pathosystème piment (Capsicum annuum) – PVY (Potato virus Y) a été principalement utilisé pour mener ces travaux de recherche. Afin de répondre au premier objectif, une cartographie de QTL (quantitative trait loci) sur une population biparentale de piment et une étude de génétique d’association sur une core-collection de piments ont été réalisées. Ces deux approches ont permis de mettre en évidence des régions génomiques sur les chromosomes 6, 7 et 12 impliquées dans le contrôle de la taille efficace des populations virales lors de l’étape d’inoculation du virus dans la plante. Certains de ces QTL ont montré une action vis-à-vis du PVY et du CMV (Cucumber mosaic virus) tandis que d’autres se sont révélés être spécifiques d’une seule espèce virale. Par ailleurs,le QTL détecté sur le chromosome 6 co-localise avec un QTL précédemment identifié comme contrôlant l’accumulation virale et interagissant avec un QTL affectant la fréquence de contournement d’un gène majeur de résistance. Pour répondre au second objectif, une analyse de la corrélation entre l’intensité des forces évolutives induites par la plante et une estimation expérimentale de la durabilité du gène majeur a été réalisée. De l’évolution expérimentale de populations de PVY sur des plantes induisant des effets de dérive génétique, de sélection et d’accumulation virale contrastés a également été effectuée. Ces deux études ont démontré qu’une plante induisant une forte dérive génétique associée à une réduction de l’accumulation virale permettait de contraindre l’évolution des populations virales, voire d’entraîner leur extinction. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour le déploiement de déterminants génétiques de la plante qui influenceraient directement le potentiel évolutif du pathogène et permettraient de préserver la durabilité des gènes majeurs de résistance.
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titre
Genetic and genomic determinants of response to water deficit in tomato (Solanum lycopersicum) and impact on fruit quality
auteur
Elise Albert
article
Agricultural sciences. Université d'Avignon, 2017. English. ⟨NNT : 2017AVIG0688⟩
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Water scarcity will constitute a crucial constraint for agricultural productivity in a nearfuture. High throughput approaches in model species have identified hundreds of genespotentially involved in survival under drought conditions, but very few having beneficialeffects on quality and yield in crops plants. Nonetheless, controlled water deficits mayimprove fleshy fruit quality through weaker dilution and/or accumulation of nutritionalcompounds. In this context, the first part of the PhD was aimed at deciphering the geneticdeterminants of the phenotypic response to water deficit in tomato by exploring thegenotype by watering regime (G x W) and QTL by watering regime (QTL x W) interactions intwo populations. The first population consisted in recombinant inbreed lines (RIL) from across between two cultivated accessions and the second was composed of diverse small fruittomato accessions mostly native from South America. Plants were phenotyped for majorplant and fruit quality traits and genotyped for thousands of SNP. Data were analyzed withinthe linkage and association mapping frameworks allowing the identification of QTLs andputative candidate genes for response to water deficit in tomato. The second part of the PhDhad the objective to explore gene regulation in green fruit and leaves of tomato plantsstressed by water deficit. For this purpose, RNA-Seq data were collected on the two parentalgenotypes of the RIL population and their F1 hybrid. Data were analyzed to identifydifferentially expressed genes and allele specific expression (ASE). Then, the expression of200 genes was measured in leaves and fruits of the whole RIL population by high throughputmicrofluidic qPCR. eQTLs and eQTL by watering regime interactions were mapped for thosegenes using linkage mapping. Colocalisations with the phenotypic QTLs were analyzed. Theknowledge produced during this PhD will contribute to a better understanding of the tomatoplant interaction with their environment and provide bases for improvement of fruit qualityunder limited water supply.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01970364/file/EliseAlbert.pdf BibTex
titre
Déterminants génétiques et génomiques de la réponse au déficit hydrique chez la tomate (Solanum lycopersicum) et impact sur la qualité des fruits
auteur
Elise Albert
article
Biologie végétale. Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse, 2017. Français
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A l’échelle du globe, la diminution des ressources en eau est devenue un des principaux facteurs limitants pour les productions agricoles. Jusqu’à présent, les approches génomiques à haut débit conduites chez les espèces modèles ont permis d’identifier des centaines de gènes potentiellement impliqués dans la survie des plantes en conditions de sécheresse, mais très peu ont des effets bénéfiques sur la qualité et le rendement des cultures. Néanmoins, l’application d’un déficit hydrique bien contrôlé peut permettre d’améliorer la qualité des fruits charnus par dilution et/ou accumulation de composés gustatifs majeurs. Dans ce contexte, la première partie du travail de thèse avait pour but de déchiffrer les déterminants génétiques de la réponse au déficit hydrique chez la tomate en explorant les interactions ‘génotype x niveau d’irrigation’ (G x I) et ‘QTL x niveau d’irrigation’ (QTL x I) dans deux populations. La première population consistait en un ensemble de lignées recombinantes (RIL) issues du croisement entre deux accessions cultivées, tandis que la seconde était composée de diverses accessions à petits fruits principalement originaires d'Amérique du Sud. Les plantes ont été phénotypées pour un ensemble de caractères agronomiques (vigueur des plantes et qualité des fruits) et génotypées pour des milliers de SNP. Les données ont été analysées en utilisant les méthodologies de la cartographie de liaison et d'association, permettant l'identification de QTL et gènes candidats putatifs pour la réponse de la tomate au déficit hydrique. La deuxième partie du travail de thèse avait pour objectif d'explorer la régulation des gènes dans les fruits et les feuilles de tomates en condition de déficit hydrique. Dans ce but, des données de séquençage du transcriptome ont été recueillies sur les deux génotypes parentaux de la population RIL et leur hybride F1. Les données ont été analysées pour identifier les gènes et les allèles exprimés de manière différentielle. Puis, l'expression de 200 gènes a été mesurée dans les fruits et les feuilles de l’ensemble des lignées de la population RIL par qPCR micro-fluidique à haut débit. Des eQTL et des interactions ‘eQTL x niveau d’irrigation’ ont été identifiés pour ces gènes par cartographie de liaison. Les colocalisations entre les QTL phénotypiques et les QTL d’expression ont été analysées. Les connaissances produites au cours de cette thèse contribuent à une meilleure compréhension des interactions des plantes de tomate avec leur environnement et fournissent des bases pour l'amélioration de la qualité des fruits en conditions d’irrigation limitée.
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2016

