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Gonadotropin-releasing hormone isoform I (GnRH), a neuro-deca-peptide, plays a fundamental role in development and maintenance of the reproductive system in vertebrates. The anomalous release of GnRH is observed in reproductive disorder such as hypogonadotropic hypogonadism, polycystic ovary syndrome (PCOS), or following prenatal exposure to elevated androgen levels. Quantitation of GnRH plasma levels could help to diagnose and better understand these pathologies. Here, a validated nano-high-performance liquid chromatography–high-resolution mass spectrometry (HPLC-HRMS) method to quantify GnRH in ewe plasma samples is presented. Protein precipitation and solid-phase extraction (SPE) pre-treatment steps were required to purify and enrich GnRH and internal standard (lamprey-luteinizing hormone-releasing hormone-III, l-LHRH-III). For the validation process, a surrogate matrix approach was chosen following the International Council for Harmonisation (ICH) and FDA guidelines. Before the validation study, the validation model using the surrogate matrix was compared with those using a real matrix such as human plasma. All the tested parameters were analogous confirming the use of the surrogate matrix as a standard calibration medium. From the validation study, limit of detection (LOD) and limit of quantitation (LOQ) values of 0.008 and 0.024 ng/mL were obtained, respectively. Selectivity, accuracy, precision, recovery, and matrix effect were assessed with quality control samples in human plasma and all values were acceptable. Sixteen samples belonging to healthy and prenatal androgen (PNA) exposed ewes were collected and analyzed, and the GnRH levels ranged between 0.05 and 3.26 ng/mL. The nano-HPLC-HRMS developed here was successful in measuring GnRH, representing therefore a suitable technique to quantify GnRH in ewe plasma and to detect it in other matrices and species. Graphical abstract

International audience; The coffee berry borer (CBB) Hypothenemus hampei (Coleoptera: Scolytidae) is the most important insect pest affecting coffee production worldwide and generating huge economic losses. As most of its life cycle occurs inside the coffee berry, its control is extremely difficult. To tackle this issue, we solve an optimal control problem based on a berry age-structured dynamical model that describes the infestation dynamics of coffee berries by CBB during a cropping season. This problem consists in applying a bio-insecticide at discrete times in order to maximise the economic profit of healthy coffee berries while minimising the CBB population for the next cropping season. We derive analytically the first-order necessary optimality conditions of the control problem. Numerical simulations are provided to illustrate the effectiveness of the optimal control strategy.

The global production of biogas has increased threefold during the last decade to partly replace fossil fuels, yet biogas production by anaerobic digestion generates substantial amounts of by-products named digestates. These biogas digestates can be recycled in soils to fertilize crops and to sequester carbon. However, the impact of digestates on the soil biological is actually poorly known. Here we reviewed the impact of digestates published in 56 articles reporting 23 microbial parameters. Half of the articles show neutral effects of biogas digestates and 7% showed negative effects. 25% of the articles show more stimulation of biogas digestates for the soil microbial quality, compared to other organic fertilizers; whereas 17% of the articles show less stimulation. Beyond these general results, our study pointed the lack of long-term and field experiments, including a large range of agro-pedological contexts. Some questions, such as the effect of feedstock type or the vulnerability of specific soil types, remain unsolved and need more intense research effort., Au cours des deux dernières décennies, la production mondiale de biogaz a triplé avec pour objectif de remplacer une partie des combustibles fossiles. Cette production réalisée par digestion anaérobie génère d'importants volumes de sous-produits appelés digestats. Ces derniers peuvent être recyclés dans les sols afin de fertiliser les cultures et de séquestrer du carbone. Leurs répercussions sur la biologie du sol restent toutefois méconnues. Nous proposons une synthèse des connaissances scientifiques actuelles concernant l’impact des digestats de méthanisation sur la biodiversité du sol, et plus particulièrement sur le compartiment microbien. Cinquante-six articles publiés depuis 2008 ont été recensés et analysés afin de tirer des tendances générales et des pistes de recherche qui nécessitent d’être explorées. Ils renseignent les effets des digestats sur 23 paramètres microbiens. La moitié des résultats recensés indiquent un effet neutre des digestats, et 7 % un effet négatif. Un quart des résultats montre un effet plus stimulant des digestats sur la qualité microbiologique du sol que d’autres fertilisations organiques, alors que 17 % signalent une stimulation inférieure. Au-delà de ces résultats, notre étude a mis en évidence un manque important d’études à long terme et au terrain dans des conditions agro-pédologiques variées. Certaines questions, comme l’effet du type d’intrants ou la vulnérabilité de certains types de sol, restent en suspens et nécessitent des efforts de recherche.

