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French Lavender and Lavandin crops are subject to severe dieback, resulting from the interaction between Stolbur's disease and increasingly intense and frequent droughts. Improving the resistance of Lavender plantations is a challenge to safeguard this sector with a strong economic, tourist and social impact on its territory. A project involving partners from research and the Lavender sector aims to increase crop resistance through new practices. Within this framework, the objectives of the thesis were i) to identify physiological indicators of the state of stress, and in particular a physiological threshold of non-recovery, following severe droughts in Lavender and Lavandin and ii) to evaluate the effect of the agro-ecological practice of inter-row cultivation on the response of Lavandin to summer drought. In addition, a study on climate forecasting focused on production departments revealed an increase in summer and autumn temperatures and a decrease in autumn rainfall on the near horizon (2021-2050), confirming the interest of our work for the sector. To continuously monitor the physiological condition of the plants during a drought, PépiPIAF-type dendrometers, which measure variations in stem diameter, were used on these species. Two indices related to the intensity of the drought and the damage caused were thus identified: percentage loss of diameter (PLD) and loss of rehydration capacity (PLRC). Plants did not recover from a drought (PLRC = 100%) when the PLD had reached a maximum value of about 21%. These results mean that the inability to recover occurs when the elastic water storage are empty, thus demonstrating their importance during intense droughts. During dehydration, acoustic measurements and electrolyte leakage showed that this inability was associated with significant cell damage and not a high level of embolism. These two indices developed under controlled conditions also made it possible to diagnose the stress state of lavandins in the field. Dendrometers on lavandins revealed water stress exerted by an inter-crop vegetation cover during the growing season and summer drought. The water stress was earlier with this cover but the intensity of the drought was identical to that with bare soil. In addition to the importance of this work in fundamental research, in particular on the mechanisms of plant mortality, these results open perspectives on the anticipation of mortality in Lavender plantations, and even on the management of irrigation of these crops, for a reasoned control of the hydric stress necessary for the production of essential oils but harmful to the plants according to its intensity and the period.; Les cultures françaises de Lavande et Lavandin sont soumises à un sévère dépérissement, résultant de l’interaction entre la maladie du Stolbur et des sécheresses de plus en plus intenses et fréquentes. L’amélioration de la résistance des lavanderaies est un défi pour sauvegarder cette filière à fort impact économique, touristique et social dans son territoire. Un projet associant des partenaires de la recherche et de la filière lavandicole vise à augmenter la résistance des cultures par des nouvelles pratiques. Dans ce cadre, les objectifs de la thèse ont été i) d’identifier des indicateurs physiologiques de l’état de stress, et en particulier un seuil physiologique de non-récupération, suite à des sécheresses sévères chez la Lavande et le Lavandin et ii) évaluer l’effet de la pratique agro-écologique de la culture en inter-rang sur la réponse du Lavandin à la sécheresse estivale. Par ailleurs, une étude sur les prévisions climatiques focalisée sur les départements de production a révélé une augmentation des températures estivales et automnales et une diminution des précipitations automnales à l’horizon proche (2021-2050), confortant l’intérêt de nos travaux pour la filière. Pour suivre en continu l’état physiologique des plants lors d’une sécheresse, des dendromètres de type PépiPIAF, qui mesurent les variations du diamètre des tiges, ont été utilisés sur ces espèces. Deux indices liés à l’intensité de la sécheresse et aux dégâts engendrés ont ainsi été identifiés : le pourcentage de perte de diamètre (PLD) et la perte de capacité de réhydratation (PLRC). Les plants ne récupéraient pas d’une sécheresse (PLRC = 100%) lorsque le PLD avait atteint une valeur maximale d’environ 21%. Ces résultats signifient que l’incapacité à récupérer survient lorsque les réservoirs élastiques d’eau sont vides et démontrent ainsi leur importance lors de sécheresses intenses. Lors des déshydratations, des mesures acoustiques et de fuites d’électrolytes ont montré que cette incapacité était associée à des dégâts cellulaires importants, et non à un haut niveau d’embolie. Ces deux indices développés en conditions contrôlées ont aussi permis de diagnostiquer l’état de stress de lavandins en champ. Les dendromètres sur les lavandins ont révélé une contrainte hydrique exercée par un couvert végétal en inter-rang pendant la période de croissance et de sécheresse estivale. Le stress hydrique fut plus précoce avec ce couvert, mais l’intensité de la sécheresse identique à celle avec un sol nu en inter-rang. Outre l’importance de ces travaux pour la recherche fondamentale, en particulier sur les mécanismes de mortalité des plantes, ces résultats ouvrent des perspectives sur l’anticipation des mortalités en lavanderaie, voire sur le pilotage de l’irrigation de ces cultures, pour un contrôle raisonné de la contrainte hydrique nécessaire à la production d’huiles essentielles, mais dommageables pour les plants selon son intensité et la période.

