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NNT : 2017 IAVF 0026; The development of the livestock sector in the past century undergone a strong intensification. The current heterogeneity of livestock areas in France may have arisen from a spatial differentiation of intensification process. Different degrees of disconnection between livestock and land have resulted in contrasted levels of performance and impacts across areas. To date, a lot of research effort has been directed at measuring environmental impacts and economic performance of livestock systems at the farm level. Insufficient attention has been paid to the three dimensions of sustainability and to trade-offs among them. Existing livestock heterogeneities across areas also deserve more research. An approach that enables connecting livestock to land and resources, at regional level, could bring novel insights on the role of livestock in use and transformation of resources. The goal of this PhD was to develop a holistic assessment of livestock areas using multimetric indicators encompassing positive and negative contributions. We compiled three databases at the department level: i) database 1 was related to socioeconomic, land use, and production characteristics of 88 French departments, within an extensive time frame (1938-2010); ii) database 2 included data on crop, fodder and livestock production for year 2010; iii) database 3 included measures of provision of cultural, environmental and social services for 60 departments. With the first database, we created a typology of intensification trajectories based on a multivariate approach. With the second database, we assessed the nitrogen metabolism of livestock areas, based on the material flows accounting (MFA) approach, from which we derived indicators of performance and impacts to study synergies and trade-offs. With the third database, we studied the influence of past intensification on the current provision of services by the livestock sector. A multivariate approach was used to assess how different rates of change in intensification variables determined contrasted levels of services. First, we showed that the intensification of the French livestock sector was spatially differentiated and based on four trajectories, ranging from extensive to intensive livestock areas, and from crop specialized to areas where livestock had a small share of national production. Livestock productivity and stocking rates had a 3 fold increase in intensive areas, whereas extensive areas had a 1.6 fold increase. Crop specialized areas lose more than half of their original fodder area, and tripled the average farm size and more than quadrupled their labor productivity. Non-dominated livestock areas lose 30% of initial livestock population, and half of their initial fodder area. Second, the study of synergies and trade-offs revealed that gains in efficiency and economies of scale, often compromised other dimensions, e.g. through increased environmental impacts. The spatial analysis of relationship between performance and impacts revealed two types of synergies linked to the type of impact, either land or product-based. Both of which were in trade-off. Third, we showed that the provision of services was spatially structured and based on three types of service bundles, determined by different rates of change in intensification variables. Changes towards grazing systems resulted in higher provision of environmental and cultural services, whereas changes towards intensive systems resulted in higher levels of social services; but this was achieved at the cost of environmental services. This PhD thesis furthered the understanding on the temporal trajectories of livestock sector across areas in France. This knowledge could help to improve livestock sustainability. Our work provided knowledge on the drivers that shaped current intensification patterns and the provision of cultural, environmental and social services. It could be used to examine options for desirable longterm changes of the livestock sector.; Au cours du XXème siècle, l’élevage français a connu un formidable développement dont la poursuite se trouve actuellement fragilisé. L’effort de recherche sur la durabilité de l’élevage s’est focalisé sur la performance économique et environnementale, principalement au niveau de l’animal et de la ferme. Peu de travaux ont abordé les trois piliers de la durabilité à des échelles territoriales où les différentes filières animales se combinent. Une approche articulant l’élevage de ruminants et monogastriques à l’occupation du sol et à l’utilisation des ressources au niveau territorial fait actuellement défaut. Cette thèse développe une évaluation holistique de l’élevage dans les territoires métropolitains en mobilisant une batterie d’indicateurs abordant les contributions positives et négatives de l’élevage. Pour l’ensemble du territoire métropolitain, nous avons constitué trois bases de données à l’échelle départementale. La première base contient des indicateurs socioéconomiques, d’occupation du sol, et de production animale sur la période 1938-2010. La seconde base fournit pour 2010 des indicateurs de production animale et végétale. La troisième base fournit des indicateurs mesurant la contribution de l’élevage à la fourniture de services culturels, socioéconomiques et environnementaux. Avec la première base, nous avons modélisé les trajectoires d’intensification de l’élevage depuis 1938 et identifié les déterminants des dynamiques de changement de l’élevage. Avec la deuxième base, nous formalisé le métabolisme territorial de l’azote, duquel nous avons dérivés six indicateurs pour évaluer la durabilité de l’élevage. Avec la troisième base, nous avons modélisé le lien entre le niveau actuel de fourniture de services et les trajectoires d’intensification. Nos résultats révèlent une différentiation territoriale de l’intensification de l’élevage depuis 1938. Productivité et densité animale ont triplé dans les territoires de l’Ouest, et augmenté de 1.6 dans les territoires de l’Est et du Massif Central. Dans les territoires sans élevage, la surface fourragère principale a reculé de plus de la moitié, tandis que la taille des fermes a triplé et la productivité du travail a quadruplé. Le métabolisme territorial révèle un arbitrage entre autonomie en azote et productivité animale. Les impacts locaux (surplus azoté / ha) et globaux (émissions excrétion azoté / kg de produit) forment un arbitrage difficile à atténuer. L’analyse des contributions positives de l’élevage montre que les territoires ayant suivi une trajectoire herbagère fournissent des services sociaux, environnementaux et culturels; alors que les territoires hébergeant les élevages les plus productifs fournissent surtout des services socio-économiques (emplois). De par sa profondeur historique et sa couverture spatiale, cette thèse offre une analyse inédite de l’élevage et de ses performances dans les territoires. Elle apporte des connaissances pour identifier des leviers de durabilité pour l’élevage de demain.