Les grands lacs de la région Auvergne-Rhône-Alpes, représentent des enjeux sociétaux en termes de tourismes, de patrimoine à la fois au niveau régional mais aussi au niveau national étant les plus grandes étendues d’eau douce de France. Ces lacs fournissent de nombreux services écosystémiques comme la ressource en eau, le tourisme, la biodiversité et la pêche. Les lac péri-alpins disposent d’un important potentiel halieutique marqués par des populations de poissons qui constituent une ressource renouvelable exploitées depuis longtemps par la pêche professionnelle et amateur. Au cours des années 1960-80, la dégradation des écosystèmes lacustres s’est accentuée par des pressions anthropiques importante (croissance démographique, développement industriel et agricole) entrainant une eutrophisation des eaux. L’eutrophisation est un processus d’enrichissement de l’eau en éléments nutritifs comme le phosphore conduisant à une forte croissance des plantes et algues. L’eutrophisation a impacté le recrutement naturel des salmonidés lacustres (omble chevalier et corégone) en raison de la prolifération et la décomposition algal entrainant une faible concentration en oxygène dissous et une sédimentation accrue des frayères affectant la survie des œufs. Ces facteurs limitant ont eu pour conséquence le déclin des populations et une chute drastique des captures causant de grandes pertes économiques sur l’ensemble de la chaîne d’exploitation halieutique. Dès 1983, en complémentarité avec la restauration de la qualité des eaux, la Station d’Hydrobiologie Lacustre de l’INRA (Institut national de la recherche agronomique), les pêcheurs et services de l’État ont développé un programme de recherche appliquée portant sur l’amélioration et l’optimisation des repeuplements de salmonidés nommé le « pacage lacustre ». Ce projet de gestion vise à effectuer des déversements de juvéniles de manière contrôlée et optimisée afin de contrebalancer le faible recrutement des juvéniles dans le milieu naturel. L’effort de recherche de l’INRA et les collaborations entre les services, ont permis d’apporter un bon diagnostic et la maîtrise de l’élevage du corégone et de l’omble chevalier contribuant à leur réhabilitation et le maintien de leur population dans les lacs péri-alpins.

International audience; Digital technologies are spreading in agriculture as they do in other economic sectors. Facing this wave, two major french research institutes dedicated to agriculture (INRAE) and digital sciences (INRIA) adress the following question « how can digital technologies be designed to accelerate the transition towards more sustainable and resilient food systems, including agroecology, climate-change resilient agriculture and adaptation to food transitions ? » in a White Book, published in 2022 that is presented in the webinar. The approach has been to review the opportunities offered by the state of the art of digital technologies and the risks linked to these technologies, and to confront them in order to design research avenues that enable us to take advantage of the opportunities while mitigating risks. Opportunities have been found in 3 directions : better agricultural production, better inclusion in value chains and networks, and better knowledge sharing. Risks are economical (cost, power control), social (digital divide, deskilling), technical (cybersecurity, complexity), ecological (ICT footprint...) and also linked to sovereignty regarding data. Eventually, research avenues have been built in four areas : (1) digital technologies for creating and sharing data and knowledge, (2) digital technologies for helping farmers in farm management, (3) digital technologies for accopanying the collective management of territories and (4) digital technologies for better inclusion in the value chains. These areas of research are crossed by four transversal challenges, that will guide research : (1) developping holistic approaches, (2) searching resilience and not optimum, (3) looking for frugal solutions (green IT) and (4) ensuring confidence of the users (security, transparency). Last, four final messages will be delivered to pave the way to future research for a resonsible digital agriculture, in France and abroad.