Theses

titre
Study of the genetic variability of peach in susceptibility to brown rot during fruit development in relation with changes in physical and biochemical characteristics of the fruit
auteur
Leandro de Oliveira Lino
article
Agricultural sciences. Université d'Avignon, 2016. English. ⟨NNT : 2016AVIG0677⟩
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Brown rot (BR) in peach fruit caused by the fungus Monilinia spp. is a common disease that can provoke as much as 30 to 40% losses of crop. Currently, all cultivated peaches are more or less sensitive to BR. No other alternative than chemical treatment is available, hence fungicide applications are required until pre-harvest. Such applications are damaging the environment and may let residues in fruits. A review of literature was accomplished to compile the knowledge scattered in the literature from many years. The aim of this study is to investigate the factors of resistance of the fruit to M. laxa at different stages of fruit growth and their genetic control by studying contrasted genotypes and an interspecific peach progeny. The first focus was made on few cultivars to study the evolution of sensibility of fruits to M. laxa during their development in relation with structural and biochemical characteristics of the fruit, e.g. cuticular conductance, micro-cracks and fruit surface compounds. Some compounds were detected for the first time on peach fruit. The results confirmed that during the stage I immature fruits are susceptible to BR. Fruit cuticular conductance was high probably due to high density of stomata and thin cuticule in formation. In contrary, at pit hardening stage fruits were resistant, cuticular conductance was low and the levels of surface compounds exhibit a peak. When maturity approaches, fruit become susceptible again. With rapid development of the fruit during this stage, the surface compounds were diluted and micro-cracks often appear which resulted in high cuticular conductance. At stage I we explored the different physical characteristics of the immature fruit in relation with susceptibility to M. laxa. A hundred of individuals of an interspecific peach progeny called BC2 were characterized through laboratory infection, monitoring of fruit transpiratory losses and estimating stomata density (only for nectarines). Unexpected symptoms (not progressing ‘clear spot’) were observed. The cuticular conductance was significantly linked to the likelihood of infection, but the stomata number had no effect on the likelihood of infection. QTL controlling fruit resistance to BR, cuticular conductance and stomata number have been identified and some co-locations observed. At maturity stage we investigated the genetic control of BR resistance together with biochemical compounds of fruit epidermis. For three years, mature fruits from the BC2 progeny were infected with two modalities of infection: spray until runoff in the orchard to measure infection probability and drop in the laboratory conditions in order to observe the characters of beginning, progression and speed of infection. The BC2 progeny displayed high variability for BR resistance. Despite low stability between years, genotypes with high level of resistance were identified. In addition in 2015, we explored the variation in epidermis compounds of fruit within the BC2 progeny. Phenolic compounds, terpenoids and derivatives were quantified by HPLC. The relationship between BR resistance and presence and/or levels of certain epidermis compounds and the genetic control of these compounds were investigated. BR of peach fruit is a complex problem which is still far from resolved. Progress has been made in the knowledge of structural and biochemical characteristics involved in BR resistance and regions of the genome that could confer certain disease tolerance have been detected. Further work is needed to develop molecular markers for marker assisted selection. The results obtained suggest that solutions for the future lie in associations of tolerant cultivars _ less susceptible to micro-cracks and with high content of epidermis compounds potential inhibitor of the fungus development _ with cultural practices reducing both risks of fruit cracking and occurrence of micro-climatic conditions favorable to BR spread and sporulation.
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Etude de la variabilité génétique de la sensibilité à la pourriture brune au cours du développement du fruit chez la pêche en lien avec l'évolution des caractéristiques biochimiques du fruit
auteur
Leandro de Oliveira-Lino
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse, 2016. Français
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La pourriture brune des fruits (BR), causée par les champignons du genre Monilinia, est une maladie courante qui peut provoquer jusqu’à 30 à 40% de pertes de récolte chez la pêche. Actuellement, toutes les pêches cultivées sont plus ou moins sensibles à la moniliose. Aucune alternative aux traitements chimiques n’est disponible à ce jour, ce qui rend nécessaire les applications de fongicides jusqu'au stade pré-récolte. Ces applications sont préjudiciables pour l'environnement et peuvent laisser des résidus sur les fruits. Nous avons réalisé une revue de la littérature pour compiler les connaissances disponibles sur le couple pêcher-monilioses. Le but de cette étude est d'étudier les facteurs de résistance du fruit à M. laxa à différents stades de croissance des fruits chez la pêche et de déterminer leur contrôle génétique par l'étude de génotypes contrastés et d’une descendance interspécifique. Nous avons tout d’abord focalisé notre étude sur quelques cultivars pour étudier l'évolution de la sensibilité des fruits à M. laxa au cours de leur développement en relation avec les caractéristiques structurales et biochimiques des fruits, par exemple la conductance cuticulaire du fruit, les micro-fissures de l’épiderme et des composés de surface des fruits. Certains composés ont été détectés pour la première fois chez la pêche. Les résultats ont confirmé que lors de la phase I les fruits immatures sont sensibles à la moniliose. La conductance cuticulaire des fruits était élevée probablement parce que la densité de stomates est forte et la cuticule en formation est mince. En revanche, au stade de durcissement du noyau, les fruits étaient résistants. A ce stade la conductance cuticulaire était faible et les niveaux de composés de surface présentaient un pic de teneurs. A l’approche de la maturité, les fruits sont devenus sensibles de nouveau. Avec le développement rapide du fruit au cours de cette étape, les composés de surface ont été dilués et des micro-fissures sont sans doute apparues entrainant une augmentation de la conductance cuticulaire. Au stade I, nous avons exploré les différentes caractéristiques physiques du fruit immature en relation avec la sensibilité à M. laxa. Une centaine de génotypes d'une descendance interspécifique de pêchers appelée BC2 a été caractérisée par une infection au laboratoire, un suivi de pertes transpiratoires des fruits et une estimation de la densité de stomates (uniquement pour les nectarines). Des symptômes inattendus (une ‘tache claire’ qui ne progresse pas) ont été observés. La conductance cuticulaire était significativement liée à la probabilité d'infection, par contre le nombre de stomates n’a montré aucun effet sur la probabilité d'infection. Des QTL contrôlant la résistance des fruits à la moniliose, à la conductance cuticulaire et au nombre de stomates ont été identifiés et des co-localisations observées. A la maturité, nous avons étudié le contrôle génétique de la résistance à la moniliose conjointement avec des composés biochimiques de l'épiderme des fruits. Pendant trois ans, les fruits de la descendance BC2 ont été infectés avec deux modalités d'infection artificielle avec une suspension de spores de champignon: une pulvérisation au verger pour mesurer la probabilité d'infection et un dépôt d’une goutte dans des conditions contrôlées en laboratoire afin d’estimer le délai d’apparition des symptômes, la progression de la lésion et la vitesse de progression de la lésion. La descendance de BC2 a affiché une forte variabilité de résistance à la moniliose. Malgré une faible stabilité entre les années, des génotypes à haut niveau de résistance ont été identifiés. De plus en 2015, nous avons exploré la variation des composés de l'épiderme des fruits au sein de la descendance de BC2. Les composés phénoliques, les terpènes et dérivés ont été quantifiés par HPLC. La relation entre la résistance à la moniliose et la présence et / ou les niveaux de certains composés de l'épiderme et le contrôle génétique de ces composés ont été étudiés. La moniliose des fruits de pêche est un problème complexe qui est encore loin d'être résolu. Des progrès ont été accomplis dans la connaissance des caractéristiques structurales et biochimiques impliquées dans la résistance et des régions du génome qui pourraient conférer une certaine tolérance à la maladie ont été détectées. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour développer des marqueurs moléculaires pour la sélection assistée par marqueurs. Les résultats obtenus suggèrent que des solutions pour l'avenir résident dans l’association de cultivars tolérants _ moins sensibles aux micro-fissures et à haute teneur en composés épidermiques potentiellement inhibiteurs du développement du champignon _ avec des pratiques culturales réduisant les risques de fissuration des fruits et d'apparition de conditions climatiques favorables à la propagation de la moniliose.
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titre
Analyse de la diversité de processus de développement racinaire chez les Prunus. Aptitude au bouturage et réponses à la contrainte hybride
auteur
Nabil El Debbagh
article
Sciences agricoles. 2016. Français
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ln breeding programs of Prunus rootstocks the aim is to use the existing genetic variability within Prunus species in order to create new rootstock genotypes with excellent agronomie traits, and improved resistance to biotic and abiotic stresses. Exploitation of the genetic variability is based on the evaluation of phenotypic variation among individuals within genetic collections for desirable traits. This make possible to select specifie genotypes to improve a given trait. This study consists of two parts; we explored the genetic diversity within the genus Prunus regarding two important characteristics: rooting ability of hardwood cuttings and responses of some rootstocks to water stress. ln the first part, rooting ability of hardwood cuttings was evaluated among 222 genotypes preserved in genetic collection. The results show considerable variability among the sub genus Amygdalus, Prunophora, and also an interspecific variability within each of them. Rooting ability by hardwood cutting was significantly improved in interspecific hybrids if one parent belongs to P cerasifera species. ln the second part of this study we studied the responses of nine genotypes, commonly used rootstocks, to water stress. We applied three treatments: control, water stress and recovering. Soil moisture was maintained at field capacity through ail stages of the experiment for the control plants. On the contrary we stopped watering during 14 days for the stressed plants, and then we rewatered the recovered plants for 10 days. During this experience, we performed morphological and physiological measurements on the above ground parts of plants and we excavated plants at the end of each phase to observe root system modifications. Aboveground parts of plant responded to water stress by a significant decrease in net photosynthesis, total transpiration, stomatal conductance and leaf expansion. Root system responded to water stress by several modifications: Four genotypes (GF305, Montclar, GF677 and Myrobolan) showed a significant increase in root to shoot ratio under drought conditions. We also detected morphological modifications on the different traits of root architecture in response to water stress. The length of the apical unbranched zone LAUZ and the apical diameter were decreased for ail genotypes, consequently, roots became finer and reduced their rate of elongation. Fine roots enhance the surface of contact between roots and soil which in turn improve the acquisition of water under drought condition. The inter-branch distance also responded, and it tended to decrease under the water stress treatment. The decrease in inter-branch distance can be explained by a production of more lateral roots in deep layers, where water was more available, moreover these new laterals roots were also finer. Qualitatively, a common response to water stress was observed on the different traits of the root system architecture, but we showed a genotypic effect determining the level of the response.
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https://hal.inrae.fr/tel-02796600/file/Nabil%20El%20Debbagh%202016%20Th%C3%A8se_1.pdf BibTex