French Lavender and Lavandin crops are subject to severe dieback, resulting from the interaction between Stolbur's disease and increasingly intense and frequent droughts. Improving the resistance of Lavender plantations is a challenge to safeguard this sector with a strong economic, tourist and social impact on its territory. A project involving partners from research and the Lavender sector aims to increase crop resistance through new practices. Within this framework, the objectives of the thesis were i) to identify physiological indicators of the state of stress, and in particular a physiological threshold of non-recovery, following severe droughts in Lavender and Lavandin and ii) to evaluate the effect of the agro-ecological practice of inter-row cultivation on the response of Lavandin to summer drought. In addition, a study on climate forecasting focused on production departments revealed an increase in summer and autumn temperatures and a decrease in autumn rainfall on the near horizon (2021-2050), confirming the interest of our work for the sector. To continuously monitor the physiological condition of the plants during a drought, PépiPIAF-type dendrometers, which measure variations in stem diameter, were used on these species. Two indices related to the intensity of the drought and the damage caused were thus identified: percentage loss of diameter (PLD) and loss of rehydration capacity (PLRC). Plants did not recover from a drought (PLRC = 100%) when the PLD had reached a maximum value of about 21%. These results mean that the inability to recover occurs when the elastic water storage are empty, thus demonstrating their importance during intense droughts. During dehydration, acoustic measurements and electrolyte leakage showed that this inability was associated with significant cell damage and not a high level of embolism. These two indices developed under controlled conditions also made it possible to diagnose the stress state of lavandins in the field. Dendrometers on lavandins revealed water stress exerted by an inter-crop vegetation cover during the growing season and summer drought. The water stress was earlier with this cover but the intensity of the drought was identical to that with bare soil. In addition to the importance of this work in fundamental research, in particular on the mechanisms of plant mortality, these results open perspectives on the anticipation of mortality in Lavender plantations, and even on the management of irrigation of these crops, for a reasoned control of the hydric stress necessary for the production of essential oils but harmful to the plants according to its intensity and the period.; Les cultures françaises de Lavande et Lavandin sont soumises à un sévère dépérissement, résultant de l’interaction entre la maladie du Stolbur et des sécheresses de plus en plus intenses et fréquentes. L’amélioration de la résistance des lavanderaies est un défi pour sauvegarder cette filière à fort impact économique, touristique et social dans son territoire. Un projet associant des partenaires de la recherche et de la filière lavandicole vise à augmenter la résistance des cultures par des nouvelles pratiques. Dans ce cadre, les objectifs de la thèse ont été i) d’identifier des indicateurs physiologiques de l’état de stress, et en particulier un seuil physiologique de non-récupération, suite à des sécheresses sévères chez la Lavande et le Lavandin et ii) évaluer l’effet de la pratique agro-écologique de la culture en inter-rang sur la réponse du Lavandin à la sécheresse estivale. Par ailleurs, une étude sur les prévisions climatiques focalisée sur les départements de production a révélé une augmentation des températures estivales et automnales et une diminution des précipitations automnales à l’horizon proche (2021-2050), confortant l’intérêt de nos travaux pour la filière. Pour suivre en continu l’état physiologique des plants lors d’une sécheresse, des dendromètres de type PépiPIAF, qui mesurent les variations du diamètre des tiges, ont été utilisés sur ces espèces. Deux indices liés à l’intensité de la sécheresse et aux dégâts engendrés ont ainsi été identifiés : le pourcentage de perte de diamètre (PLD) et la perte de capacité de réhydratation (PLRC). Les plants ne récupéraient pas d’une sécheresse (PLRC = 100%) lorsque le PLD avait atteint une valeur maximale d’environ 21%. Ces résultats signifient que l’incapacité à récupérer survient lorsque les réservoirs élastiques d’eau sont vides et démontrent ainsi leur importance lors de sécheresses intenses. Lors des déshydratations, des mesures acoustiques et de fuites d’électrolytes ont montré que cette incapacité était associée à des dégâts cellulaires importants, et non à un haut niveau d’embolie. Ces deux indices développés en conditions contrôlées ont aussi permis de diagnostiquer l’état de stress de lavandins en champ. Les dendromètres sur les lavandins ont révélé une contrainte hydrique exercée par un couvert végétal en inter-rang pendant la période de croissance et de sécheresse estivale. Le stress hydrique fut plus précoce avec ce couvert, mais l’intensité de la sécheresse identique à celle avec un sol nu en inter-rang. Outre l’importance de ces travaux pour la recherche fondamentale, en particulier sur les mécanismes de mortalité des plantes, ces résultats ouvrent des perspectives sur l’anticipation des mortalités en lavanderaie, voire sur le pilotage de l’irrigation de ces cultures, pour un contrôle raisonné de la contrainte hydrique nécessaire à la production d’huiles essentielles, mais dommageables pour les plants selon son intensité et la période.

Forest vulnerability against climate change is highlighted by the forest diebacks caused by intense droughts. Trees are functioning at their limit of hydraulic failure due to a little hydraulic safety margin. Their behaviour in a context of climate change is, at least partially, linked with phenotypic variability of a key parameter in drought resistance: the xylem vulnerability to cavitation. Previous studies have shown this trait to be under phenotypic plasticity. The main objective of this thesis is to study the consequences of this plasticity in the hydraulic functioning and to identify its structural basis, which is the priority for the search of the genetic determinants for this trait.Poplar saplings were cultivated under grown in contrasted water availability or light exposure in order to induce acclimation in cavitation resistance. The measurements of several functional traits reveal that the leaf area and the cavitation resistance vary the most as response of drought. Simulations using a model (SurEau) confirm the importance of these two traits in drought response, in particular for cavitation resistance. The search of structural determinants was conducted at three levels: xylem, vessel dimensions and pit ultrastructure using several microscopy techniques (S.E.M., T.E.M., optical) and X-ray microtomography. The results show that acclimation of vulnerability to cavitation relies on changes in xylem and vessel dimensions while pit structure remains constant. X-ray microtomography reveals the importance of connectivity between vessels to improve embolism resistance. Plasticity for this trait was also observed on poplar leaves and wheat stems. This calls for research of structural determinants for the primary xylem, and more generally for herbaceous species.; Les dépérissements forestiers causés par des sécheresses intenses mettent en lumière la vulnérabilité des forêts face aux changements climatiques. Les arbres sont en limite de dysfonctionnement hydraulique du fait d’une marge de sécurité hydraulique faible. Leur comportement dans un contexte de changement climatique dépendra donc, au moins en partie, de la variabilité phénotypique d’un paramètre clé dans la résistance à la sécheresse des arbres, la vulnérabilité du xylème à la cavitation. Des études précédentes ont montré que ce trait est soumis à plasticité phénotypique. L’objectif principal de cette thèse est d’évaluer l’impact de cette plasticité dans le fonctionnement hydraulique et d’en identifier les bases structurelles, un préalable à la recherche de déterminants génétiques sur ce trait.Des plants de peupliers ont été cultivés dans des conditions de croissance contrastées pour l’eau et la lumière dans le but d’induire de la plasticité sur la vulnérabilité à la cavitation. Des mesures réalisées sur différents traits fonctionnels indiquent que ce sont principalement des variations de surface foliaire et de résistance à la cavitation qui varient en réponse à une contrainte hydrique. Les simulations d’un modèle de fonctionnement hydraulique (SurEau) confirme l’importance de ces deux traits dans la réponse à la sécheresse, en particulier de la résistance à la cavitation. La recherche de déterminants structuraux de la plasticité pour ce trait a été conduite aux niveaux du xylème, des dimensions des vaisseaux et de l’ultrastructure des ponctuations, grâce à plusieurs techniques de microscopie (M.E.B., M.E.T., optique), et à la tomographie à rayons X. Les résultats montrent que l’acclimatation de la vulnérabilité à la cavitation repose sur un changement de l’organisation du xylème et des dimensions des vaisseaux, alors que la structuration des ponctuations reste constante. La microtomographie à rayons X permet de révéler l’importance de la connectivité entre vaisseaux pour améliorer la résistance à l’embolie. En outre, une plasticité pour ce trait est aussi observée sur des feuilles de peupliers ou sur des tiges de blé, appelant à la recherche de déterminants structuraux du xylème primaire, et plus généralement des espèces herbacées.