Serious games are developing in a significant way, including in the agricultural world. Although serious, they must still include the characteristics of games, such as second degree, decision-making, rules, uncertainty, and minimization of consequences. Apart from video games, such as Farming Simulator, the supply of games in the agricultural domain is very diverse, but mainly "analog". Nevertheless, digital technology is present in the various stages of game creation: The creation of the data included in the game, the operation of the game and the simulation of the effects of the players' decisions, the immersive capacity of the game, the dissemination and capitalization on the use of and learning from the game. Digital technology is therefore a major ally in the development of serious games, and goes far beyond simple mobilization in the context of video games., Les jeux sérieux se développent de façon importante, y compris dans le monde agricole. Bien que sérieux, ils doivent tout de même inclure les caractéristiques des jeux que sont le second degré, la prise de décision, les règles, l’incertitude et la minimisation des conséquences. En dehors de jeux vidéo comme Farming Simulator, l’offre de jeux du domaine agricole est très diversifiée, mais principalement « analogique ». Néanmoins, le numérique est présent dans les différentes étapes de création d’un jeu : la création des données incluses dans le jeu, le fonctionnement du jeu et la simulation des effets des décisions des joueurs, la capacité immersive du jeu, la diffusion et la capitalisation sur l’utilisation et les apprentissages liés au jeu. Le numérique est donc un allié de poids dans le développement des jeux sérieux, et dépasse largement une simple mobilisation dans le cadre des jeux vidéo.

International audience; A gene is considered essential when its loss of function results in a deleterious phenotype, hugely reducing the organism's viability or fitness. However, the link between the essentiality of a gene and its degree of polymorphism is unclear. In this review, we show that there is a place for a certain degree of variability, even for essential genes. We first study the role of infectious diseases in the prevalence of genetic disorders among humans: balancing selection has selected harmful variants due to the selective pressure of pathogens because the heterozygous carrier can resist them. Then we show that the environment can induce adaptation of species by rapidly evolving genes. We also study the role of positive selection on speciation, particularly upon genes of the immune, reproductive and nervous systems. Finally, we highlight the role of regulatory sequences in changes in morphology between species and adaptation to the environment within species.

International audience; Although rhizobia that establish a nitrogen-fixing symbiosis with legumes are also known to promote growth in non-legumes, studies on rhizobial associations with wheat roots are scarce. We searched for Rhizobium leguminosarum symbiovar viciae (Rlv) strains naturally competent to endophytically colonize wheat roots. We isolated 20 strains from surface-sterilized wheat roots and found a low diversity of Rlv compared to that observed in the Rlv species complex. We tested the ability of a subset of these Rlv for wheat root colonization when co-inoculated with other Rlv. Only a few strains, including those isolated from wheat roots, and one strain isolated from pea nodules, were efficient in colonizing roots in co-inoculation conditions, while all the strains tested in single strain inoculation conditions were found to colonize the surface and interior of roots. Furthermore, Rlv strains isolated from wheat roots were able to stimulate root development and early arbuscular mycorrhizal fungi colonization. These responses were strain and host genotype dependent. Our results suggest that wheat can be an alternative host for Rlv; nevertheless, there is a strong competition between Rlv strains for wheat root colonization. In addition, we showed that Rlv are endophytic wheat root bacteria with potential ability to modify wheat development.