2015

Habilitation à diriger des recherches

titre
Demande pour prétendre au diplôme d'habilitation à diriger des recherches
auteur
Jean-Luc Gallois
article
Sciences agricoles. Aix Marseille Université, 2015
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https://hal.inrae.fr/tel-02795973/file/Gallois%202015%20R%C3%A9sum%C3%A9%20HDR_1.pdf https://hal.inrae.fr/tel-02795973/file/Gallois%202015%20R%C3%A9sum%C3%A9%20HDR_2.docx BibTex

Theses

titre
Oxydation et dégradation de l'ascorbate chez la tomate et impact sur la croissance et le métabolisme
auteur
Vincent Truffault
article
Sciences agricoles. Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse, 2015. Français
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Contrôle de l'oxydation et de la dégradation du pool de vitamine C chez la tomate et impact sur la qualité du fruit et la tolérance au stress. Le métabolisme de l’ascorbate et plus principalement le statut redox du pool d’ascorbate sont impliqués dans la tolérance au stress et dans les processus primaires de croissance et de développement de la plante. La teneur et le statut redox de l’ascorbate chez les plantes sont régulés par (i) ses voies de biosynthèse, (ii) par le cycle ascorbate-glutathion permettant le recyclage des formes semi-oxydées et oxydées de l’ascorbate et (iii) par sa dégradation, l’ensemble de ces processus étant sous le contrôle de l’environnement. Au cours de ce travail de thèse, des méthodes de transgénèse nous ont permis d’identifier, chez différents génotypes de tomate à petit et gros fruits, les bouleversements physiologiques et métaboliques permettant de compenser des modifications de l’activité des enzymes monodéhydroascorbate réductase (impliqué dans le cycle ascorbate-glutathion) et ascorbate oxydase. Nous avons observé d’importantes modifications phénotypiques altérant le rendement en fruits de la plante sous conditions de culture pouvant générer un stress et également en condition normale de culture. Des liens entre l’activité des enzymes précités avec le métabolisme des sucres, la photosynthèse et la conductance stomatique sont révélés. Le déséquilibre entre les activités oxydantes et réductrices de ces enzymes constitue la première étape vers une dégradation de l’ascorbate. Le taux de dégradation se révèle très faible à la lumière, tandis qu’à l’obscurité une forte accumulation des produits de dégradation l’oxalate, le thréonate ainsi que l’oxalyl-thréonate est observé dans les feuilles de tomate. Enfin, l’activité de l’enzyme MDHAR est corrélée au taux de dégradation à l’obscurité. Les travaux de cette thèse mettent en avant l’importance du statut redox du couple ascorbate / monodéhydroascorbate dans les processus de croissance cellulaire et entre dans la régulation du rendement chez la tomate, et influe la dégradation de l’ascorbate.
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titre
Du gène au phénotype : contrôle génétique et modélisation du métabolisme des sucres chez la pêche
auteur
Elsa Desnoues
article
Sciences agricoles. Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse, 2015. Français
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La qualité du fruit est un caractère multicritère avec des relations antagonistes fréquentes. La perception de la qualité du fruit dépend fortement de l’équilibre entre les teneurs en sucres et acides. Parmi les 3 sucres dits majeurs dans les fruits que sont le saccharose, le glucose et le fructose, le fructose présente un pouvoir sucrant plus important et sa concentration est le facteur qui affecte le plus le goût sucré du fruit.L’objectif de cette thèse est d’analyser le métabolisme des sucres chez la pêche d’un point de vue métabolique, enzymatique et génétique et d’intégrer dans un modèle mathématique l’ensemble des informations obtenues. Ce travail porte plus particulièrement sur la mise en évidence de l’effet d’une perturbation de la teneur en fructose sur l’ensemble du métabolisme des sucres ainsi que sur la compréhension des mécanismes à l’origine de ce phénotype appelé ‘peu de fructose’. Une caractérisation biochimique quasi-exhaustive du métabolisme des sucres a été réalisée au cours du développement du fruit.Pour cela 6 métabolites et 12 capacités enzymatiques ont été mesurés chez 106 génotypes d’une population issue d’un croisement interspécifique. Cette étude a révélé une grande stabilité des capacités enzymatiques malgré l’importante variation des métabolites. Sur la base des données de 10 des génotypes, un modèle métabolique dynamique permettant de simuler l’accumulation des sucres au cours du développement du fruit a été développé et validé. Ce modèle permet de simuler des phénotypes contrastés et aide ainsi à l'exploration des mécanismes sous-jacents au phénotype ‘peu de fructose’. La caractérisation biochimique de la population a également fait l’objet d’une recherche de QTL. Cette étude a mis en exergue l’inconstance de l’effet de certains loci au cours du développement du fruit ainsi que des co-localisations de QTL de métabolites et capacités enzymatiques et de gènes candidats. Cette recherche a également confirmé la région génomique responsable du phénotype ‘peu de fructose’ au sein de laquelle un gène candidat fonctionnel a été mis en évidence. Il s’agit d’un gène homologue au transporteur vacuolaire exportateur de fructose (SWEET17) découvert récemment chez Arabidopsis. Une analyse de ce gène a été engagée afin de valider sa fonction et son implication dans le phénotype ‘peu de fructose’. Grâce à l’intégration des informations obtenues sur le contrôle génétique du métabolisme des sucres dans le modèle métabolique,une perspective de cette thèse sera de simuler les concentrations en sucres de génotypes virtuels ayant différentes combinaisons d’allèles. On pourra alors optimiser les combinaisons d’allèles pour augmenter les concentrations en sucres dans la pêche, ce qui donnera sans doute de nouvelles pistes à l’innovation variétale.
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titre
Du gène au phénotype : contrôle génétique et modélisation du métabolisme des sucres chez la pêche
auteur
Elsa Desnoues
article
Sciences agricoles. Université d'Avignon, 2015. Français. ⟨NNT : 2015AVIG0667⟩
resume
La qualité du fruit est un caractère multicritère avec des relations antagonistes fréquentes. La perception de la qualité du fruit dépend fortement de l’équilibre entre les teneurs en sucres et acides. Parmi les 3 sucres dits majeurs dans les fruits que sont le saccharose, le glucose et le fructose, le fructose présente un pouvoir sucrant plus important et sa concentration est le facteur qui affecte le plus le goût sucré du fruit.L’objectif de cette thèse est d’analyser le métabolisme des sucres chez la pêche d’un point de vue métabolique, enzymatique et génétique et d’intégrer dans un modèle mathématique l’ensemble des informations obtenues. Ce travail porte plus particulièrement sur la mise en évidence de l’effet d’une perturbation de la teneur en fructose sur l’ensemble du métabolisme des sucres ainsi que sur la compréhension des mécanismes à l’origine de ce phénotype appelé ‘peu de fructose’. Une caractérisation biochimique quasi-exhaustive du métabolisme des sucres a été réalisée au cours du développement du fruit.Pour cela 6 métabolites et 12 capacités enzymatiques ont été mesurés chez 106 génotypes d’une population issue d’un croisement interspécifique. Cette étude a révélé une grande stabilité des capacités enzymatiques malgré l’importante variation des métabolites. Sur la base des données de 10 des génotypes, un modèle métabolique dynamique permettant de simuler l’accumulation des sucres au cours du développement du fruit a été développé et validé. Ce modèle permet de simuler des phénotypes contrastés et aide ainsi à l'exploration des mécanismes sous-jacents au phénotype ‘peu de fructose’. La caractérisation biochimique de la population a également fait l’objet d’une recherche de QTL. Cette étude a mis en exergue l’inconstance de l’effet de certains loci au cours du développement du fruit ainsi que des co-localisations de QTL de métabolites et capacités enzymatiques et de gènes candidats. Cette recherche a également confirmé la région génomique responsable du phénotype ‘peu de fructose’ au sein de laquelle un gène candidat fonctionnel a été mis en évidence. Il s’agit d’un gène homologue au transporteur vacuolaire exportateur de fructose (SWEET17) découvert récemment chez Arabidopsis. Une analyse de ce gène a été engagée afin de valider sa fonction et son implication dans le phénotype ‘peu de fructose’. Grâce à l’intégration des informations obtenues sur le contrôle génétique du métabolisme des sucres dans le modèle métabolique,une perspective de cette thèse sera de simuler les concentrations en sucres de génotypes virtuels ayant différentes combinaisons d’allèles. On pourra alors optimiser les combinaisons d’allèles pour augmenter les concentrations en sucres dans la pêche, ce qui donnera sans doute de nouvelles pistes à l’innovation variétale.
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titre
Diversification de cible hôte pour promouvoir la résistance aux Potyvirus et aux Bégomovirus chez la tomate
auteur
Camille Gauffier
article
Sciences agricoles. 2015. Français
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2014