The development of the livestock sector in the past century undergone a strong intensification. The current heterogeneity of livestock areas in France may have arisen from a spatial differentiation of intensification process. Different degrees of disconnection between livestock and land have resulted in contrasted levels of performance and impacts across areas. To date, a lot of research effort has been directed at measuring environmental impacts and economic performance of livestock systems at the farm level. Insufficient attention has been paid to the three dimensions of sustainability and to trade-offs among them. Existing livestock heterogeneities across areas also deserve more research. An approach that enables connecting livestock to land and resources, at regional level, could bring novel insights on the role of livestock in use and transformation of resources. The goal of this PhD was to develop a holistic assessment of livestock areas using multimetric indicators encompassing positive and negative contributions. We compiled three databases at the department level: i) database 1 was related to socioeconomic, land use, and production characteristics of 88 French departments, within an extensive time frame (1938-2010); ii) database 2 included data on crop, fodder and livestock production for year 2010; iii) database 3 included measures of provision of cultural, environmental and social services for 60 departments. With the first database, we created a typology of intensification trajectories based on a multivariate approach. With the second database, we assessed the nitrogen metabolism of livestock areas, based on the material flows accounting (MFA) approach, from which we derived indicators of performance and impacts to study synergies and trade-offs. With the third database, we studied the influence of past intensification on the current provision of services by the livestock sector. A multivariate approach was used to assess how different rates of change in intensification variables determined contrasted levels of services. First, we showed that the intensification of the French livestock sector was spatially differentiated and based on four trajectories, ranging from extensive to intensive livestock areas, and from crop specialized to areas where livestock had a small share of national production. Livestock productivity and stocking rates had a 3 fold increase in intensive areas, whereas extensive areas had a 1.6 fold increase. Crop specialized areas lose more than half of their original fodder area, and tripled the average farm size and more than quadrupled their labor productivity. Non-dominated livestock areas lose 30% of initial livestock population, and half of their initial fodder area. Second, the study of synergies and trade-offs revealed that gains in efficiency and economies of scale, often compromised other dimensions, e.g. through increased environmental impacts. The spatial analysis of relationship between performance and impacts revealed two types of synergies linked to the type of impact, either land or product-based. Both of which were in trade-off. Third, we showed that the provision of services was spatially structured and based on three types of service bundles, determined by different rates of change in intensification variables. Changes towards grazing systems resulted in higher provision of environmental and cultural services, whereas changes towards intensive systems resulted in higher levels of social services; but this was achieved at the cost of environmental services. This PhD thesis furthered the understanding on the temporal trajectories of livestock sector across areas in France. This knowledge could help to improve livestock sustainability. Our work provided knowledge on the drivers that shaped current intensification patterns and the provision of cultural, environmental and social services. It could be used to examine options for desirable longterm changes of the livestock sector., Au cours du XXème siècle, l’élevage français a connu un formidable développement dont la poursuite se trouve actuellement fragilisé. L’effort de recherche sur la durabilité de l’élevage s’est focalisé sur la performance économique et environnementale, principalement au niveau de l’animal et de la ferme. Peu de travaux ont abordé les trois piliers de la durabilité à des échelles territoriales où les différentes filières animales se combinent. Une approche articulant l’élevage de ruminants et monogastriques à l’occupation du sol et à l’utilisation des ressources au niveau territorial fait actuellement défaut. Cette thèse développe une évaluation holistique de l’élevage dans les territoires métropolitains en mobilisant une batterie d’indicateurs abordant les contributions positives et négatives de l’élevage. Pour l’ensemble du territoire métropolitain, nous avons constitué trois bases de données à l’échelle départementale. La première base contient des indicateurs socioéconomiques, d’occupation du sol, et de production animale sur la période 1938-2010. La seconde base fournit pour 2010 des indicateurs de production animale et végétale. La troisième base fournit des indicateurs mesurant la contribution de l’élevage à la fourniture de services culturels, socioéconomiques et environnementaux. Avec la première base, nous avons modélisé les trajectoires d’intensification de l’élevage depuis 1938 et identifié les déterminants des dynamiques de changement de l’élevage. Avec la deuxième base, nous formalisé le métabolisme territorial de l’azote, duquel nous avons dérivés six indicateurs pour évaluer la durabilité de l’élevage. Avec la troisième base, nous avons modélisé le lien entre le niveau actuel de fourniture de services et les trajectoires d’intensification. Nos résultats révèlent une différentiation territoriale de l’intensification de l’élevage depuis 1938. Productivité et densité animale ont triplé dans les territoires de l’Ouest, et augmenté de 1.6 dans les territoires de l’Est et du Massif Central. Dans les territoires sans élevage, la surface fourragère principale a reculé de plus de la moitié, tandis que la taille des fermes a triplé et la productivité du travail a quadruplé. Le métabolisme territorial révèle un arbitrage entre autonomie en azote et productivité animale. Les impacts locaux (surplus azoté / ha) et globaux (émissions excrétion azoté / kg de produit) forment un arbitrage difficile à atténuer. L’analyse des contributions positives de l’élevage montre que les territoires ayant suivi une trajectoire herbagère fournissent des services sociaux, environnementaux et culturels; alors que les territoires hébergeant les élevages les plus productifs fournissent surtout des services socio-économiques (emplois). De par sa profondeur historique et sa couverture spatiale, cette thèse offre une analyse inédite de l’élevage et de ses performances dans les territoires. Elle apporte des connaissances pour identifier des leviers de durabilité pour l’élevage de demain.