Forest vulnerability against climate change is highlighted by the forest diebacks caused by intense droughts. Trees are functioning at their limit of hydraulic failure due to a little hydraulic safety margin. Their behaviour in a context of climate change is, at least partially, linked with phenotypic variability of a key parameter in drought resistance: the xylem vulnerability to cavitation. Previous studies have shown this trait to be under phenotypic plasticity. The main objective of this thesis is to study the consequences of this plasticity in the hydraulic functioning and to identify its structural basis, which is the priority for the search of the genetic determinants for this trait.Poplar saplings were cultivated under grown in contrasted water availability or light exposure in order to induce acclimation in cavitation resistance. The measurements of several functional traits reveal that the leaf area and the cavitation resistance vary the most as response of drought. Simulations using a model (SurEau) confirm the importance of these two traits in drought response, in particular for cavitation resistance. The search of structural determinants was conducted at three levels: xylem, vessel dimensions and pit ultrastructure using several microscopy techniques (S.E.M., T.E.M., optical) and X-ray microtomography. The results show that acclimation of vulnerability to cavitation relies on changes in xylem and vessel dimensions while pit structure remains constant. X-ray microtomography reveals the importance of connectivity between vessels to improve embolism resistance. Plasticity for this trait was also observed on poplar leaves and wheat stems. This calls for research of structural determinants for the primary xylem, and more generally for herbaceous species.; Les dépérissements forestiers causés par des sécheresses intenses mettent en lumière la vulnérabilité des forêts face aux changements climatiques. Les arbres sont en limite de dysfonctionnement hydraulique du fait d’une marge de sécurité hydraulique faible. Leur comportement dans un contexte de changement climatique dépendra donc, au moins en partie, de la variabilité phénotypique d’un paramètre clé dans la résistance à la sécheresse des arbres, la vulnérabilité du xylème à la cavitation. Des études précédentes ont montré que ce trait est soumis à plasticité phénotypique. L’objectif principal de cette thèse est d’évaluer l’impact de cette plasticité dans le fonctionnement hydraulique et d’en identifier les bases structurelles, un préalable à la recherche de déterminants génétiques sur ce trait.Des plants de peupliers ont été cultivés dans des conditions de croissance contrastées pour l’eau et la lumière dans le but d’induire de la plasticité sur la vulnérabilité à la cavitation. Des mesures réalisées sur différents traits fonctionnels indiquent que ce sont principalement des variations de surface foliaire et de résistance à la cavitation qui varient en réponse à une contrainte hydrique. Les simulations d’un modèle de fonctionnement hydraulique (SurEau) confirme l’importance de ces deux traits dans la réponse à la sécheresse, en particulier de la résistance à la cavitation. La recherche de déterminants structuraux de la plasticité pour ce trait a été conduite aux niveaux du xylème, des dimensions des vaisseaux et de l’ultrastructure des ponctuations, grâce à plusieurs techniques de microscopie (M.E.B., M.E.T., optique), et à la tomographie à rayons X. Les résultats montrent que l’acclimatation de la vulnérabilité à la cavitation repose sur un changement de l’organisation du xylème et des dimensions des vaisseaux, alors que la structuration des ponctuations reste constante. La microtomographie à rayons X permet de révéler l’importance de la connectivité entre vaisseaux pour améliorer la résistance à l’embolie. En outre, une plasticité pour ce trait est aussi observée sur des feuilles de peupliers ou sur des tiges de blé, appelant à la recherche de déterminants structuraux du xylème primaire, et plus généralement des espèces herbacées.

Observations du bois par microtomographie à rayons X. Outils et quelques exemples "pour meubler si nécessaire". Ecole Thématique CNRS «Pluribois»

Thèse présentée sous la forme d'une"Thèse Article"; Introduction : les évènements emboliques (EE) représentent la complication majeure de l’endocardite infectieuse (EI). Le bénéfice d’un traitement par aspirine (ASA) et statines (ST) a été démontré par des études animales, mais les conclusions des études cliniques sont discordantes. Le but de cette étude était d’évaluer le bénéfice d’une préexposition à l’aspirine et/ou aux statines sur le risque embolique chez des patients présentant une EI.Méthode : dans une étude rétrospective menée de 2010 à 2016, nous avons évalué l’impact d’un traitement quotidien par ASA ou ST sur les complications liées à l’EI. Le critère de jugement principal était les EE. Les critères secondaires étaient les emboles cérébraux, les EE en fonction de la bactérie impliquée, les évènements hémorragiques et la mortalité à 30 jours.Résultats : parmi 529 patients porteurs d’une endocardite infectieuse, à l’admission 135 (23%) patients étaient traités par ASA, 130 (24%) par ST, et 66 (12%) recevaient la combinaison des deux. Au total, 264 (50%) patients ont présenté un EE. En comparant aux 330 patients non traités, les 66 patients recevant la combinaison ASA et ST présentaient moins d’EE (23 (34%) vs 179 (54%), OR=0.46 [0.26-0.78] p=0.004) et moins d’hémorragies cérébrales (2 (3%) vs 38 (11%), OR 0.29 [0.06-0.91] p=0.03).Les EE étaient significativement réduits par l’ASA dans les EI à Staphylocoque coagulase négative (0R=0.23 [0.06-0.73] p=0.01) et les EI à Streptocoque gallolyticus (OR=0.26 [0.05-0.95] p=0.04), et par les ST dans les EI à Staphylocoque aureus (0R=0.46 [0.2-0.99] p=0.046).En analyse multivariée, seule la thérapie combinée était protectrice contre les EE (OR=0.3 [0.06- 0.96]).Conclusions : une pré-exposition à un traitement combiné par aspirine et statine réduit les évènements emboliques ainsi que les complications hémorragiques dans l’endocardite infectieuse. Des études supplémentaires sont requises pour établir le bénéfice de ces deux traitements en termes de morbidité et de mortalité dans l’endocardite infectieuse.

Des chercheurs de l’Inra et de Bordeaux Sciences Agro1, en collaboration avec le Synchrotron SOLEIL, démontrent qu’il n’y a pas de différence entre huit variétés de vignes (cépages et porte-greffes) vis à vis de leur résistance à l’embolie2 vasculaire lors de sécheresses sévères. Plus encore, grâce à des observations sur le long terme dans deux des plus grandes régions viticoles (Saint-Emilion en France et la vallée de Napa aux Etats-Unis), ils révèlent pour la première fois que les vignes n’ont jamais atteint leurs seuils létaux de dysfonctionnement hydraulique mais que la marge de sécurité face à la sécheresse reste faible. Ces travaux sont publiés dans la revue Science Advances le 31 janvier 2018.

Les arbres aussi peuvent être victimes d'embolies. La faute au manque d'eau.

Forests worldwide are at increased risk of widespread mortality due to intense drought under current and future climate change. In particular, conifer species seem extremely vulnerable to mortality due to hydraulic failure or embolism. The main objective of this thesis was to examine conifer resistance to embolism in an evolutionary framework. Firstly, we uncovered 9-fold variation in resistance to embolism across 250 species from the 7 conifer families, culminating in a new world record in Callitris tuberculata (P50 = -18.8 MPa). We demonstrated the evolutionary relationship between increased embolism resistance and the anatomy of bordered pits. By combining this unprecedented physiological dataset with a time-calibrated phylogeny of over 300 species, we retraced conifer diversification and the evolution of embolism resistance. We discovered multiple evolutionary dynamics with several conifer lineages shifting to higher rates of speciation and trait evolution. We found that conifers with high drought resistance diversified more rapidly, especially crown groups of Cupressaceae composed of the Cupressus-Juniperus clade and the Callitris clade. Within this last group, diversification rates increased over the course of the aridification of Australia over the last 30 million years. We show how their xylem has been shaped by drought, becoming more resistant to embolism, but crucially we found no trade-off with water transport efficiency or construction costs. This work greatly expands our understanding of how vascular plants have evolved to cope with extreme drought.; Les forêts du monde entier sont menacées de mortalités importantes lors de sécheresses intenses liés au changement climatique. Les conifères en particulier semblent extrêmement vulnérables à la mort par dysfonctionnement hydraulique de leur système vasculaire ou embolie. Le principal objectif de cette thèse est d’étudier la résistance à l’embolie des conifères dans un cadre évolutif. Premièrement, nous avons mis en évidence que la résistance à l’embolie varie d’un facteur neuf sur plus de 250 espèces parmi les 7 familles de conifères, atteignant un nouveau record du monde avec Callitris tuberculata (P50 = -18.8 MPa). Nous avons montré le lien évolutif entre cette résistance et l’anatomie des ponctuations aréolées. En combinant cette base de données unique avec une phylogénie calibrée de plus de 300 espèces, nous avons retracé la diversification des conifères et l’évolution de leur résistance à l’embolie. Nous avons découvert que plusieurs lignées de conifères ont brusquement changé de dynamiques évolutives, avec l’accélération de la spéciation et de l’évolution de résistance à l’embolie. En outre, les conifères plus résistants se sont diversifié plus rapidement, notamment les genres Cupressus, Juniperus et Callitris (Cupressaceae). La diversification de ces derniers s’est accélérée avec l’aridification de l’Australie sur les derniers 30 Millions d’années. Nous montrons que leur xylème a été façonné par la sécheresse, devenant plus résistant à l’embolie mais surtout sans compromettre l’efficience du transport de l’eau ou augmenter son coût de construction. Cette thèse élargit notre compréhension de l’évolution des plantes vasculaire face aux sécheresses intenses.