Theses

titre
Génétique d’association chez la tomate – Une stratégie pour identifier des locus importants pour la qualité du fruit
auteur
Guillaume Bauchet
article
Sciences du Vivant [q-bio]. 2014. Français
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2013

Habilitation à diriger des recherches

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Vers un modèle intégré de conception d’idéotypes de pêchers adaptés à une agriculture durable
auteur
Bénédicte Quilot-Turion
article
Biodiversité et Ecologie. Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse, 2013
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1. Génétique quantitative de la qualité des fruits et synténie chez les Prunus 1.1 Les bases génétiques des composantes de la qualité dans la population BC2 1.2 Extension au métabolisme secondaire et à d’autres populations de Prunus 1.3 Les déterminants génétiques de la couleur rouge de la chair chez le pêcher 1.4 Analyse basée sur pedigree et génétique d’association 2. Intégration de l’information génétique dans le ‘Fruit Virtuel’ 2.1 Vers une démarche de sélection variétale assistée par des modèles écophysiologiques et génétiques. (Travaux de thèse) 2.2 Adaptation et test du modèle ‘Fruit Virtuel’ intégrant de l’information génétique 3. Contrôle génétique et modélisation de l’accumulation des sucres 3.1 Description du métabolisme des sucres au cours de la croissance des fruits 3.2 Etude du déterminisme du caractère ‘peu de fructose’ 3.3 Etude du déterminisme génétique secondaire du métabolisme des sucres 3.4 Modélisation du métabolisme des sucres 4. Vers la conception d’idéotypes : cas du couple pêcher-monilioses 3.5 Etude expérimentale du couple pêcher-Monilinia 3.6 Modélisation des interactions GxExM pour limiter la contamination en verger 3.7 Ecole-chercheurs ‘Conception d’idéotypes de plantes pour une agriculture durable’
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https://hal.inrae.fr/tel-02810089/file/Quilot%202013%20m%C3%A9moireHDR_1.pdf BibTex

Theses

titre
Analyse fonctionnelle et étude de la régulation de gènes candidats sous-jacents au QTL GpaVspl impliqué dans la résistance au nématode à kyste Globodera pallida chez la pomme de terre
auteur
Patricio Salvador Castro Quezada
article
Sciences agricoles. Université d'Avignon, 2013. Français. ⟨NNT : 2013AVIG0653⟩
resume
Les nématodes à kystes sont l’un des bioagresseurs causant le plus de dégâts sur les cultures de pommes de terre. La résistance trouvée chez l'accession spl88S.329.18, issue de l'espèce Solanum sparsipilum est caractérisée par un déterminisme oligogénique avec un QTL à localisé sur le chromosome V (GpaVspl) et un QTL mineur localisé sur le chromosome XI(GpaXIspl). Pour obtenir une résistance de haut niveau, l'effet du QTL GpaVspl, doit êtrecomplémenté par celui du QTL à effet faible GpaXIspl. Par génomique comparative, le locusGpaV a été localisé dans un intervalle compris entre 16 et 60 kb sur les génomes de la tomateet des espèces apparentées à la pomme de terre, Solanum demissum et Solanum phureja. Deuxgènes ont été annotés dans cet intervalle sur les génomes de la tomate et de S. demissum : lepremier appartient à la famille des TIR-NBS-LRR (TNL), famille de gènes de résistanceclassiques, et le second appartient à la famille des « mitochondrial, transcription terminationfactor » (mTERF), dont l’implication dans des mécanismes de résistance n’a jamais étédémontrée.Les objectifs de ma thèse étaient d'identifier le(s) gène(s) responsable(s) de la résistance àG. pallida, conférée par le locus GpaVspl, et d'étudier sa régulation. Suite à la publication de laséquence du génome de S. phureja, en 2011, nous avons mis en évidence que le locus GpaVétait dupliqué chez S. phureja et que cette duplication était également présente chezS. sparsipilum. Les quatre gènes annotés au locus GpaVspl ont été nommésSpl_mTERF18430, Spl_TNL18429, Spl_mTERF18453 et Spl_TNL18428.L'effet des deux gènes Spl_mTERF18430 et Spl_TNL18428 sur la résistance à G. pallida aété analysé via des expériences de transformation génétique suivies par des tests de résistancesur les plantes transformées. Un effet partiel du gène Spl_TNL18428 sur la résistance àG. pallida a été mis en évidence par complémentation de plantes sensibles. Aucun effetsignificatif n'a été détecté pour le gène Spl_mTERF18430. Des expériences d'extinctiongénique suggèrent que le deuxième gène TIR-NBS-LRR, Spl_TNL18429, qui est égalementexprimé dans les racines et qui présente un fort pourcentage d'identité de séquence avec legène Spl_TNL18428, pourrait également être impliqué dans la résistance à G. pallida.L'expression du gène rapporteur GFP, placé sous le contrôle du promoteur du gèneSpl_TNL18428, est fortement induite dans les cellules situées autour du syncytium. Cecirenforce l'hypothèse d'une implication du gène Spl_TNL18428 dans la résistance à G. pallida,car la localisation de l'expression de la GFP est similaire à celle de la nécrose, qui estcaractéristique de la réaction développée par les plantes résistantes autour du syncytium induitpar les nématodes.En tenant compte des données bibliographiques récentes, montrant que plusieurs gènes NBSLRRpeuvent être indispensables à l'expression d'une résistance, nos résultats suggèrent queles deux gènes Spl_TNL18428 et Spl_TNL18429 sont nécessaires à l'expression de larésistance à G. pallida
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titre
Analyse fonctionnelle et étude de la régulation de gènes candidats sous-jacents au QTL GpaVspl impliqué dans la résistance au nématode à kyste Globodera pallida chez la pomme de terre
auteur
Patricio Castro Quezada
article
Agricultural sciences. Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse; université, 2013. English
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Les nématodes à kystes sont l’un des bioagresseurs causant le plus de dégâts sur les cultures de pommes de terre. La résistance trouvée chez l'accession spl88S.329.18, issue de l'espèce Solanum sparsipilum est caractérisée par un déterminisme oligogénique avec un QTL à effet fort localisé sur le chromosome V (GpaVspl) et un QTL mineur localisé sur le chromosome XI (GpaXIspl). Pour obtenir une résistance de haut niveau, l'effet du QTL GpaVspl, doit être complémenté par celui du QTL à effet faible GpaXIspl. Par génomique comparative, le locus GpaV a été localisé dans un intervalle compris entre 16 et 60 kb sur les génomes de la tomate et des espèces apparentées à la pomme de terre, Solanum demissum et Solanum phureja. Deux gènes ont été annotés dans cet intervalle sur les génomes de la tomate et de S. demissum: le premier appartient à la famille des TIR-NBS-LRR (TNL), famille de gènes de résistance classiques, et le second appartient à la famille des « mitochondrial, transcription termination factor » (mTERF), dont l’implication dans des mécanismes de résistance n’a jamais été démontrée. Les objectifs de ma thèse étaient d'identifier le(s) gène(s) responsable(s) de la résistance à G. pallida, conférée par le locus GpaVspl, et d'étudier sa régulation. Suite à la publication de la séquence du génome de S. phureja, en 2011, nous avons mis en évidence que le locus GpaV était dupliqué chez S. phureja et que cette duplication était également présente chez S. sparsipilum. Les quatre gènes annotés au locus GpaVspl ont été nommés Spl_mTERF18430, Spl_TNL18429, Spl_mTERF18453 et Spl_TNL18428. L'effet des deux gènes Spl_mTERF18430 et Spl_TNL18428 sur la résistance à G. pallida a été analysé via des expériences de transformation génétique suivies par des tests de résistance sur les plantes transformées. Un effet partiel du gène Spl_TNL18428 sur la résistance à G. pallida a été mis en évidence par complémentation de plantes sensibles. Aucun effet significatif n'a été détecté pour le gène Spl_mTERF18430. Des expériences d'extinction génique suggèrent que le deuxième gène TIR-NBS-LRR, Spl_TNL18429, qui est également exprimé dans les racines et qui présente un fort pourcentage d'identité de séquence avec le gène Spl_TNL18428, pourrait également être impliqué dans la résistance à G. pallida. L'expression du gène rapporteur GFP, placé sous le contrôle du promoteur du gène Spl_TNL18428, est fortement induite dans les cellules situées autour du syncytium. Ceci renforce l'hypothèse d'une implication du gène Spl_TNL18428 dans la résistance à G. pallida, car la localisation de l'expression de la GFP est similaire à celle de la nécrose, qui est caractéristique de la réaction développée par les plantes résistantes autour du syncytium induit par les nématodes. En tenant compte des données bibliographiques récentes, montrant que plusieurs gènes NBS-LRR peuvent être indispensables à l'expression d'une résistance, nos résultats suggèrent que les deux gènes Spl_TNL18428 et Spl_TNL18429 sont nécessaires à l'expression de la résistance à G. pallida.
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titre
Bases génétiques et fonctionnelles de la durabilité des résistances polygéniques au virus Y de la pomme de terre (PVY) chez le piment (Capsicum annuum)
auteur
Julie Quenouille-Lederer
article
Sciences agricoles. Université d'Avignon, 2013. Français. ⟨NNT : 2013AVIG0650⟩
resume
Les résistances génétiques permettent une lutte efficace contre les maladies des plantes cultivées mais sont limitées par les capacités d’évolution des bioagresseurs ciblés. Chez le piment, le fonds génétique peut améliorer la durabilité de la résistance au PVY conférée par le gène majeur pvr23. L’objectif de ma thèse était de caractériser les facteurs génétiques de l’hôte conditionnant la durabilité du gène majeur en répondant aux questions suivantes : (i) Quels sont leurs actions sur l’évolution des populations virales ? (ii) Correspondent-ils aux QTL (quantitative trait loci) de résistance partielle ? (iii) Sont-ils répandus au sein des ressources génétiques du piment ? Différentes expérimentations incluant des tests de résistances, d’évolution expérimentale et de compétition entre différents variants viraux, ont montré que les facteurs du fonds génétique augmentant la durabilité de pvr23 agissaient en : (i) diminuant la concentration virale dans la plante, (ii) en réduisant les probabilités de mutations du PVY vers le contournement du gène pvr23 et (iii) en ralentissant la sélection des variants viraux contournants. La détection de QTL et la cartographie des facteurs génétiques affectant la fréquence de contournement de pvr23 (QTL de durabilité) a mis en évidence quatre régions du génome du piment qui, par des effets additifs ou épistatiques, expliquent 70% de la variabilité phénotypique observée. La cartographie comparée montre que trois des quatre QTL de durabilité co-localisent avec des QTL affectant la résistance partielle, suggérant que les QTL de résistance partielle ont un effet pléiotropique sur la durabilité d’un gène majeur de résistance. L’étude d’une collection de 20 accessions de piment, porteuses de pvr23 ou pvr24(allèle très proche de pvr23) dans des fonds génétiques variés, a montré que les fonds génétiques favorables à la durabilité de ces allèles de résistance sont fréquents dans les ressources génétiques du piment. Ces résultats mettent en évidence que la durabilité d’un gène majeur de résistance peut-être fortement augmentée lorsqu’il est associé à des facteurs génétiques réduisant la multiplication du pathogène. De plus, la fréquence de contournement du gène majeur s’est révélée être un caractère très héritable (h²=0.87) et la détection de QTL affectant ce caractère est possible. La sélection directe pour de tels QTL est donc envisageable et ouvre de nouvelles perspectives pour préserver la durabilité des gènes majeurs de résistance utilisés en sélection variétale.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00982624/file/pdf2star-1398165405-These_Julie_Quenouille_Lederer_Vf_lecteurs.pdf BibTex
titre
Héredité de la résistance à des virus transmis par Bemisia chez le melon
auteur
Hanan Ibn Oaf
article
Sciences agricoles. University of Gezira, 2013. Français
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titre
Variation phénotypique de la résistance quantitative à Phytophthora capsici dans la diversité naturelle du piment, et diversité moléculaire et profil d'évolution du QTL majeur Pc5.1
auteur
Melissa Cantet
article
Sciences agricoles. Institut National d'Etudes Supérieures Agronomiques de Montpellier, 2013. Français
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2012