International audience; In agroforestry systems, the associated plants can induce an heterogeneity of the entries of C originating from roots according to the distance to the tree and depth.The aims of this study were (i) to analyse the root strategies for both perennial (Faidherbia albida) and annual (pearl millet) species, (ii) to quantify the root C inputs to the soil and (iii) to link the root systems to soil properties.The experimental set-up was synthesized in Fig. 1.Crop aerial biomass was higher under the trees than further away, whereas the crop root biomass was equivalent and concentrated at 0-10 cm of depth. On the contrary, Faidherbia roots were concentrated in soil layers below 100 cm, at both locations (under and further away from the trees). Root traits such as length and diameter followed exponential decay with increasing depth. Faidherbia roots had higher C and N content than pearl millet and for both species, root N content increased with increasing depth. The topsoil was richer in C and N under than further away from the trees, but it was not true below the depth of 10 cm.The higher soil C and N contents under the trees might mainly be due to the tree aerial litter inputs rather than to the root inputs as (i) no difference in the root systems was noteworthy according to the location and as (ii) differences in soil quality occurred only in topsoil. Tree roots occupied deeper soil layers than the crop, probably as a response to the long period of cohabitation in this site. Faidherbia would compensate the lack of nutrients in deep soil layers by extending its investment area.The complementarity of the perennial and annual root systems ensured an efficient use of soil resources and significant carbon inputs below 100 cm of depth.

In the context of global challenge, innovative organic amendment strategies could be used to improve soil agronomic properties in addition to increasing carbon (C) sequestration in soil. The combination of highly stable biochar with compost, a nutrient-rich material containing labile C, may be a solution to improve C sequestration while enhancing soil fertility in the context of a circular economy. Aim of the thesis was to examine if there are biochar-compost interactions and if yes, what are the mechanisms determining their effect on C and nitrogen (N) dynamics and plant growth, at different time scales. To this end we used laboratory and field experiments and analyzed for biological and thermal stability. The thermal stability of biochar was affected by biocharcompost interactions, which may already occur during their blending. Artificial weathering influenced the biological stability of both materials. Under field conditions, these processes did not significantly influence the carbon dynamics of the mixture, while biochar friability and N dynamics were affected by biochar-compost interactions. We conclude that biochar and compost interactions may occur at different time scales and affect their material properties and performance as soil amendment., Dans le contexte actuel des enjeux environnementaux, des stratégies innovantes d’amendement organique peuvent être utilisées afin d’améliorer les propriétés agronomiques du sol, tout en augmentant la séquestration du carbone (C) dans le sol. La combinaison de biochar hautement stable avec du compost, matériau riche en nutriments et contenant du C labile, pourrait être une de ces stratégies, dans un contexte d’économie circulaire. L’objectif de la thèse était d’étudier l’existence d’interactions entre biochar et compost et le cas échéant, de déterminer les mécanismes responsables de leurs effets sur la dynamique du C et de l’azote, ainsi que sur les plantes, à différentes échelles de temps. Pour ce faire, nous avons réalisé des expériences au laboratoire et au champ et analysé les stabilités thermiques et biologiques. La stabilité thermique du biochar a été affectée par les interactions biochar-compost, survenant dès leur mélange. L’altération artificielle a induit des changements sur la stabilité biologique des deux composants. Dans les conditions au champ, les processus induits par les interactions biochar-compost n’ont pas impacté significativement la dynamique du C des mélanges, contrairement à leurs effets sur la friabilité du biochar et la dynamique de l’azote. En conclusion, les interactions entre biochar et compost peuvent se produire à différentes échelles de temps et affecter significativement les propriétés des matériaux ainsi que leur performance en tant qu’amendement organique.