National audience

To assure the transport from the roots to the leaves, vascular plants create strong depressions in the sap, next to -200 bars. This depression pulls the water column contained by the tree vascular system. The water cohesion keeps the sap under liquid state. This metastable state can breaks: cavitation bubbles appear. They create an air plug inside the plant hydraulic network and impede sap flow. This phenomena called embolism could lead to the plant death by preventing the sap transport.This thesis is dedicated to the air invasion into hydraulics networks under negative pressure. First, we study the leaf embolism. We developed a new technique which allows us to record the spatial propagation of embolism in leaves hydraulic network. We show that the embolism propagates by steps from biggest veins to smallest veins.Next, in order to understand the underlying physical laws, we use two model systems. We build artificial networks in a hydrogel which mimics the sap flow characteristics. After the relaxation of the negative pressure in the network by the nucleation of a bubble, we observe surface oscillations and the slow growth of the bubble. This growth is linked to the water transport through the hydrogel and can reach a stationary regime.As we are not able to reproduce all the characteristics of the leaf network with the hydrogel, we create a computer modeling based on the Ohm analogy between hydraulics networks and electrical circuits. We reproduce the specific features of the xylem which transport the sap: the conduits are linked by pits, small valves which limit the progression of the embolism. We were able to recover the distinctiveness steps in embolism.Finally, we discuss the application of the preceding results to wood and we present some results on Pinus sylvestris., Pour assurer le transport de la sève des racines vers les feuilles, les plantes vasculaires génèrent de très fortes dépressions dans le liquide, pouvant atteindre -200 bar, au niveau des feuilles. Cette dépression « tire » sur la colonne d'eau contenue dans l'appareil vasculaire de l'arbre. La cohésion de l'eau maintient la sève sous forme liquide. Cet état métastable peut se rompre : des bulles de cavitation apparaissent. Elles créent un « bouchon » d'air dans le réseau hydraulique de la plante et gênent la circulation de la sève. C'est ce que l'on appele l'embolie. Si ce phénomène se généralise, il peut provoquer la mort de la plante.Ce travail de thèse est consacré à 'invasion d'air dans des réseaux hydrauliques naturels ou artificiels initialement à pression négative. Nous avons d'abord étudié l'embolie dans les feuilles. Nous avons développé une technique novatrice permettant de relever la propagation spatiale de l'embolie dans le réseau hydraulique des feuilles. Nous montrons que l'embolie, quelque soit l'espèce, se propage par à-coups des plus grosses nervures aux plus petites.Afin de comprendre les lois physiques sous-jacentes, nous utilisons deux systèmes modèles. Nous réalisons d'abord des réseaux artificiels dans un hydrogel reproduisant les caractéristiques de la circulation de la sève ascendante. Après la relaxation de la tension dans le réseau par l'apparition de la bulle, nous observons des oscillations de surface et une croissance lente de la bulle, liée à l'évacuation de l'eau à travers l'hydrogel. Cette croissance peut atteindre un régime quasi-stationnaire. Ce systèmes ne nous permettant pas de reproduire toutes les caractéristiques géométriques du xylème, nous présentons une modélisation informatique reposant sur l'analogie entre réseaux hydrauliques et électrocinétique. Nous reproduisons les caractéristiques du xylème dans lequel circule la sève : les éléments conducteurs sont reliées par les ponctuations, des valves protégeant la plante de l'embolie. Nous retrouvons les à-coups caractéristiques de la propagation de l'embolie dans les feuilles.Enfin, nous discutons l'application des résultats précèdents dans le cas du bois et nous présentons quelques résultats obtenus sur du pin sylvestre.

Le myxome cardiaque est une tumeur histologiquement bénigne, souvent découverte fortuitement à l’échocardiographie. Elle reste néanmoins grave par ses complications, notamment emboliques. Nous rapportons le cas d'un myxome de l'oreillette gauche compliqué de syndrome coronarien aigu et de multiples accidents vasculaires cérébraux ischémiques. Le diagnostic d'accidents emboliques est retenu devant l'association d'une tumeur intracardiaque emboligène, des AVCI et un SCA en l'absence de lésions d'athérosclérose et l'absence de thrombus intracardiaque. Le patient a bénéficié d'une exérèse chirurgicale de la tumeur avec des suites opératoires simples. Nous illustrons à travers cette observation le potentiel embolique du myxome qui rend cette tumeur redoutable et nous insistons sur l'intérêt d'une prise en charge chirurgicale urgente.

C’est étrange, un arbre, en hiver. Immobile, sombre, décharné. Seul, sur fond de ciel blanc et terne. Subissant sans broncher les assauts hostiles du vent, du froid, de la pluie, de la neige aussi. Ses branches comme celles d’un malheureux escogriffe. Au printemps, il exulte. Ses bourgeons éclatent, il se pare de mille feuilles, le vert est annoncé, c’est la fête au végétal. Mais l’hiver ? Que fait-il ? Comment passe-t-il le temps ? Il attend ? Mais quoi exactement ? Si on pose la question à un biologiste, il répond : en hiver, les arbres dorment… à moitié ! Mais encore ? Cela s’appelle la “dormance”. Soit une longue somnolence, dans laquelle sombre doucement l’arbre, sans heurt, dès l’automne, lorsque le fond de l’air annonce le froid à venir. Car l’arbre a un objectif : protéger ses bourgeons, que menace notamment le gel. Et pour remplir cette mission, l’arbre se met en veille. C’est-à-dire qu’il ralentit sa croissance. Un exploit ! Protecteur, il va même jusqu’à former des écailles là où naîtront les futures pousses feuillées, leur faisant comme un nid douillet d’où elles pourront éclore sans crainte, lorsque les beaux jours seront revenus.