Theses

titre
Exploration du polymorphisme moléculaire et protéique de la tomate pour l’identification de QTL de qualité du fruit
auteur
Jiaxin Xu
article
Sciences agricoles. Université d'Avignon, 2012. Français. ⟨NNT : 2012AVIG0644⟩
resume
L’amélioration de la qualité du fruit de tomate dépend largement de la variation génétique. A la suite de la domestication et de la sélection moderne, la diversité moléculaire chez la tomate a été profondément réduite, limitant les possibilités d’amélioration. De nouveaux marqueurs moléculaires révélant les polymorphismes nucléotidiques (SNP) constituent des outils précieux pour saturer les cartes génétiques et identifier des QTL (quantitative trait loci) et des associations chez une espèce peu polymorphe comme la tomate. Les objectifs de cette étude étaient de caractériser la diversité génétique de la tomate au niveau moléculaire et de tenter d’identifier des QTL, des gènes et des protéines responsables de la variation de caractères de qualité du fruit. Pour cela, trois études indépendantes ont conduit à (1) la découverte de nouveaux marqueurs SNP, (2) leur utilisation en génétique d’association et (3) l’analyse de la diversité du protéome en relation avec des caractères physiologiques du fruit.Dans la première étude, nous avons comparé deux plateformes de reséquençage pour reséquencer des zones ciblées couvrant environ 0.2% du génome de deux accessions contrastées. Plus de 3000 SNP sont été identifiés. Nous avons ensuite validé 64 SNPs en développant des marqueurs CAPS. Nous avons ainsi montré l’intérêt des techniques de reséquençage pour la découverte de SNP chez la tomate et produit des marqueurs simples qui peuvent être utiles pour caractériser de nouvelles ressources.Nous avons ensuite développé un ensemble de 192 SNPs et génotypé une collection de 188 accessions comportant des accessions cultivées, des types “cerise” et des formes sauvages apparentées et recherché des associations avec 10 caractères de qualité du fruit. Une quarantaine d’associations a été détectée dans des régions où des QTL avaient été préalablement identifiés. D’autres associations ont été identifiées dans de nouvelles régions. Nous avons ainsi confirmé le potentiel de la génétique d’association pour la découverte de QTL chez la tomate. Finalement une approche combinant l’analyse du protéome, du métabolome et de traits phénotypiques a été mise en oeuvre pour étudier la variabilité naturelle de la qualité du fruit de huit lignées contrastées et de quatre de leurs hybrides, à deux stades de développement (expansion cellulaire et orange-rouge). Nous avons identifié 424 spots protéiques variables en combinant électrophorèse bidimensionnelle et nano LC MS/MS et construit une carte de référence du protéome de fruit de tomate. En parallèle, nous avons mesuré la variation de teneurs en 34 métabolites, les activités de 26 enzymes et cinq caractères phénotypiques. La variabilité génétique et les modes d’hérédité ont été décrits. L’intégration des données a été réalisée par construction de réseaux de corrélations et régression sPLS. Plusieurs associations ont été détectées intra et inter niveau d’expression, permettant une meilleure compréhension de la variation de la qualité des fruits de tomate
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00927514/file/pdf2star-1381138291-Thesis_jiaxin_-XU.pdf BibTex
titre
Potentiel évolutif et adaptation des populations de l'agent du mildiou de la laitue, Bremia lactucae, face aux pressions de sélection de la plante hôte, Lactuca sativa
auteur
Romain Valade
article
Sciences agricoles. Université Paris Sud - Paris XI, 2012. Français. ⟨NNT : 2012PA112088⟩
resume
Des nouvelles résistances aux agents pathogènes introgressées dans les plantes cultivées sont fréquemment contournées dans différents pathosystèmes, engendrant des épidémies et des pertes économiques. En conséquence, la compréhension des stratégies évolutives impliquées dans l’adaptation des populations pathogènes est nécessaire pour améliorer la gestion durable des résistances. Bremia lactucae, agent pathogène de la laitue est un organisme diploïde, hétérothallique avec des cycles de reproduction sexuée et asexuée. Cet oomycète est soumis aux fortes pressions de sélection exercées par des gènes de résistance de la plante hôte. Sous cette pression de sélection, les populations de B. lactucae ont montré une rapide adaptation aux résistances hôtes qui se sont donc avérées peu durables. L’étude de la structure génétique d’un agent pathogène peut permettre de comprendre les mécanismes évolutifs impliqués dans le contournement des résistances variétales. Ainsi, une étude de la structure génétique (neutre et potentiellement soumise à sélection) des populations de B. lactucae en France a été conduite afin d’identifier les forces évolutives impliquées dans le contournement des résistances de l’hôte et de déterminer l’influence des pressions de sélection des gènes de résistance de la plante hôte sur cette structure. J’ai validé 12 microsatellites, marqueurs moléculaires neutres, pour analyser la structure génétique de B. lactucae en France. Plus de 800 isolats ont été prélevés dans les plus importants bassins de production de la plante hôte, Lactuca sativa. Ces isolats ont été prélevés sur différentes variétés regroupées selon leur combinaison de gènes de résistance. Par ailleurs, une prospection dans le compartiment sauvage a permis d’échantillonner des isolats de B. lactucae sur la plante hôte adventice L. serriola. Le polymorphisme de plusieurs effecteurs candidats à motif RxLR, a été étudié dans différentes populations de Bremia. La faible diversité génétique et l’excès d’hétérozygotie observés sont en faveur d’une reproduction clonale mais de rares évènements de reproduction sexuée sont également suggérés par les résultats. Par ailleurs, la faible différenciation génétique entre populations suggère des flux de gènes importants à l’échelle des régions. Des flux de gènes ont également été mis en évidence entre le pathosystème du compartiment sauvage et le pathosystème du compartiment cultivé évoquant un possible rôle de réservoir génétique des plantes hôtes adventices. Une structuration des populations en plusieurs lignées clonales résultant de la pression de sélection des gènes de résistance des cultivars est également indiquée par l’analyse des résultats des marqueurs neutres et sélectionnés. La caractérisation de la structure des populations de B. lactucae nous permet de mettre en évidence le fort potentiel évolutif (flux de gènes importants, système de reproduction mixe, sélection de mutants et de migrants par les gènes de résistance) de B. lactucae expliquant la rapide adaptation aux résistances hôtes. Ainsi, nous pouvons suggérer des pistes de gestion des gènes de résistance comme favoriser l’utilisation de résistances quantitatives et l’utilisation de cultures d’association afin d’améliorer la durabilité des résistances.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00769939/file/VA2_VALADE_ROMAIN_11062012.pdf BibTex
titre
MDHAR3 : une enzyme à l'interface de la défense antioxydante, du métabolisme carboné et de la qualité du fruit chez la tomate
auteur
Noé Gest
article
Sciences agricoles. Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse, 2012. Français
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titre
Analyse de la structure génétique de l’abricotier au niveau du bassin Méditerranéen: Histoire et diffusion de l'espèce
auteur
Hedia Bourguiba
article
Sciences agricoles. Université de Tunis, 2012. Français
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2011