International audience

The heterogeneous distribution of trophic resources in the environment of organisms influences their exploitation patterns. Agroecosystems have a marked spatial structuring of trophic resources that are essential to parasitoids, namely hosts and sugar-rich food. Intercropping a nectariless crop with a nectariferous crop is an interesting model to study the influence of the provision of trophic resources within plots, and could promote the ecosystem service of pest regulation by parasitoids. Intercrops can be distributed according to different spatial arrangements, which change the spatial distribution of parasitoid resources. In this PhD thesis, we explore the influence of the spatial distribution of trophic resources in intercrops on the feeding and parasitism behaviours of aphid parasitoids. First, we study the influence of the distance between hosts and nectar on the feeding and parasitism of Aphidius ervi females.We observe that the presence of hosts influences the feeding frequency but not the parasitism rate. Secondly, we explore the potential complementarity between providing alternative hosts and nectar along with the spatial range of their effect in an orchard. We do not observe any effect of the provision of each resource separately nor the combination of both on aphid parasitism. Finally, we study the effect of spatial arrangement of a cereal-legume intercropping system, and compare it with a cereal single crop. We observe an opposite effect of intercropping on aphid populations depending on the intercrop, with fewer legume aphids but more cereal aphids in the fine arrangements intercropping plots, and without a clear relation with parasitoid activity. Our results do not confirm the beneficial effect of intercrops on the biological control of aphids by parasitoids. Determining the environmental conditions of resource availability and its spatial range in which supplying nectar or alternative hosts could have an impact on a larger scale is required to explain the lack of effect of providing trophic resources for parasitoids., La distribution hétérogène des ressources trophiques dans l’environnement des organismes influence leurs patrons d’exploitation.Les agroécosystèmes ont une structuration spatiale marquée des ressources trophiques essentielles aux parasitoïdes, à savoir les hôtes et la nourriture sucrée.L’association d’une culture non productrice de nectar avec une culture nectarifère est un modèle intéressant pour étudier l’influence de l’apport de ressources trophiques au sein des parcelles,et pourrait favoriser le service écosystémique de régulation des ravageurs par les parasitoïdes. Ces cultures associées peuvent être agencées selon différents arrangements spatiaux, qui font varier la distribution spatiale des ressources.Dans la cadre de cette thèse, nous explorons l’influence de la distribution spatiale des ressources trophiques dans les cultures associées sur le comportement alimentaire des parasitoïdes et le parasitisme des pucerons.Dans un premier temps, nous étudions l’influence de la distance entre hôtes et nectar sur l’alimentation et le parasitisme de femelles Aphidius ervi. Nous observons que la présence d’hôtes influence la fréquence d’alimentation mais pas le taux de parasitisme. Dans un second temps, nous explorons la complémentarité potentielle entre l’apport d’hôtes alternatifs et de nectar et la portée spatiale de cet aménagement en inter-rang en verger. Nous n’observons pas d’effet de l’apport de chaque ressource ni de la combinaison des deux sur le parasitisme des pucerons. Enfin, nous étudions l’effet du mode d’arrangement spatial d’une association céréale-légumineuse, et le comparons avec une culture pure de céréale. Nous observons un effet opposé de l’association culturale sur les populations de pucerons selon la culture, avec moins de pucerons en association sur la légumineuse et plus sur la céréale dans les arrangements fins, mais sans lien avec l’activité des parasitoïdes. Nos résultats ne permettent pas de confirmer l’effet bénéfique des cultures associées sur le contrôle biologique des pucerons par les parasitoïdes. Déterminer les conditions environnementales de disponibilité de ressources dans lesquelles l’apport de nectar pourrait avoir un impact et la portée spatiale d’aménagement à une échelle plus large, permettrait peut-être d’expliquer cette absence d’effet de l’approvisionnement en ressources trophiques pour les parasitoïdes.

International audience; Cereal-legume intercrops are developed mainly in low input or organic farming systems because of the overyielding and numerous ecosystem services they provide. For this management, little advice is available for varietal choice and there are almost no specific breeding programs. Our study aimed to evaluate the mixing ability of a panel of bread wheat genotypes in intercropping and to assess the impact of environment and legume tester choice on this ability. We used partial land equivalent ratios (LERs) to assess the mixing ability of a genotype defined as the combination of its ability to maintain its own yield in intercropping (producer effect, LERw) and to let the mixed species produce (associate effect, LERl). Eight wheat genotypes and 5 legume testers (3 pea and 2 faba bean varieties) were grown in sole crop and in all possible binary intercrops in nine contrasting environments. A mixed model was used to evaluate the effects of wheat genotypes, legume testers, environments, and all the interactions among these 3 factors on LERw and LERl. The chosen wheat genotypes presented contrasting mixing ability, either in terms of producer effect (LERw) or associate effect (LERl). A strong negative correlation was observed between these two components of genotype mixing ability, with an increase in producer effect being generally associated with similar decrease in associate effect, except for three genotypes. The impact of environment on the producer and associate effects was limited and similar between genotypes. Legume tester had a significant effect on both LERw and LERl, making the choice of tester a major issue to reveal the producer or associate effects of wheat genotype. Although the 5 testers showed no significant differences in wheat genotype order for both producer or associate effects, they showed different competitiveness and ability to discriminate genotypes: faba bean was very competitive, resulting in low LERt and low capacity to discriminate wheat genotypes for their mixing ability. On the contrary, pea was less competitive, resulting in higher LERt and better capacity to discriminate wheat genotypes. In particular, the Hr varieties (Geronimo and Spencer) discriminated best the wheat genotypes. Consequences on the implementation of breeding programs for wheat varieties adapted to intercropping are discussed.