Les arbres irriguent leurs organes par un système microfluidique complexe qui permet le transfert d’eau sous des pressions hydrostatiques négatives allant de -0.1 à -13 MPa. Dans ces conditions de métastabilité, les arbres vivent avec le risque d’une vaporisation soudaine de leur sève, qui conduit à l’embolie. Après cavitation, la poche de gaz créée croît ensuite par différence de pression et diffuse dans les vaisseaux du xylème à travers des membranes poreuses appelées “ponctuations”. Ces membranes permettent d’assurer le transfert hydrique vasculaire et de lutter contre la propagation de l’embolie gazeuse pouvant conduire à un état létal de la plante. Pour comprendre les mécanismes d’embolie d’air dans le xylème, nous avons pu étudier la structure des ponctuations du peuplier et caractériser par microscopie à force atomique (AFM) leurs propriétés mécaniques. Nous avons fait des expériences de nano-indentation et de flexion sur des échantillons secs et saturés en eau. Les premières expériences semblent montrer que les propriétés mécaniques sont peu affectées par la sorption d’eau (le module d’Young de la membrane primaire est E 0:40 GPa). Nous avons pu établir que le module des ponctuations était inférieur à celui de la paroi vaisseaux du xylème (E 8 GPa). Des expériences de micromoulages ont montré que les membranes des ponctuations se déforment sous l’effet d’une différence de pression. En tenant compte de la présence des parois secondaires, l’analyse par éléments finis de la déformation des ponctuations permet de calculer le module d’Young des membranes qui est identique à celui déterminé en AFM. Nous avons pu mettre en évidence que les mâchoires constituées par les parois secondaires limitent la déformation de la membrane au niveau de l’encastrement près du bord. Des expériences d’injection d’air ont permis de déterminer la pression critique (Pc = 1:8 MPa) et les diamètres critiques des pores présents sur les valves capillaires (dpore 160 nm). La taille des pores estimée est cohérente avec les données de la littérature. Nous avons proposé une première modélisation de la propagation d’une embolie sur la base de l’écoulement de Darcy dans la membrane. L’ensemble des résultats semble montrer que la diffusion de gaz est rendu possible par l’effet conjoint de la déformation de la membrane qui génère l’ouverture des pores diminuant ainsi la pression critique de passage du gaz et de la rupture des ponts capillaires présents dans les pores de la membrane.

Détection acoustique de l'embolie induite par le gel chez différentes espèces ligneuse. Colloque Xylème - eau - croissance

Détection acoustique de la prise en glace dans le xylème. Colloque Xylème - eau - croissance

Les aires de répartition des arbres pourraient être grandement affectées par le changement climatique. Les résultats d’analyses paléogéographiques ont montré que ces dernières se sont déjà déplacées avec les variations passées du climat. Ces études ont permis de déterminer la direction et la vitesse de migration des espèces, données utilisées actuellement pour générer des prédictions sur l’évolution de l’aire de répartition des espèces forestières en réponse au réchauffement du climat. Cependant, le contexte écologique dans lequel les arbres font face à ces changements est très différent par rapport aux changements climatiques passés : l'augmentation actuelle des températures est plus rapide, les surfaces susceptibles d’être colonisées sont occupées par des écosystèmes très différents et variés (forêts, surfaces agricoles, zones urbaines). Par conséquent, les arbres pourront-ils faire face à la rapidité des changements globaux actuels ? Auront-ils la capacité de migrer pour trouver des conditions plus favorables ou pourront-ils s’adapter et survivre à de nouvelles conditions environnementales ? Dans un premier temps, l’analyse de données historiques (plans d’aménagements de l’Office Nationale des Forêts et Inventaires Forestiers Espagnols) a permis de mettre en évidence des évènements de colonisation et d’extirpation et de quantifier la vitesse de migration de populations situées au cœur ou aux marges de leur aire de répartition. Une colonisation massive de Quercus ilex dans les dunes boisées atlantiques (limite Nord d’aire de répartition) a été mise en évidence au cours des 130 dernières années, confirmant les tendances prédites par les modèles. Cependant, les vitesses de colonisation de cette espèce restent bien inférieures aux déplacements de son bioclimat estimés à partir de modèles de niche. Les espèces localisées en limite Sud d’aire de répartition présentent des remontées altitudinales plus importantes que pour celles situées au cœur de leur aire. En conclusion, nos résultats montrent que les changements globaux ont déjà impactés la répartition des arbres malgré l’existence d’un décalage temporel entre les réponses migratoires des espèces forestières et le déplacement de leur bioclimat. Le stress hydrique est le facteur prépondérant pouvant expliquer le dépérissement des arbres dans un milieu dont la disponibilité en eau est limitée, notamment en marge chaude d’aire de répartition. Nous avons, par conséquent, étudié la résistance à la sécheresse et ses mécanismes chez les plusieurs espèces d’Angiospermes. Nos résultats montrent qu’un seuil de 90% d’embolie mène à des dommages physiologiques irréversibles de la plante et à la mort par déshydratation. Ce seuil est considérablement plus élevé que celui précédemment observé chez les conifères. L’étude du fonctionnement hydraulique d’espèces de chênes co-occurrentes nous a permis de montrer que la survie de Q. robur pourrait être menacée dans les forêts atlantiques dans un contexte de sécheresses de plus en plus intenses car il y subit des taux d’embolie native élevés. Au contraire, Q. ilex présente des taux d’embolie négligeables sur ce même site d’étude.Les vitesses réelles de migrations constituent des données empiriques essentielles qui nous renseignent sur les capacités migratoires effectives des arbres. Elles pourront être intégrées dans les modèles de répartition, tout comme les seuils d’embolie induisant la mort des arbres., Tree distribution could be highly affected by climate change. Results of paleogeographic studies showed that tree distribution ranges have already shifted with past climate changes. These data are currently used to model the evolution of species distribution in response to global warming. However, the ecological context in which species have to cope with climate change is very different than the past one: the current increase of temperature occurs faster than the past global warming, the areas being likely colonized are covered by various ecosystems (forests, agricultural surfaces, urban areas). So will tree species be able to cope with the current global change? Will they be able to migrate to find more favourable conditions or to survive to drier environmental conditions? Firstly, the analysis of historical data (French National Forest Office and Spanish National Forest Inventories) allowed determining colonization and extirpation events, and quantifying migration rates of tree species populations situated at the edges or the core of their distribution range. We evidenced that Q. ilex has substantially colonized new areas at its northern margin during the last 130 years, confirming the model trends. However, the colonization rates of Q. ilex are much lower than the shift of its bioclimate predicted by bioclimatic models. Species located at their rear edge showed higher upward shifts than other species located at the core of their range. To conclude, our results showed that global change have already impacted tree distribution although a time-lag between forest species migration responses and their bioclimate shift. Water stress is the main factor explaining tree dieback when water is limited and so particularly at the warm limit of tree species distribution range. Therefore, we studied drought resistance and its mechanisms in angiosperm tree species. Our results showed that embolism threshold of 90% leads to irreversible damages and tree death by dehydration. This threshold is considerably higher than the observed in Conifers. The study of hydraulic functioning of co-occurring oaks showed that the survival of Q. robur could be threatened in the context of increasing drought in the Atlantic forests because of its functioning at high levels of embolism. On the contrary, Q. ilex presented negligible levels of embolism in the same study area. The migration rates form primordial empirical data that give us information about tree effective migration abilities. They could be integrated within vegetation distribution models as well as embolism thresholds leading to tree mortality.