Habilitation à diriger des recherches

titre
Redox, environnement et quelques aspects du développement des plantes. Habilitation à diriger des recherches
auteur
Rebecca Stevens
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse, 2011
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Theses

titre
Pressions de sélection exercées par les résistances génétiques du melon sur les populations d'Aphis Gossypii
auteur
Sophie Thomas
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse, 2011. Français
resume
La réponse adaptative de populations de bioagresseurs aux pressions de sélection exercées par les activités agricoles détermine la durabilité des moyens de lutte. Chez le melon, le gène Vat qui confère la résistance à Aphis gossypii étant déployé depuis plus de 10 ans, on craint son contournement. L’enjeu est de proposer des éléments stratégiques aux semenciers sur le risque d’évolution des pucerons vers la virulence, pour développer de nouvelles variétés avec des résistances durables. Dans le cadre de cette thèse, nous avons : (i) Estimé la diversité génétique disponible dans des populations d’A. gossypii de différentes régions de production de melon. Elle est structurée géographiquement. La grande diversité observée en France aurait en partie pour origine des évènements de reproduction sexuée suggérant un potentiel évolutif élevé d’A. gossypii. ii) Estimé la pression de sélection exercée par différentes combinaisons de résistance (gène Vat et QTL) sur ces populations. Les densités de population sont plus faibles sur les plantes Vat que sur les plantes non Vat et la structure génétique des populations est modifiée dans certaines régions de production quand le gène Vat est présent. Les clones se multipliant sur les plantes Vat ont une forte fitness et le risque de leurs extensions est grand. Aucun effet de QTL de résistance n’a été mis en évidence en plein champ. iii) Caractérisé les clones contournant le gène Vat. Nos résultats suggèrent que l’adaptation des clones s’effectue soit par modification du gène d’avirulence du puceron soit par l’adaptation du puceron aux effecteurs de la résistance. De nouvelles stratégies de gestion de la résistance Vat sont proposées.
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https://hal.inrae.fr/tel-02811117/file/45159_20111117100128625_1.pdf BibTex
titre
Etude de l'intérêt de l'hermaphrodisme chez le melon.
auteur
Mutasim Elsalir Abdelmohsin
article
Sciences agricoles. 2011. Français
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2010

Theses

titre
Diversité de Ralstonia solanacearum au Cameroun et bases génétiques de la résistance chez le piment (Capsicum annuum) et les solanacées
auteur
Gabriel Mahbou Somo Toukam
article
Sciences du Vivant [q-bio]. AgroParisTech, 2010. Français
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https://hal.inrae.fr/tel-02824238/file/49672_20120210022805675_1.pdf BibTex
titre
Analyse du polymorphisme moléculaire de gènes de composantes de la qualité des fruits dans les ressources génétiques sauvages et cultivées de tomate ; recherche d’associations gènes/QTL
auteur
Nicolas Ranc
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Montpellier, 2010. Français
resume
Chez la tomate, l‟amélioration pour la qualité du fruit est rendue difficile par la multiplicité et la complexité des caractères. La cartographie de QTL a permis la caractérisation génétique de ces caractères. L‟objectif est maintenant d‟identifier les gènes sous-jacents aux QTL. Nous avons utilisé la cartographie par déséquilibre de liaison (DL) dans ce but. Pour éviter les fausses associations entre les caractères et les polymorphismes moléculaires, la structure génétique a été prise en compte dans l‟analyse. La tomate cultivée montre un faible niveau de diversité génétique, ce qui réduit la résolution de cartographie. Le génome de la tomate de type cerise (S. lycopersicum var. cerasiforme) est décrit comme une mosaïque entre celui de la tomate cultivée et de l‟ancêtre sauvage. Ce mélange devrait augmenter la résolution des études d‟association. Nous avons utilisé une « core collection » focalisée sur des accessions de type cerise pour valider la région génomique contenant un QTL pour le nombre de loges. Deux mutations sont associées avec le caractère. Ces deux SNP ont évolué différemment du reste du chromosome 2, en subissant une sélection balancée qui témoigne de l‟augmentation de la diversité morphologique lors de la domestication. L‟étude d‟association, focalisée sur le chromosome 2, a permis d‟analyser l‟étendue du DL en fonction de la distance génétique et physique. Des associations entre des polymorphismes et les phénotypes étudiés ont été détectés avec des méthodes prenant en compte la structure génétique. Nous avons montré l‟intérêt d‟utiliser la structure en mosaïque du génome des accessions de type cerise pour surmonter les limitations de résolution dans les analyses d‟associations chez une espèce cultivée autogame. Nous avons validé des QTL identifiés précédemment et nous avons trouvé des associations avec de nouveaux QTL et de nouveaux gènes candidats. Un modèle d‟évolution incluant un goulet d‟étranglement et des flux de gènes entre compartiment sauvage et cultivé de tomate est aussi présenté.
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https://hal.inrae.fr/tel-02824399/file/36854_20100805104226325_1.pdf BibTex