International audience; Bisphenol A (BPA), a plasticizer and endocrine disruptor, has been substituted by bisphenol S (BPS), a structural analogue that had already shown adverse effects on granulosa cell steroidogenesis. The objective of this study was to assess the effect of chronic exposure to BPS, a possible endocrine disruptor, on steroid hormones in the ovary, oviduct and plasma using the ewe as a model. Given the interaction between steroidogenesis and the metabolic status, the BPS effect was tested according to two diet groups. Eighty adult ewes were allotted to restricted (R) and well-fed (WF) groups, that were further subdivided into two subgroups. Ewes were exposed to 50 µg BPS/kg/day in their diet (R50 and WF50 groups) or were unexposed controls (R0 and WF0 groups). After at least 3 months of BPS exposure, preovulatory follicular fluid, oviduct fluid and plasma were collected and steroid hormones were analyzed by gas chromatography coupled with tandem mass spectrometry (GC-MS/MS). A deleterious effect of restricted diet on the volume of oviduct fluid and numbers of pre-ovulatory follicles was observed. Exposure to BPS impaired estradiol concentrations in both follicular and oviduct fluids of well-fed ewes and progesterone, estradiol and estrone concentrations in plasma of restricted ewes. In addition, a significant interaction between metabolic status and BPS exposure was observed for seven steroids, including estradiol. In conclusion, BPS acts in ewes as an endocrine disruptor with differential actions according to metabolic status.