La prise en charge diagnostique et thérapeutique de l'embolie pulmonaire à beaucoup évolué au cours de ces dernières années. Une nouvelle stratification de la sévérité de 1 'EP est apparue qui fait appel au risque de décès précoce lié au phénomène thromboembolique. Le diagnostic repose aujourd'hui sur des stratégies séquentielles non invasives s'articulant autour de 1 'angioscanner multi coupe. Sur le plan thérapeutique, les héparines de bas poids moléculaire (HBPM) et lefondaparinux ont supplanté / 'héparine non fractionnée (HNF), alors que la thrombolyse reste le traitement de première intention des EP à risque élevé et que 1 'embolectomie chirurgicale est devenue une alternative valable en cas de contreindication ou d'échec du traitement thrombolytique

Cavitation et embolie induites par des cycles gel/dégel. Colloque GDR 3544 "Sciences du bois"

A l’heure du réchauffement planétaire, les épisodes climatiques extrêmes se voient de plus en plus réguliers. Parmi eux, la sécheresse touche de manière récurrente la France et ses productions agricoles. Dans cette optique, au sein de l’UMR PIAF de l’INRA de Clermont-Ferrand et en collaboration avec l’UREP de l’INRA de Clermont-Ferrand, nous avons essayé de mettre en place une méthode de mesure de la vulnérabilité à la cavitation des tiges de poacées prairiales. Ce travail s’est articulé autour de divers appareils de mesures utilisés sur les ligneux dont le Xyl’em, commercialisé par Bronkhorst® et dont l’INRA possède la licence, ainsi que le Cavitron, appareil permettant d’induire une embolisation artificielle des vaisseaux de xylème dans des tiges végétales tout en mesurant simultanément leur embolisation. Nous avons également cherché à obtenir des premiers résultats concernant la capacité de quelques poacées prairiales à résister à la cavitation en étudiant le lien possible ou non avec leur capacité de résistance à la sécheresse. Nous avons conclu à une méthode permettant de mesurer la vulnérabilité de nombreuses poacées prairiales à la cavitation et nous avons également obtenu des résultats qui semblent en lien avec la résistance à la sécheresse

L’arbre fixé au sol doit s’adapter aux contraintes environnementales (température, disponibilité en eau et en lumière, ...). La transpiration est la force majeure permettant le transport de l’eau des racines vers le houppier via des cellules spécialisées du bois appelées vaisseaux xylémiens chez les angiospermes. L’eau y circule sous pression négative et de manière continue. Lorsque les conditions climatiques deviennent défavorables pour l’arbre, cette pression négative s’accroît et peut conduire à une rupture de la colonne d’eau. Ce phénomène induit l’embolie et peut s’avérer fatal à la survie de l’arbre (Sperry and Tyree, 1988). La vulnérabilité à l’embolie diffère selon les espèces et les conditions de croissance de ces espèces (Choat et al., 2012). Elle serait liée à l’anatomie des vaisseaux (Awad et al., 2010) et en particulier, à l’échelle pariétale, à la structure des ponctuations qui réalisent la jonction hydraulique entre les vaisseaux (Awad et al., 2012). Pour valider cette hypothèse, des peupliers ont été soumis à différentes contraintes hydriques. Le bois produit a été analysé selon une approche pluridisciplinaire : (i) écophysiologique, en caractérisant les fonctions hydrauliques telles que la conductance stomatique, la transpiration, la pression de sève et la vulnérabilité à la cavitation ; (ii) anatomique, par une approche de microscopie optique permettant l’analyse de la structure des vaisseaux. En effet, il existe des corrélations entre la sensibilité à la cavitation, l’épaisseur des parois et la densité des vaisseaux. Cette approche est associée à une observation par tomographie à rayon X permettant de caractériser la distribution spatiale de l’embolie; et enfin, la caractérisation de la structure des ponctuations (épaisseur et diamètre de la membrane) par microscopie électronique à transmission ; (iii) biomécanique en déterminant les propriétés physiques du bois produit ; (iv) moléculaire par une analyse transcriptomique à l’échelle des tissus. La formation du bois étant sous contrôle moléculaire, il est fort probable que des gènes impliqués dans la vulnérabilité à l’embolie soient également impliqués dans la biosynthèse et/ou des modifications de la paroi des vaisseaux et des ponctuations. Les résultats préliminaires obtenus sur des plantes stressées obtenues au cours de la saison de végétation 2012 sont présentés. Le niveau de stress hydrique subi par les plantes au cours de leur conditionnement en serre a été évalué. Les plantes stressées ont montré une plus faible conductance stomatique, transpiration foliaire et un potentiel hydrique plus bas que les plantes témoins. Les résultats de tomographie à rayon X indiquent que le bois produit en conditions de stress hydrique est également plus résistant à l’embolie.

Le syndrome d’embolie de liquide amniotique (SELA) est une complication rare et souvent catastrophique de l’accouchement chez la femme caractérisée classiquement par une hypotension sévère, un arrêt cardiorespiratoire et une coagulation intra-vasculaire disséminée. Malheureusement, sa physiopathologie est encore mal connue. Le rôle des kinines n’a notamment pas été étudié. L’objectif de notre projet était de développer un modèle animal de SELA et d’étudier le rôle éventuel des kinines dans ce syndrome. Douze lapines en fin de gestation ont été incluses dans l’étude. Pour chacune d’entre-elles, le liquide amniotique était aspiré de chaque sac amniotique après une laparotomie. Six lapines recevaient un bolus de liquide amniotique injecté via la veine auriculaire alors que les six autres recevaient un bolus de saline. Parallèlement, les effets in vitro de liquide amniotique sur la coagulation étaient évalués par thrombelastographie (TEG) et comparés aux effets de la saline. L’injection de liquide amniotique n’a pas permis de reproduire les signes cliniques de SELA, n’a pas entrainé la génération de bradykinine, et n’a pas eu d’effet sur le temps de prothrombine, le temps de thromboplastine partielle activée, et l’activité du facteur VIII de. Une thrombocytopénie sévère et transitoire a cependant été notée 5 minutes après l’injection de liquide amniotique. De plus, en additionnant in vitro de liquide amniotique au sang on a observé un tracé de TEG hypercoagulable comparé à celui obtenu avec la saline. Le modèle n’ayant pas pu reproduire le SELA, le rôle des kinines dans ce syndrome reste à déterminer., Amniotic fluid embolism (AFE) is a rare but catastrophic complication of parturition characterized by severe hypotension, cardiovascular collapse, and massive consumptive coagulopathy. Its pathophysiology remains obscure. In particular, the potential role of bradykinin in hypotension is unknown. The objective of this study was to develop a suitable animal model of AFE and to study the effects of amniotic fluid injection on bradykinin release in this model. Twelve rabbits in late gestation (25 days) were used. For each rabbit, amniotic fluid was collected from foetal amniotic sacs by laparotomy. For six rabbits, the amniotic fluid was then injected as a bolus via the left auricular vein, whereas the six other rabbits received saline (control group). In parallel, the in vitro effects of amniotic fluid on coagulation was assessed by thrombelastography (TEG) and compared to the effects of saline. Injection of amniotic fluid did not reproduce clinical signs of AFE, did not provoke bradykinin generation and had no effect on prothrombin time, the activated partial thromboplastin time, nor Factor VIII activity. However, a significant thrombocytopenia was observed five minutes after amniotic fluid administration. This thrombocytopenia resolved within 60 minutes. In vitro addition of amniotic fluid to blood resulted in accelerated clotting on TEG tracings as compared to the effect of saline. As we were not able to reproduce AFE with our model, the role of kinins in this syndrome remains to be determined.