Despite a general view that asparagine synthetase generates asparagine as an amino acid for long-distance transport of nitrogen to sink organs, its role in nitrogen metabolic pathways in floral organs during seed nitrogen filling has remained undefined. We demonstrate that the onset of pollination in Arabidopsis induces selected genes for asparagine metabolism, namely ASN1 (At3g47340), GLN2 (At5g35630), GLU1 (At5g04140), AapAT2 (At5g19950), ASPGA1 (At5g08100) and ASPGB1 (At3g16150), particularly at the ovule stage (stage 0), accompanied by enhanced asparagine synthetase protein, asparagine and total amino acids. Immunolocalization confined asparagine synthetase to the vascular cells of the silique cell wall and septum, but also to the outer and inner seed integuments, demonstrating the post-phloem transport of asparagine in these cells to developing embryos. In the asn1 mutant, aberrant embryo cell divisions in upper suspensor cell layers from globular to heart stages assign a role for nitrogen in differentiating embryos within the ovary. Induction of asparagine metabolic genes by light/dark and nitrate supports fine shifts of nitrogen metabolic pathways. In transgenic Arabidopsis expressing promoter CaMV35S::ASN1 fusion, marked metabolomics changes at stage 0, including a several-fold increase in free asparagine, are correlated to enhanced seed nitrogen. However, specific promoter Napin2S::ASN1 expression during seed formation and a six-fold increase in asparagine toward the desiccation stage result in wild-type seed nitrogen, underlining that delayed accumulation of asparagine impairs the timing of its use by releasing amide and amino nitrogen. Transcript and metabolite profiles in floral organs match the carbon and nitrogen partitioning to generate energy via the tricarboxylic acid cycle, GABA shunt and phosphorylated serine synthetic pathway.