Speciation is the evolutionary process through which a species splits into two lineages that diverge and accumulate reproductive barriers, until complete reproductive isolation is achieved. During this process, the diverging lineages can still exchange genes by hybridisation, but gene flow is progressively restricted by the accumulation of barriers. This results in semi-permeable genomes, whereby some loci exchange freely between lineages and remain undifferentiated while others do not introgress, thus contributing to the establishment of divergent genomic regions, called genomic islands of speciation. The study of the establishment, accumulation, erosion and maintenance of these barriers and their effects on the semipermeability of the genomes of lineages undergoing speciation helps to understand how new species are formed. The advent of high-throughput sequencing techniques has made it possible to characterise the genomic landscape of divergence in multiple lineages undergoing speciation across the tree of life. These studies have shown the influence of the demographic history and genomic architecture as major determinants of the genomic landscape of divergence. However, other factors could intervene and explain the diversity of evolutionary trajectories that may or may not lead to speciation. The main objective of this thesis is to assess the impact of species' life history traits on speciation. We have chosen to study 20 marine fish species subdivided into two lineages (Atlantic and Mediterranean), and presenting a wide diversity of degrees of divergence and life history traits. These traits are thought to impact on the intensity of genetic drift, dispersal abilities and generation time of the species. In the first chapter, we studied the determinants of genetic diversity, the substrate on which divergence is built during the initial separation of lineages. We observed that adult longevity of marine fishes is negatively correlated w ith genetic diversity, and we demonstrated that this relationship could be explained by a greater variance in reproductive success in long-lived species due to reproductive strategies specific to marine fishes (high juvenile mortality, low adult mortality and increased fecundity with age). Then, in a second chapter, we discovered a great diversity of evolutionary histories between species, characterised by a strong gradient of genetic divergence between Atlantic and Mediterranean lineages. This gradient partly reflects the level of semi-permeability of the genomes. Species with low differentiation show low reproductive isolation, whereas the most highly differentiated species show almost complete reproductive isolation. Species' life history traits partly explain this diversity in isolation levels via different mechanisms. Larval duration negatively influences genetic differentiation by modulating dispersal capacities, the effect of body size indicates a negative effect of long-term abundance on divergence, while longevity seems to impact the number of generations elapsed since ancestral separation. In conclusion, the 20 species studied show a surprising variability of evolutionary histories considering the similarities of their biogeographic history and genomic architecture. The relationships between life-history traits and the evolutionary history of the species proved to be complex, but we were nevertheless able to shed light on some of them by decomposing the involvement of traits in the different stages of speciation. The application of the comparative genomics approach developed in this thesis to other suture zones will further extend our knowledge of the determinants of the tempo and mode of speciation., La spéciation est le processus évolutif au cours duquel une espèce se scinde en deux lignées qui divergent en accumulant des barrières reproductives, jusqu'à l’acquisition d’un isolement reproductif total. Durant ce processus, les lignées divergentes peuvent toujours s’échanger des gènes par hybridation, mais le flux génique est progressivement limité par l’accumulation des barrières. Il en résulte une semi-perméabilité des génomes, où certains locus s’échangent librement entre lignées et restent indifférenciés tandis que d’autres n’introgressent pas, contribuant ainsi à l’établissement de régions génomiques divergentes, appelées îlots génomiques de spéciation. L'étude de l’établissement, l’accumulation, l’érosion et la maintenance de ces barrières et de leurs effets sur la semiperméabilité des génomes de lignées en cours de spéciation permet de comprendre comment de nouvelles espèces se forment. L'avènement des techniques de séquençage à haut débit a permis de caractériser le paysage génomique de divergence chez de multiples lignées en cours de spéciation à travers l’arbre du vivant. Ces études ont permis de mesurer l’influence de l’histoire démographique et de l’architecture génomique comme déterminants majeurs du paysage génomique de divergence. Toutefois, d'autres facteurs pourraient intervenir et expliquer la diversité des trajectoires évolutives pouvant conduire ou non à la spéciation. Le principal objectif de cette thèse est d'évaluer l'impact des traits d'histoire de vie des espèces sur la spéciation. Nous avons choisi d’étudier 20 espèces de poissons marins subdivisées en deux lignées (Atlantique et Méditerranéenne), et présentant une large diversité de niveaux de divergence et de traits d’histoire de vie. Dans le premier chapitre, nous avons étudié les déterminants de la diversité génétique, substrat sur lequel s’établit la divergence lors de la séparation initiale des lignées. Nous avons observé que la longévité adulte des po issons marins est corrélée négativement à la diversité génétique, et nous avons démontré que cette relation pouvait s’expliquer par une plus grande variance du succès reproducteur chez les espèces longévives à cause de stratégies reproductives particulières aux poissons marins (forte mortalité juvénile, faible mortalité adulte et augmentation de la fécondité avec l’âge). Puis, dans un second chapitre, nous avons détecté une grande diversité d’histoires évolutives entre espèces, caractérisée par un fort gradient de divergence génétique entre lignées atlantiques et méditerranéennes. Ce gradient reflète en partie le niveau de semi-perméabilité des génomes. Les espèces à faible différentiation présentent un isolement reproductif faible, alors que les espèces les plus fortement différenciées montrent un isolement reproductif quasi-complet. Les traits d’histoire de vie des espèces expliquent en partie cette diversité de niveaux d’isolement via différents mécanismes. La durée de vie larvai re influence négativement la différenciation génétique en modulant les capacités de dispersion, l’effet de la taille du corps indique un effet négatif de l’abondance long-terme sur la divergence, et la longévité semble impacter le nombre de générations écoulées depuis la séparation ancestrale. En conclusion, les 20 espèces étudiées présentent une variabilité surprenante d’histoires évolutives au regard des similitudes de leur histoire biogéographique et leur architecture génomique. Les relations entre traits d’histoire de vie et histoire évolutive des espèces sont complexes, mais nous avons pu éclairer certaines d’entre elles en décomposant l’implication des traits dans les différentes étapes de la spéciation. L’application de l’approche de génomique comparative développée au cours de cette thèse dans d’autres zones de suture permettra d’étendre nos connaissances des déterminants du tempo et du mode de la spéciation.