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Diplôme : Master

L'embolie gazeuse est un événement d'origine iatrogène dans 94% des cas et reste un accident redoutable, encore mortel ou grevé de lourdes séquelles neurologiques. Dans un pourcentage non négligeable de cas elle est la conséquence de mauvaises manipulations de cathéters de voies veineuses centrales, par débranchement accidentel ou lors de leur retrait, plus rarement de leur pose ; aussi des efforts de prévention restent capitaux à fournir et passent essentiellement par de l'information à grande échelle. La prévention lors d'actes chirurgicaux à risque est également importante ainsi que des moyens fiables de détection et une surveillance attentive de ces patients à risque. Le diagnostic est parfois difficile, en raison d'une symptomatologie clinique cardiorespiratoire et/ou neurologique aspécifique, il est rarement de certitude, souvent de présomption, et encore trop fréquemment retardant la prise en charge. Dès la suspicion d'EG des mesures doivent être prises en urgence, à savoir une réanimation si nécessaire mais surtout la mise en oeuvre d'une oxygénothérapie normobare à fort débit pour commencer la dénitrogénation ; puis le patient doit être acheminé dans les plus brefs délais dans le centre hyperbare le plus proche afin de le traiter par oxygénothérapie hyperbare. L'intérêt de l'OHB est certain et démontré à maints niveaux sur le plan théorique ; afin de confirmer son efficacité et l'importance de sa mise en oeuvre rapide, nous avons effectué un travail rétrospectif d'analyse de dossiers et essayé de trouver une corrélation entre un délai rapide de traitement par OHB et un bon pronostic. La thèse s'organise en trois parties : La première partie rappelle les étiologies, la physiopathologie, les modalités diagnostiques et thérapeutiques des EG. La deuxième partie est une étude essentiellement descriptive sur 8 ans des 16 cas d'EG traitées par OHB au C.H.U. de Nancy, qui comprend une analyse des circonstances de survenue, des délais avant traitement par OHB avec recherche des causes d'un délai parfois long, des protocoles d'OHB utilisés avec les éventuels incidents survenus, et enfin de l'évolution c'est-à-dire la présence ou non de séquelles neurologiques pour chaque cas. La troisième partie étend le travail à tous les centres hyperbares de France métropolitaine et d'Outre-mer, avec une étude portant sur l'année 2008 ayant permis d'analyser 90 cas d'EG ; les délais de prise en charge ont été étudiés ainsi que le pronostic des patients ; nous trouvons une forte corrélation entre un délai avant OHB inférieur à 6 heures et un pronostic favorable ; cette relation semble indépendante de biais liés à l'âge, au sexe et à l'état de santé antérieur du patient, avec un modèle statistique multivarié. De plus il semble que les compressions profondes à l'Héliox pourraient permettre un pronostic meilleur, y compris en cas de prise en charge tardive. Dans cette partie nous insistons sur le rôle essentiel de la prévention en rappelant ses différents aspects.

Diplôme : Master

During winter, trees are susceptible of environmental stresses caused by freezing on their cells and vascular system. To limit the risks of lyse, the cells promotes extracellular freezing by increasing on their osmotic potential by the hydrolysis pf starch reserves in sugars at numerous species. The freezing resistance of conifers, although it is greater than other species, but doesn't seem to imply the content solely in sugars but also of other cryoprotective compounds too. Vascular system seems more or less sensitive to the embolism according to the diameter of the vessels. Conifers with tracheids are very strongly resistant while of other sensitive species seems to limit the impact of the embolism by mechanisms of repair (stem pressure and/or root pressure) and/or with cambial growth before the budburst. This study showed which adaptation mechanisms and how much they are implicated in the repartition area limitation for fifteen tree species of temperate region.; Lors de l’hiver, les arbres sont soumis à des stress importants engendrés par le gel sur leurs cellules et leur système conducteur. Pour limiter les risques de lyse, les cellules favorisent la formation de glace au niveau extracellulaire en jouant notamment sur leur potentiel osmotique par l’hydrolyse des réserves d’amidon en sucres chez de nombreuses espèces. La résistance des conifères est supérieure à celle des autres espèces, mais ne semble pas impliquer uniquement le contenu en sucres mais également d’autres composés cryoprotecteurs. Le système conducteur semble plus ou moins sensible à l’embolie en fonction du diamètre des vaisseaux. Les conifères à trachéides sont très fortement résistants tandis que d’autres espèces sensibles semblent limiter l’impact de l’embolie par des mécanismes de réparation (poussée de branche et/ou poussée racinaire) et/ou par une croissance cambiale préalable au débourrement. Cette étude a permis de montrer chez quinze espèces d’arbres des régions tempérées quels étaient les mécanismes d’adaptation et dans quelle mesure ils étaient susceptibles d’intervenir dans la définition de leurs aires de répartition.

Diplôme : Master; Water transport in plants occurs under a negative pressure. Edaphic drought can cause sap cavitation. Cavitation leads a vessel to embolism, that is to say a total loss of conductivity. In order to study water stress acclimatation, we put two variety of trees beech and silver birch under three levels of water stress. The result was a significant drop in water potential, evaporative rate, hydraulic conductivity and growth rate. Pits are structures of the xylem wall involved in the seeding of cavitation. Pit’s stucture is composed only of the primary, pectin-rich, porous cell wall. Pectin structure is shaped and modified by enzymes in response to various stimuli, including stresses. In order to know if these CAZy play a role in water stress response we cloned three of them.; En condition de sécheresse édaphique, la tension exercée devient telle que les colonnes d’eau des vaisseaux du xylème peuvent se rompre (caviter). Les vaisseaux deviennent incapables de conduire la sève, on parle alors d’embolie. Afin d’étudier les possibilités d’adaptation au stress hydrique de deux arbres, le hêtre et le bouleau, nous les avons soumis à trois niveaux de contraintes hydriques et avons mesuré l’impact de notre traitement sur la croissance et quelques caractères hydrauliques de ces arbres. La contrainte hydrique a eut pour effet une réduction notable de la transpiration, du potentiel hydrique, de la croissance et de la conductivité hydraulique. Des éléments de la paroi des vaisseaux du xylem appelés ponctuations permettent le passage de l’eau d’un conduit à l’autre et seraient impliquées dans l’apparition de la cavitation. La structure de ces ponctuations, très riche en pectine, est soumise à de nombreuses régulations enzymatiques en réponses à de nombreux stimuli et stress. Nous avons clonés trois gènes codant pour ces CAZy dans le but d’étudier leur rôle éventuel dans la réponse au stress hydrique.