In a context of global change, it is necessary to identify new practices and plant characteristics determining crop production and that can be potential targets for plant breeding. This could be achieved by numerical simulation, using mechanistic and integrative models that provide a holistic view of plant functioning. However, a central difficulty lies in building a coherent view of the involved processes and how to integrate them at plant and crop level. The model proposed here, called CN-Wheat, represents a significant progress to address these issues by using a fully mechanistic approach for integration of Carbon (C) and Nitrogen (N) metabolisms within wheat plants after anthesis. CN-Wheat is defined at culm scale; the crop is represented as a population of individual culms that compete for light and soil N. Culm structure is composed of a root compartment, a set of photosynthetic organs and the grains. Each module includes structural, storage and mobile materials. Fluxes of C-N among modules take place through a common pool and/or through the transpiration flow. The modelled physiological activities are the acquisition of C and N, the synthesis and degradation of primary metabolites (sucrose, fructans, starch, amino acids, proteins and nitrates), C respiration, C-N exudation and tissue death. A central role is given to metabolite concentrations as drivers of (i) physiological activities and (ii) transfers between organs. Thus, the integration within the plant results from that all processes act in parallel on interconnected metabolite pools, which is represented as a set of differential equations, solved numerically. Model behavior was evaluated against a field experimentation with three levels of N fertilization applied at anthesis. For each N treatment, CN-Wheat accurately predicted the post-anthesis kinetics of (i) C-N distribution among organs, (ii) green areas of laminae and (iii) dry mass and N content of grains. In our simulations, when soil N was non-limiting, N in grains was ultimately determined by the availability of C for root activity. Dry matter accumulation in grains was mostly affected by photosynthetic organ lifespan which was regulated by protein turn-over and C-regulated root activity. Whereas the use of response functions to metabolite concentration is accepted for each of the processes described in the model, here we show that it can be used for an integrative modelling of the whole plant. Besides, CN-Wheat provides insights into the interplay of C-N metabolism which is expected to improve our knowledge on the regulation of plant functioning. This approach also enables to identify potential targets for plant breeding in order to improve crop production and N efficiency as well as crop adaptation to climate changes and low N agronomical practices.

Background The increased availability of genome sequences has advanced the development of genomic distance methods to describe bacterial diversity. Results of these fast-evolving methods are highly correlated with those of the historically standard DNA-DNA hybridization technique. However, these genomic-based methods can be done more rapidly and less expensively and are less prone to technical and human error. They are thus a technically accessible replacement for species delineation. Here, we use several genomic comparison methods, supported by our own proteomic analyses and metabolic characterization as well as previously published DNA-DNA hybridization analyses, to differentiate members of the Ralstonia solanacearum species complex into three species. This pathogen group consists of diverse and widespread strains that cause bacterial wilt disease on many different plants. Results We used three different methods to compare the complete genomes of 29 strains from the R. solanacearum species complex. In parallel we profiled the proteomes of 73 strains using Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF-MS). Proteomic profiles together with genomic sequence comparisons consistently and comprehensively described the diversity of the R. solanacearum species complex. In addition, genome-driven functional phenotypic assays excitingly supported an old hypothesis (Hayward et al. (J Appl Bacteriol 69:269–80, 1990)), that closely related members of the R. solanacearum could be identified through a simple assay of anaerobic nitrate metabolism. This assay allowed us to clearly and easily differentiate phylotype II and IV strains from phylotype I and III strains. Further, genomic dissection of the pathway distinguished between proposed subspecies within the current phylotype IV. The assay revealed large scale differences in energy production within the R. solanacearum species complex, indicating coarse evolutionary distance and further supporting a repartitioning of this group into separate species. Conclusions Together, the results of these studies support the proposed division of the R. solanacearum species complex into three species, consistent with recent literature, and demonstrate the utility of proteomic and genomic approaches to delineate bacterial species. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:10.1186/s12864-016-2413-z) contains supplementary material, which is available to authorized users.

International audience; This paper outlines how light Unmanned Aerial Vehicles (UAV) can be used in remote sensing for precision farming. It focuses on the combination of simple digital photographic cameras with spectral filters, designed to provide multispectral images in the visible and near-infrared domains. In 2005, these instruments were fitted to powered glider and parachute, and flown at six dates staggered over the crop season. We monitored ten varieties of wheat, grown in trial micro-plots in the South-West of France. For each date, we acquired multiple views in four spectral bands corresponding to blue, green, red, and near-infrared. We then performed accurate corrections of image vignetting, geometric distortions, and radiometric bidirectional effects. Afterwards, we derived for each experimental micro-plot several vegetation indexes relevant for vegetation analyses. Finally, we sought relationships between these indexes and field-measured biophysical parameters, both generic and date-specific. Therefore, we established a robust and stable generic relationship between, in one hand, leaf area index and NDVI and, in the other hand, nitrogen uptake and GNDVI. Due to a high amount of noise in the data, it was not possible to obtain a more accurate model for each date independently. A validation protocol showed that we could expect a precision level of 15% in the biophysical parameters estimation while using these relationships.