2009

Theses

titre
Analyse des variations de poids et de teneurs en sucres du fruit de tomate par une approche intégrative combinant des études écophysiologique, génétique et moléculaire
auteur
Marion Prudent
article
Biologie végétale. Université d'Avignon, 2009. Français
resume
Le poids et la teneur en sucres du fruit sont deux caractères complexes, importants pour la qualité de la tomate. L'objectif de cette thèse est de disséquer ces deux caractères par une démarche pluridisciplinaire, impliquant des approches écophysiologiques, génétiques et moléculaires. Une population de 20 lignées d'introgression de Solanum chmielewskii dans le fonds génétique de S. lycopersicum a été cultivée en 2006 et en 2007 sous deux conditions de charges en fruits afin de moduler sa disponibilité en carbone : une forte charge où tous les fruits sont conservés sur les bouquets, et une faible charge constituée par un unique fruit par bouquet. Des indicateurs de processus écophysiologiques impliqués dans le poids et la teneur en sucres du fruit ont été mesurés ou estimés. Ils ont permis de caractériser les principaux processus écophysiologiques sous-jacents aux QTL de qualité, notamment la division et l'expansion cellulaire, la transpiration du fruit, et l'allocation carbonée pour la synthèse de composés structuraux. Un fort effet de la charge en fruits a été mis en évidence sur l'expression des QTL pour la plupart des caractères observés, indiquant l'occurrence d'interactions génotype x charge en fruits. L'utilisation d'un modèle écophysiologique prédisant la teneur en sucres d'un fruit de tomate à maturité, combiné à une détection de QTL, a permis d'identifier des colocalisations entre QTL de qualité et QTL de variables de fonctionnement du fruit telles que la fourniture du fruit en assimilats, la transformation métabolique des sucres en d'autres composés, ou la dilution des composés par l'entrée d'eau dans le fruit. Enfin, une lignée d'introgression portant des QTL de poids frais et de sucres avec des allèles aux effets opposés ainsi que la lignée conférant le fonds génétique ont été étudiées au niveau moléculaire par une analyse du transcriptome en phase d'expansion cellulaire. Des gènes candidats dont le niveau d'expression serait associé aux variations de poids et de teneurs en sucres du fruit, engendrées par une modification de la charge en fruits ont été identifiés. L'analyse en cinétique de l'expression de quelques gènes candidats a permis de mettre en évidence des liens entre variables écophysiologiques et moléculaires.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00600410/file/TheseMPrudent2009.pdf BibTex
titre
Analyse des variations de poids et de teneurs en sucres du fruit de tomate par une approche intégrative combinant des études écophysiologique, génétique et moléculaire
auteur
Marion Prudent
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université d'Avignon et des Pays de Vaucluse, 2009. Français
resume
Le poids et la teneur en sucres du fruit sont deux caractères complexes, importants pour la qualité de la tomate. L’objectif de cette thèse est de disséquer ces deux caractères par une démarche pluridisciplinaire, impliquant des approches écophysiologiques, génétiques et moléculaires. Une population de 20 lignées d’introgression de Solanum chmielewskii dans le fonds génétique de S. lycopersicum a été cultivée en 2006 et en 2007 sous deux conditions de charges en fruits afin de moduler sa disponibilité en carbone : une forte charge où tous les fruits sont conservés sur les bouquets, et une faible charge constituée par un unique fruit par bouquet. Des indicateurs de processus écophysiologiques impliqués dans le poids et la teneur en sucres du fruit ont été mesurés ou estimés. Ils ont permis de caractériser les principaux processus écophysiologiques sous-jacents aux QTL de qualité, notamment la division et l’expansion cellulaire, la transpiration du fruit, et l’allocation carbonée pour la synthèse de composés structuraux. Un fort effet de la charge en fruits a été mis en évidence sur l’expression des QTL pour la plupart des caractères observés, indiquant l’occurrence d’interactions génotype x charge en fruits. L’utilisation d’un modèle écophysiologique prédisant la teneur en sucres d’un fruit de tomate à maturité, combiné à une détection de QTL, a permis d’identifier des colocalisations entre QTL de qualité et QTL de variables de fonctionnement du fruit telles que la fourniture du fruit en assimilats, la transformation métabolique des sucres en d’autres composés, ou la dilution des composés par l’entrée d’eau dans le fruit. Enfin, une lignée d’introgression portant des QTL de poids frais et de sucres avec des allèles aux effets opposés ainsi que la lignée conférant le fonds génétique ont été étudiées au niveau moléculaire par une analyse du transcriptome en phase d’expansion cellulaire. Des gènes candidats dont le niveau d’expression serait associé aux variations de poids et de teneurs en sucres du fruit, engendrées par une modification de la charge en fruits ont été identifiés. L’analyse en cinétique de l’expression de quelques gènes candidats a permis de mettre en évidence des liens entre variables écophysiologiques et moléculaires.
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https://hal.inrae.fr/tel-02819431/file/38940_20100128111652656_1.pdf BibTex
titre
Diversité structurale des locus de résistance à Phytophthora infestans chez la pomme de terre et synténie chez les Solanacées
auteur
Sarah Danan
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Institut National d'Etudes Supérieures Agronomiques de Montpellier, 2009. Français
resume
Les résistances polygéniques aux bioagresseurs des plantes, contrôlées par des QTL (Quantitative Trait Locus), seraient une alternative durable aux résistances monogéniques, souvent rapidement contournées par de nouvelles virulences. Pour faciliter l’exploitation des résistances polygéniques en sélection variétale et tenter de comprendre leur potentielle durabilité, l'exploration de la diversité de l'espèce hôte est nécessaire pour inventorier les sources de résistance et décrire de la façon la plus complète possible les locus impliqués, selon leur distribution sur le génome et selon leur variabilité allélique. L’objectif de la thèse est de clarifier l’organisation structurale des locus de résistance à Phytophthora infestans sur le génome de la pomme de terre et de préciser leurs relations synténiques avec les QTL de deux autres Solanacées. Les Phytophthora sont des oomycètes responsables du mildiou et provoquent des dégâts considérables dans les cultures de Solanacées. Plusieurs locus de résistance qualitative ou quantitative ont été décrits, majoritairement chez la pomme de terre, mais aussi chez le piment et la tomate. Au cours de la thèse, trois approches d'analyse QTL ont été suivies. L'analyse de populations biparentales indépendantes et connectées selon un plan factoriel a permis d'identifier de nouveaux QTL de résistance chez trois espèces apparentées à la pomme de terre, S. sparsipilum, S. spegazzinii et S. berthaultii, avec des tests quantitatifs sur tige et feuillage. Une méta-analyse de l’ensemble des données de cartographie produites et publiées a montré la congruence des QTL des différentes études, et précisé les colocalisations entre QTL et gènes majeurs de résistance et avec les QTL liés à la maturité. Des gènes candidats aux méta-QTL obtenus ont pu être proposés. Sur un plan plus prospectif, afin de préciser les relations synténiques entre les trois Solanacées dans une zone de colinéarité fonctionnelle de QTL, une méta-analyse inter-spécifique a été réalisée. Des hypothèses ont été proposées sur la nature possible des gènes sous-jacents aux QTL des différentes espèces, leurs origines et leur évolution possible au cours de la spéciation.
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https://hal.inrae.fr/tel-02823681/file/28041_20091201093933701_1.pdf BibTex