Le phénomène des emboles à cholestérol est connu depuis plus d'un siècle, mais reste peu fréquent. Le plus souvent, les symptômes sont peu typiques et aspécifiques. Par conséquent, les embolies à cholestérol (EC) ne sont que rarement évoquées pré-mortem, en dehors de lésions cutanées typiques. Une aide utile est apportée par les examens sanguins et urinaires qui peuvent orienter le diagnostic en présence d'une suspicion clinique d'EC s'accompagnant d'une éosinophilie, d'une insuffisance rénale, d'une leucocyturie ou d'une hématurie microscopique. Les EC restent rares dans la population étudiée. Les patients présentant des EC sont demeurés le plus souvent asymptomatiques et sont décédés généralement d'une autre affection. De plus, en l'absence de thérapeutique efficace, l'évocation du phénomène est probablement peu utile, exception faite de deux situations. 1- lors d'une anticoagulation thérapeutique, connue pour aggraver le phénomène. 2- après une intervention invasive artérielle, puisque la prévalence d'EC augmente de manière significative.

The stomatal control of embolism in Fagus sylvaticaL. was analysed in response to crown position and experimental chan- ges of trunk hydraulic resistance. On one mature beech tree deep cuts were made in the trunk to increase the resistance to water transfert. We followed the changes in leaf and xylem water potential and stomatal conductance after the cuts at three levels within the canopy. We characterised vulnerability to cavitation for branches taken from two levels of irradiance (sun-exposed branches and shaded ones). Some differences appeared between shade and sun-exposed branches. When the leaf water potential dropped, stomatal conductances decrea- sed earlier and faster in the shade branches. These results are well correlated with vulnerability to cavitation, shade branches being more vulnerable than sun-acclimated branches. Xylem water potential levels producing fifty percent loss of hydraulic conductivity were lower in sun-exposed branches than in shade grown ones (-3.1 MPa vs. -2.5 MPa on average). Xylem water potentials that induced stomatal closure were above the threshold-value inducing cavitation both for shade and sun-exposed branches. We confirmed that vulnerability to cavitation in Fagus sylvatica can acclimate to contrasting ambient light conditions, and we conclued that stomatal response to water stress occured early and sufficiently fast to protect xylem from dysfunction. beech (Fagus sylvatica L.) / xylem embolism / stomatal regulation / irradiance / acclimation

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Mise en évidence expérimentale d'un controle stomatique de l'embolie chez le noyer hybride (Juglans regia x Juglans nigra)

As a consequence of current global climate change, forest and crop ecosystems are decreasing inproductivity worldwide and are under increased threat of widespread drought-induced mortality due tohydraulic failure caused by xylem embolism. The range of embolism resistance across species has been intensively studied but little attention has been paid to intraspecific variability. This thesis aimed thereforeat improving our understanding of the intraspecific variation in embolism resistance in one crop species(Helianthus annuus L.) and one conifer species (Pinus pinaster). In the first place, vulnerability to embolism was determined across four sunflower accessions with significant variations in P50 (pressure inducing 50% loss of hydraulic conductivity) ranging between -2.67 and -3.22 MPa. A trade-off between hydraulic safety and growth was observed but not between hydraulic safety and efficiency. Only few anatomical traits, such as vessel density and vessel lumen area, were found related to embolism resistance.Secondly, we phenotyped 477 P. pinaster full-sib F2 genotypes corresponding to a three-generation inbred pedigree obtained by the self-pollination of an inter “Corsica × Landes” provenance hybrid, for embolismresistance and wood density. The variability for P50 within species was remarkably low (CVP=5.6%). Wealso found a lack of trade-off between hydraulic safety and wood density. The phenotypic variance explained by QTLs (PEV) detected for P50 accounted for 23.6% of the phenotypic variation but no QTL collocated between P50 and wood density, suggesting that embolism resistant genotypes in this family are not dependent on denser wood. A multi-trait analysis of leaf and xylem functioning was performed through seasonal measurements of photosystem II fluorescence and stem hydraulic traits on a full-sib family of aninter “Morocco × Landes” provenance hybrid of P. pinaster; it revealed that with decreasing water potential, the efficiency of both photosystem II and stomatal conductance decreased which resulted in rapid decrease in assimilation rate. Xylem resistance to embolism was found having no relationship with leaf functioning traits. The absence of trade-off between these traits makes it possible to consider selection for both efficient and resistant genotypes., Plusieurs études ont montré que la productivité des forêts et des cultures décroît sur l’ensemble de la planète en réponse au changement climatique, et que les risques de mortalité liée à la sécheresse s’accroissent. Ces mortalités massives ont été observées dans tous les écosystèmes forestiers et seraient dues à un dysfonctionnement hydraulique des plantes, causé par de l’embolie xylémiène. Le spectre interspécifique de résistance à l'embolie a été largement étudiée, mais peu d'attention a été accordée à la variabilité intra-spécifique de ce trait. C’est pourquoi, l’objectif de ce travail de thèse était d’améliorer notre compréhension de la variabilité intra-spécifique de la résistance à l’embolie chez une espèce cultivée(Helianthus annuus L.) et chez un conifère (Pinus pinaster). Nous avons déterminé la vulnérabilité à l’embolie de quatre variétés de tournesol, présentant des différences significatives de P50 (pression induisant 50% de perte de conductivité hydraulique), allant de -2.67 à -3.22 MPa. Un compromis entre sécurité hydraulique et croissance a été observé mais pas entre la sécurité hydraulique et la capacité de transport de l'eau du xylème. Seuls quelques caractères anatomiques, tels que la densité des vaisseaux et la surface du lumen, présentent une corrélation avec la résistance à l’embolie. Dans un second temps, nous avons phénotypé pour la résistance à l’embolie et la densité du bois 477 génotypes de P. pinaster, issus d’une F2 de pleins-frères correspondant à la 3ème génération consanguine obtenue par auto-fécondation d’un hybride inter-provenance “Corse × Landes. La variabilité de la P50 au sein de l’espèce était extrêmement faible (CVP=5.6%). D’autre part, nous avons mis en évidence l’absence de compromis entre sécurité hydraulique et densité du bois. La part de variance du caractère P50 expliquée par QTLs (PEV)correspondait à 23.6% de la variance phénotypique totale mais aucun QTL commun n’a pu être détecté entre P50 et densité du bois, suggérant qu’au sein de cette famille, la plus forte résistance à l’embolie de certains génotypes n’est pas liée à un bois plus dense. Une analyse multi-caractère du fonctionnement de la feuille et du xylème a été réalisée via l’étude de la dynamique saisonnière de la fluorescence du photosystème II et des traits hydrauliques de la tige, sur une famille de pleins-frères d’un hybride interprovenance “Maroc × Landes” de P. pinaster ; en réponse à une diminution du potentiel hydrique,l’efficience du photosystème II et la conductance stomatique ont tous deux diminué, induisant une décroissance rapide du taux d’assimilation. La résistance à l’embolie du xylème n’a pas montré de relation significative avec les traits foliaires. L’absence de compromis entre ces caractères permet donc d’envisager la sélection génétique de génotypes à la fois efficients et résistants.