The effect of the presence of ammonia on [1- 13 C]glucose metabolism in the rumen fibrolytic bacterium Fibrobacter succinogenes S85 was studied by 13 C and 1 H nuclear magnetic resonance (NMR). Ammonia halved the level of glycogen storage and increased the rate of glucose conversion into acetate and succinate 2.2-fold and 1.4-fold, respectively, reducing the succinate-to-acetate ratio. The 13 C enrichment of succinate and acetate was precisely quantified by 13 C-filtered spin-echo difference 1 H-NMR spectroscopy. The presence of ammonia did not modify the 13 C enrichment of succinate C-2 (without ammonia, 20.8%, and with ammonia, 21.6%), indicating that the isotopic dilution of metabolites due to utilization of endogenous glycogen was not affected. In contrast, the presence of ammonia markedly decreased the 13 C enrichment of acetate C-2 (from 40 to 31%), reflecting enhanced reversal of the succinate synthesis pathway. The reversal of glycolysis was unaffected by the presence of ammonia as shown by 13 C-NMR analysis. Study of cell extracts showed that the main pathways of ammonia assimilation in F. succinogenes were glutamate dehydrogenase and alanine dehydrogenase. Glutamine synthetase activity was not detected. Glutamate dehydrogenase was active with both NAD and NADP as cofactors and was not repressed under ammonia limitation in the culture. Glutamate-pyruvate and glutamate-oxaloacetate transaminase activities were evidenced by spectrophotometry and 1 H NMR. When cells were incubated in vivo with [1- 13 C]glucose, only 13 C-labeled aspartate, glutamate, alanine, and valine were detected. Their labelings were consistent with the proposed amino acid synthesis pathway and with the reversal of the succinate synthesis pathway.

Des modifications de la teneur en calcium des milieux de culture influent sur le développement embryonnaire et sur le status hydrique et minéral des cals chez Hevea brasiliensis. Des concentrations du milieu de culture inférieures à 9mM CaCl2 aboutissent à l'obtention de cals friables qui peuvent se développer en embryons somatiques, à condition de les transférer sur un milieu de culture à faible teneur en calcium. L'existance d'intéractions entre le calcium et les facteurs de croissance est donc supposée. La modification de la texture ainsi que l'apparition d'une capacité morphogénétique s'accompagnent d'une chute du potentiel de turgescence et de la quantité d'eau disponible, malgré une augmentation de la teneur en eau. Cette modification s'accompagne également d'une modification des besoins nutritionnels en éléments minéraux, d'une chute de l'absorption d'azote associées à une augmentation de potentiel osmotique et d'une chute de la synthèse protéïque

Le soufre est un élément essentiel pour le fonctionnement des plantes de par son implication dans de nombreux processus (ex. synthèse d’acides aminés, de glutathion). La source majoritaire de soufre pour la plante est le sulfate. Celui-ci est absorbé au niveau des racines puis distribué aux différents organes grâce aux transporteurs de sulfate (SULTR). Il existe 4 classes de SULTR chez les plantes tous caractérisés par 12 motifs transmembranaires et un domaine STAS (Sulphate Transporter and AntiSigma factor antagonist). Alors que les fonctions des transporteurs des groupes 1, 2 et 4 soient majoritairement connues, peu de rapports traitent de la fonction des membres de la classe 3. En utilisant Medicago truncatula comme modèle, l’objectif de la thèse est d’approfondir la compréhension du rôle de MtSULTR3;5 dans la nutrition de la plante dans des conditions environnementales fluctuantes. Nos résultats montrent que le phénotype de mutants d’insertion pour ce gène diffère selon la source d’azote (minérale ou atmosphérique). En condition d’assimilation des nitrates la mutation cause une diminution générale de la biomasse et des quantités de soufre et d’azote, suggérant un rôle de MtSULTR3;5 dans l’absorption racinaire du sulfate, une fonction inédite pour un transporteur du groupe 3. En revanche, lorsque la nutrition azotée repose sur la fixation symbiotique, cette diminution de l’apport en soufre n’est pas observée tandis que les quantités d’azote, la masse des nodules ainsi que leur contenu en soufre et en azote diminuent chez le mutant. Nos résultats suggèrent un rôle différentiel de MtSULTR3;5 selon la source d’azote, à l’interface entre le métabolisme de l’azote et du soufre en présence de nitrate dans le sol pour maintenir l’équilibre N/S dans la plante et dans le fonctionnement des nodosités en absence de nitrate.