2007

Theses

titre
Development of a high resolution intra-specific map of pepper (Capsicum annuum L.) and QTL analysis for horticultural traits
auteur
Lorenzo Barchi
article
Life Sciences [q-bio]. Università di Torino; Université Montpellier 2 (Sciences et Techniques), 2007. English
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https://hal.inrae.fr/tel-02821811/file/45908_20110411112433093_1.pdf BibTex
titre
Caractérisation fonctionnelle et évolution moléculaire des gènes codant pour les facteurs d'initiation de la traduction eIF4E : des facteurs clés dans la résistance des plantes aux Potyvirus
auteur
Carine Charron
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université de la Méditerranée (Aix Marseille 2), 2007. Français
resume
L'objectif de cette étude est de décrire puis analyser et comparer le polymorphisme de séquence des gènes eIF4E (eukaryotic Initiation Factor 4E) de résistance aux potyvirus, afin de mettre en relation ce polymorphisme avec la double fonction des protéines eIF4E dans les processus cellulaires de l'hôte et dans l'interaction avec les potyvirus. La stratégie repose sur l'association d'analyses fonctionnelles et d'études d'évolution moléculaire des gènes eIF4E chez deux Solanacées (piment et tomate) et chez l'espèce modèle Arabidopsis thaliana. En ce qui concerne le rôle de eIF4E dans les processus cellulaires, la pression de sélection purificatrice forte identifiée pour l'ensemble des gènes eIF4E argumente en faveur de l'acquisition d'une spécialisation fonctionnelle, et ce bien que toutes les protéines eIF4E apparaissent capables de complémenter une levure délétée de son gène eIF4E. En ce qui concerne le rôle de eIF4E dans les interactions plantes-potyvirus, une importante diversité de variants alléliques a été identifiée au locus eIF4E1-pvr2 du piment, diversité caractérisée par des substitutions nucléotidiques exclusivement non-synonymes. La plupart de ces substitutions, impliquées dans la résistance aux PVY (Potato virus Y) et TEV (Tobacco etch virus) via une modification de l'interaction avec la protéine virale VPg (Viral Protein genomelinked), sont sous pression de sélection positive. Ces résultats couplés à ceux montrant que des mutations dans la VPg permettent aux potyvirus de s'adapter aux protéines eIF4E1 de résistance, mettent en évidence l'existence d'une coévolution entre eIF4E1 et VPg. Cette coévolution n'est cependant pas retrouvée chez la tomate et A. thaliana, indiquant que leurs caractéristiques biologiques d'interaction avec les potyvirus "in natura" conduisent à des profils différents d'évolution des gènes eIF4E. Plus globalement, ces résultats associés à ceux montrant la conservation de la position des substitutions en acides aminés dans les protéines eIF4E de résistance d'espèces très éloignées suggèrent l'existence d'une évolution convergente
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https://hal.inrae.fr/tel-02824610/file/PROD2008384d748a_20080527070100460_1.pdf BibTex
titre
Caractérisation moléculaire et fonctionnelle de le résistance aux Phytophthora chez les Solanacées
auteur
Julien Bonnet
article
Sciences agricoles. 2007. Français
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titre
Caractérisation des déterminants génétiques et moléculaires de composantes de la texture du fruit de tomate
auteur
Jamila Chaïb
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Montpellier, 2007. Français
resume
La texture est un critère essentiel dans la perception de la qualité organoleptique du fruit de tomate. Cependant, il s’agit d’un caractère complexe dont les différentes composantes (fermeté, farinosité, jutosité) sont essentiellement évaluées par analyses sensorielles. L’objectif de la thèse est d’identifier des mécanismes contrôlant les variations de texture du fruit de tomate, tant au niveau génétique que moléculaire, afin de fournir, à long terme, des outils intéressants pour assister la sélection de ces caractères dans le cadre de l’innovation variétale. Au niveau génétique, la caractérisation des QTL de texture est abordée en cherchant à savoir comment les régions porteuses de QTL interagissent entre elles et comment le fonds génétique peut influencer l’expression de ces QTL. A l’exception de la fermeté, les effets des QTL de qualité ont été retrouvés au niveau des lignées quasi-isogéniques correspondantes dans le fonds génétique utilisé à l’origine pour la détection de QTL. Néanmoins, de fortes interactions entre QTL et fonds génétiques ont été mises en évidence ainsi qu’un effet fort de l’environnement sur l’expression de ces QTL. Parallèlement, la cartographie fine de deux régions où sont localisés des QTL associés à la texture, a été initiée. Les effets des QTL contrôlant la fermeté du fruit ont été détectés au niveau de certaines familles de recombinants et la localisation de ces QTL a été précisée. Au niveau moléculaire, la recherche de gènes candidats dont la fonction et/ou le niveau d’expression sont associés aux variations de texture a été réalisée par des analyses du protéome et du transcriptome. Plusieurs gènes candidats ont été identifiés et la cartographie de certains d’entre eux a révélé une co-localisation avec les QTL cibles.
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https://hal.inrae.fr/tel-02824941/file/19215_20070830060110106_1.pdf BibTex

2005

Theses

titre
Mécanismes de contournement des résistances et évaluation a priori de leur durabilité dans l'interaction piment (Capsicum annuum L.) - virus Y de la pomme de terre (PVY)
auteur
Valérie Ayme
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université Montpellier 2 (Sciences et Techniques), 2005. Français
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2004

Theses

titre
Bases génétiques de la résistance de la tomate à Ralstonia solanacearum : comparaison des races 1 et 3
auteur
Amandine Carmeille
article
Biologie végétale. Université de la Réunion, 2004. Français. ⟨NNT : 2004LARE0026⟩
resume
Une connaissance approfondie de la résistance à R. solanacearum chez la tomate est nécessaire pour lutter efficacement contre le flétrissement bactérien. Les objectifs de ce travail sont d'identifier une source de résistance à la race 3, phylotype II (r3pII), de caractériser les bases génétiques de cette résistance et de les comparer à celles des souches de race 1. L. esculentum var. cerasiforme Hawaii 7996 a été identifié comme la meilleure source de résistance à une souche réunionnaise de r3pII parmi 82 génotypes de Lycopersicon sp. La cartographie des QTLs de résistance à la race 3 a été réalisée sur la descendance F3 issue de Hawaii 7996 x L. pimpinellifolium WVa700 (sensible), durant deux saisons, en étudiant différents critères (symptômes et colonisation bactérienne). Cette étude a montré la présence d'un QTL généraliste à effet majeur et de QTLs critère ou saison spécifiques. La cartographie des QTLs de résistance aux souches réunionnaises de r1pI et r3pII dans la descendance F8 et la comparaison avec d'autres études révèlent une spécificité phylotypiques des QTLs.
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00546873/file/2004LARE0026_Carmeille.pdf BibTex
titre
Résistances récessives aux potyvirus chez les solanacées et facteurs du complexe d'initiation de la traduction
auteur
Sandrine Ruffel
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université de la Méditerranée (Aix Marseille 2), 2004. Français
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BibTex
titre
Cartographie génétique des résistances partielles du melon à la fusariose race 1.2 et au mildiou
auteur
Laure Perchepied
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Institut National Agronomique Paris Grignon, 2004. Français
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BibTex
titre
Cartographie génétique et étude de QTL conférant la résistance au nématode à kyste Globodera pallida (Stone) chez la pomme de terre (Solanum tuberosum ssp. tuberosum L.)
auteur
Bernard Caromel
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université Paris Sud - Paris 11, 2004. Français
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https://hal.inrae.fr/tel-02831072/file/76502_20120402032951493_1.pdf BibTex

2003

Habilitation à diriger des recherches

titre
Habilitation à diriger des recherches (HDR)
auteur
Carole Caranta
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université de la Méditerranée (Aix Marseille 2), 2003
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Theses

titre
Efficacité de la sélection assistée par marqueurs pour l'amélioration de la qualité organoleptique de la tomate
auteur
L. Lecomte
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université de la Méditerranée (Aix Marseille 2), 2003. Français
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2002

Theses

titre
Introgression d'une résistance polygénique à l'oïdium chez le pêcher Prunus persica à partir d'une espèce sauvage Prunus davidiana
auteur
Marie Foulongne
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université de la Méditerranée (Aix Marseille 2), 2002. Français
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titre
Construction de résistance polygénique assistée par marqueurs: application à la résistance quantitative du piment (Capsicum annuum L.) à Phytophthora capsici
auteur
A. Thabuis
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Institut National Agronomique Paris Grignon, 2002. Français
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titre
Expression de l'ADNc NIA2, codant pour une nitrate réductase de tabac, chez la laitue
auteur
V. Dubois
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université Paris Sud - Paris 11, 2002. Français
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titre
Identification and inheritance of resistance to watermelon chlorotic stunt virus (WmCSV) in melon (Cucumis melo L.) using molecular and biological techniques
auteur
- Mohamed Taha Yousif Elamin
article
Life Sciences [q-bio]. University of Gezira, 2002. English
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2000

Theses

titre
Qualité organoleptique de la tomate : cartographie de QTL des composantes physiques, chimiques et sensorielles
auteur
V. Saliba-Colombani
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université Pierre et Marie Curie - Paris 6, 2000. Français
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titre
Construction d'une carte génétique de référence du melon (Cucumis melo L.) et étude du contrôle génétique du développement et de la maturation du fruit
auteur
Christophe Périn
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université Paul Cézanne (Aix Marseille 3), 2000. Français
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1998

Theses

titre
Caractérisation fonctionnelle de locus impliqués dans les résistances aux maladies chez le piment (Capsicum annuum L.) à l'aide d'une approche gène candidat
auteur
Stéphanie Pflieger
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université Paris Sud - Paris 11, 1998. Français
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1995

Theses

titre
Cartographie génétique du melon (Cucumis melo L.) et recherche de QTL de la résistance au virus de la mosaïque du concombre et de quelques caractères morphologiques
auteur
S. Baudracco-Arnas
article
Sciences du Vivant [q-bio]. Université Paris Sud - Paris 11, 1995. Français
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