Ethylene, used as a stimulant of latex production in Hevea brasiliensis, significantly activates the regenerating metabolism within the laticiferous cells. In this context, attention was focused on glutamine synthetase (GS; EC 6.3.1.2), a key enzyme in nitrogen metabolism. A specific and significant activation of the cytosolic glutamine synthetase (GScyt) in the laticiferous cells after ethylene treatment parallels the increase of latex yield. A marked accumulation of the corresponding mRNA was found, but in contrast, a slight and variable increase of the polypeptide level is at the limit of detection by western blotting. The GS response to ethylene might be mediated by ammonia that increases in latex cytosol following ethylene treatment. The physiological significance for such a regulation by ethylene of the GScyt is discussed in terms of the nitrogen requirement for protein synthesis associated with latex regeneration.

L’atmosphère terrestre est très riche en azote (N2). Mais cet azote diatomique est sous une forme très stable, inutilisable par la majorité des êtres vivants malgré qu’il soit indispensable pour la synthèse de matériels organiques. Seuls les procaryotes diazotrophiques sont capables de vivre avec le N2 comme source d’azote. La fixation d’azote est un processus qui permet de produire des substances aminées à partir de l’azote gazeux présent dans l’atmosphère (78%). Cependant, ce processus est très complexe et nécessite la biosynthèse d’une vingtaine de protéines et la consommation de beaucoup d’énergie (16 molécules d’ATP par mole de N2 fixé). C’est la raison pour laquelle ce phénomène est rigoureusement régulé. Les bactéries photosynthétiques pourpres non-sulfureuses sont connues pour leur capacité de faire la fixation de l’azote. Les études faites à la lumière, dans le mode de croissance préféré de ces bactéries (photosynthèse anaérobie), ont montré que la nitrogénase (enzyme responsable de la fixation du diazote) est sujet d’une régulation à trois niveaux: une régulation transcriptionnelle de NifA (protéine activatrice de la transcription des gènes nif), une régulation post-traductionnelle de l’activité de NifA envers l’activation de la transcription des autres gènes nif, et la régulation post-traductionnelle de l’activité de la nitrogénase quand les cellules sont soumises à un choc d’ammoniaque. Le système de régulation déjà décrit fait intervenir essentiellement une protéine membranaire, AmtB, et les deux protéines PII, GlnB et GlnK. Il est connu depuis long temps que la nitrogénase est aussi régulée quand une culture photosynthétique est exposée à la noirceur, mais jusqu’aujourd’hui, on ignore encore la nature des systèmes intervenants dans cette régulation. Ainsi, parmi les questions qui peuvent se poser: quelles sont les protéines qui interviennent dans l’inactivation de la nitrogénase lorsqu’une culture anaérobie est placée à la noirceur? Une analyse de plusieurs souches mutantes, amtB- , glnK- , glnB- et amtY- poussées dans différentes conditions de limitation en azote, serait une façon pour répondre à ces interrogations. Alors, avec le suivi de l’activité de la nitrogénase et le Western Blot, on a montré que le choc de noirceur provoquerait un "Switch-off" de l’activité de la nitrogénase dû à une ADP-ribosylation de la protéine Fe. On a réussit aussi à montrer que ii tout le système déjà impliqué dans la réponse à un choc d’ammoniaque, est également nécessaire pour une réponse à un manque de lumière ou d’énergie (les protéines AmtB, GlnK, GlnB, DraG, DraT et AmtY). Or, Rhodobacter capsulatus est capable de fixer l’azote et de croitre aussi bien dans la micro-aérobie à la noirceur que dans des conditions de photosynthèse anaérobies, mais jusqu'à maintenant sa régulation dans l’obscurité est peu étudiée. L’étude de la fixation d’azote à la noirceur nous a permis de montrer que le complexe membranaire Rnf n’est pas nécessaire à la croissance de R. capsulatus dans de telles conditions. Dans le but de développer une façon d’étudier la régulation de la croissance dans ce mode, on a tout d’abord essayé d’identifier les conditions opératoires (O2, [NH4 + ]) permettant à R. capsulatus de fixer l’azote en microaérobie. L’optimisation de cette croissance a montré que la concentration optimale d’oxygène nécessaire est de 10% mélangé avec de l’azote., The atmosphere of the Earth is very rich in nitrogen (N2). However, diatomic nitrogen is very stable and therefore unusable by the majority of life forms even though it is necessary for the synthesis of a variety of organic compounds. Only diazotrophic procaryotes are capable of using N2 as nitrogen source. Their nitrogen fixation allows the production of aminated compounds from atmospheric nitrogen (78 %). However, this process is very complex and requires the biosynthesis of about twenty proteins and the consumption of a lot of energy (16 molecules of ATP per molecule of N2 fixed), thus necessitating its tight regulation. The purple non-sulfur photosynthetic bacteria are known for their ability to carry out nitrogen fixation. Studies conducted in the light, the preferred mode of growth of these bacteria (anaerobic photosynthetic), have shown that nitrogenase (the enzyme responsible for dinitrogen fixation) is subject to regulation at three levels: transcriptional regulation of NifA (activator protein for the transcription of nif genes), posttranslational regulation of the activity of NifA to activate nif gene transcription, and posttranslational regulation of nitrogenase activity when cells are subjected to an ammonium shock. The control system already described involves essentially a membrane protein, AmtB and both PII proteins, GlnK and GlnB. It has long been known that nitrogenase is regulated when light is suddenly removed from a culture, but until now it is unclear whether these systems are also involved in the regulation of nitrogen fixation in dark. Thus, one outstanding question is what are the proteins involved in the inactivation of nitrogenase when a light-grown culture is placed in the dark? An analysis of several mutant strains; amtB-, glnK-, glnB-, and amtY- under different conditions of nitrogen deficiency was used to address this question. Using measurements of nitrogenase activity and Fe protein modification by Western blotting, we were able to show that darkness causes a "switch-off” of nitrogenase due to ADP- ribosylation of Fe protein. Thus, the system that has already been described as involved in the response to a lack of ammonia, is also required for a response to a lack of light or energy (AmtB, GlnK, GlnB, DraG, and DraT, and AmtY). However, Rhodobacter capsulatus is also able to fix nitrogen and grow micro-aerobically in the dark as well as photosynthetically under anaerobic conditions, but so far its regulation in the dark has been little studied. The study of nitrogen fixation in the dark allowed us to show that the Rnf membrane complex is not required for growth of R. capsulatus in such conditions. In order to develop a way to study its regulation during this growth mode, we have attempted to identify the operating conditions (O2, [NH4+]), allowing R. capsulatus to fix nitrogen micro-aerobically. The optimization of this conditions has shown that the optimal concentration of oxygen required is 10% mixed with nitrogen.

International audience; We report here the isolation and characterization of a genomic clone encoding Scots pine (P. sylvestris) cytosolic glutamine synthetase GS1a. The clone contains the 5' half of the gene including part of the coding region organized in seven exons, interrupted by 6 introns and 980 bp upstream of the translation initiation codon. Earlier experiments carried out in our lab have shown that the GS1a gene is expressed in a light dependent fashion during the initial stages of Scots pine development. These data suggest a specific role for GS1a in ammonia assimilation in photosynthetic tissues of pine seedlings similar to the physiological role of GS2 in angiosperms. We have used a transcriptional fusion to uidA to transform pine cotyledons and Arabidopsis and demonstrated the ability of this 5'-upstream sequence to drive gene expression in both species and light regulation in Arabidopsis.; Caractérisation structurale et fonctionnelle de la région 5' du gène de la glutamine synthetase du pin sylvestre. Un clone génomique codant la glutamine synthetase cytosolique GS1a de pin sylvestre (P. sylvestris) a été isolé et caractérisé. Ce clone contient la moitié 5' du gène comprenant une partie de la séquence codante organisée en 7 exons séparés par 6 introns et également une séquence de 980 pb en amont du codon d'initiation de la traduction. Des expériences préliminaires menées dans notre laboratoire ont montré que la lumière régule l'expression du gène GS1a pendant les étapes initiales du développement du pin sylvestre. Ces données suggèrent un rôle spécifique de GS1a dans l'assimilation des ions ammonium par les tissus photosynthétiques des plantules de pin analogue au rôle physiologique de GS2 chez les angiospermes. Nous avons préparé une fusion transcriptionnelle avec le gène uidA pour transformer des cotylédons de pins ainsi qu'Arabidopsis. Nous avons ainsi démontré la capacité de cette séquence 5' de 980 pb à diriger (1) l'expression du gène chez ces deux espèces et (2) sa régulation par la lumière chez Arabidopsis.

La baisse du niveau d'ingestion entraîne généralement une augmentation de la digestibilité de la ration. Dans le cas où l'ingéré à niveau bas ne permet pas de couvrir les besoins de l'animal, de telles variations ne sont pas aussi nettes et une diminution des valeurs de la digestibilité de l'ingéré a été observée. Pour vérifier ce résultat inhabituel, une étude a été menée en milieu tropical, où les ruminants sont fréquemment confrontés à un déficit alimentaire quelquefois drastique. Les zébus, taurins et brebis ont reçu une ration alimentaire composée de 71% de paille de riz et de 21% de tourteau de coton mélassé. La mesure de la digestibilité de la matière organique et des parois végétales ne montre aucune différence sur tous les animaux. Elle est plus forte chez tous les génotypes à haut niveau d'alimentation. La chute de digestibilité ne s'explique pas par le temps de séjour des particules dans le rumen, ni par la dégradabilité #in situ#. Le bilan azoté chez les ovins révèle que celui-ci est toujours positif. Mais il est plus faible à niveau bas. Après réalimentation, le bilan devient plus élevé qu'avant la sous-alimentation ; cet accroissement semble transitoire. Cela est dû à une réduction des pertes essentiellement fécales

L'écoulement du latex lors de la saignée et sa régenération ultérieure font tous deux intervenir des protéines. La synthèse protéique, et donc le métabolisme azoté, jouent par conséquent un rôle essentiel dans la production de latex. Ce mémoire étudie d'abord l'azote dans le latex (formes minérales et organiques, sources des précurseurs du métabolisme azoté). Il analyse ensuite les mécanismes impliqués dans le métabolisme azoté (synthèse et catabolisme des acides aminés, protéines, nucléotides) et l'influence de l'éthylène

Les travaux ont porté sur le contrôle de la nutrition azotée du cotonnier en fonction de la pluviosité du cycle en zone subsahélienne. Ils ont été réalisés dans le cadre de deux problématiques : réduction de la fertilisation azotée en fonction de la disponibilité en azote du sol provenant du pic de minéralisation; validité du diagnostic pétiolaire

Les sols sableux carbonatés du Sarir, cultivés sous irrigation, sont caractérisés par leur alcalinité et par des teneurs en azote total variables mais trop faibles pour pouvoir aux besoins des plantes (15 à 40 ppm). L'étude du bilan de l'azote engrais à partir des formes nitrique, ammoniacale et urétique, incorporées au sol et étuvées, montre que la forme nitrique est la mieux préservée, que la forme ammonicale apportée en surface est pratiquement perdue par volatilisation, et que la forme urétique, peu sensible à la localisation, subit néanmoins, comme la forme ammoniacale, des pertes importantes. Par ailleurs, on a constaté l'apparition de nutrites en quantité élevée au cours de la transformation de l'ammoniaque en nitrates dans ces sols, avec cependant un défaut absolu de nitrification dans les sols les plus pauvres. Enfin, la réorganisation des nitrates en présence de paille s'accompagne de pertes importantes par dénitrification.

Les auteurs proposent une methode d'utilisation du15N2 pour l'etude de la fixation d'azote dans les associations complexes legumineuses-Rhizobium cultivees sur sol. La procedure consiste, a marquer l'atmosphere du sol a l'aide de15N2 et a calculer la quantite d'azote total fixe pendant cette periode. Les premiers resultats obtenus sur des haricots et des trefles demontrent qu'apres seulement 7 h d'incubation, des quantites significatives de15N sont mesurees dans les plantes permettant ainsi de determiner precisement la valeur du rapport C2H4/N2 qui a ete etabli entre 2,6 et 3,1 dans les conditions de l'experience. Sur de longues periodes, ces memes quantites se sont averees suffisantes pour suivre la dynamique de l'azote des nodules vers les organes reproducteurs de plants de haricots.

L'importance des réserves azotées pour le fonctionnement des arbres fruitiers est maintenant bien établie. Cependant, cet aspect de la nutrition des végétaux ligneux est rarement pris en compte dans les essais de fertilisation, en particulier, en ce qui concerne leurs effets sur la constitution des réserves azotées des arbres. L'étude bibliographique entreprise montre qu'il paraît nécessaire de raisonner la fertilisation en termes de satisfaction des besoins de la plante et de formation de ses réserves (acides aminés et amides, protéines). Elle permet de proposer un modèle de fonctionnement en trois étapes principales : absorption racinaire de nitrate, réduction du nitrate et synthèse des formes organiques de réserve. Ces trois étapes semblent liées, au moins pour les deux dernières, par des mécanismes de rétroinhibition. La mise en réserve paraît, elle, sous le contrôle de la satisfaction des besoins actuels de la plante. Le modèle proposé, conçu comme un outil de travail, permet de dégager quelques perspectives de recherche concernant l'utilisation de l'azote absorbé et l'étude des besoins azotés des arbres fruitiers