The present thesis has contributed, using high throughput genome sequencing, to understanding the history of divergence leading to speciation, and the causes and consequences of genetic exchanges between species, in hares and mice.First, this work has contributed to the development of the genomic resources available to study hare population genomics, by providing the first de novo assembly of a hare genome (for the mountain hare, Lepus timidus), and assessing its utility as compared to the rabbit assembly, previously available. We have also generated the first mountain hare transcriptome, and the most complete among the currently available Lepus transcriptomes. In combination with published data on the European brown hare (L. europaeus), we pinpointed candidate fixed differences between the two species that can be used to build genotyping tools to monitor gene exchange in contact zones.Second, we have contributed to the understanding of the documented massive introgression of the mitochondrial genome from the mountain hare to the Iberian hare (L. granatensis) in Iberia, by reconstructing the post-glacial demographic dynamics of the latter species using Single Nucleotide Polymorphism data. We demonstrated that this introgression occurred at the favor of the invasive replacement of the donor species by the recipient one during the last deglaciation, thus showing the importance of demographic and biogeographic history in driving introgression.Third, using whole genome sequencing, we studied genetic differentiation and admixture in Iran, the region of origin of the three described house mouse subspecies (M. m. domesticus, musculus and castaneus), source of their expansion to the rest of Eurasia, leading to their present parapatric distributions. We discovered in Central Iran a population that is differentiated from these three subspecies, and inferred that it results from an ancient admixture between M. m. domesticus (about 40%) and a population related to M. m. musculus. The domesticus and musculus lineages thus admixed extensively close to their region of origin, but appear genetically isolated after their independent geographical expansions to Europe, where they form a narrow tension zone, a pattern evocative of a ring species. This offers an exceptional model to further study the evolution and determinants of reproductive isolation between these subspecies. Our analyses also suggest a selective advantage of non-domesticus Y chromosome in this context of admixture in Central Iran.We also discovered in North Western Iran a population that is mostly of domesticus origin, with inferred admixture from its geographical neighbours (musculus and central Iran), but which has fixed a Y chromosome lineage related to that of musculus. We show that this massive Y introgression is accompanied by co-introgression of genes with functions related to male fertility, especially on the X chromosome. We tested the potential link of this Y invasion with an arms-race between the X and Y chromosomes that could bias sex-ratio, and therefore address the question of the potential role of genetic conflicts in promoting introgression. Among subspecies we found a correlation between copy numbers of Y and X ampliconic families (Sly/Slx genes) whose interaction is known to control sex chromosome transmission in a dosage dependent manner. Higher copy numbers in the musculus lineage suggest stronger distortion properties. We however argue that this X-Y conflict is not the cause of massive Y introgression, which would rather reflect an intrinsic advantage of the musculus Y lineage in zones of admixture between the subspecies. The ability of the musculus Y chromosome to invade zones where musculus admixes with other subspecies seems to be a ubiquitous pattern, observed in other geographic regions. The conflict would rather cause co-introgression or co-evolution of the X ampliconic region in admixed populations., Cette thèse a contribué, en utilisant le séquençage haut débit de génomes, à la compréhension de l’histoire de la divergence conduisant à la spéciation, et des causes et conséquences des échanges génétiques entre espèces.Ce travail a contribué au développement des ressources génomiques pour étudier la génomique des populations de lièvres, en produisant le premier assemblage de novo d’un génome de lièvre (Lepus timidus), et en évaluant son utilité en comparaison au génome de référence du lapin, préalablement disponible. Nous avons aussi produit le premier transcriptome de L. timidus, le plus complet de ceux disponibles pour les lièvres. En combinaison avec des données publiées sur L. europaeus, nous avons trouvé les différences fixées entre les deux espèces, qui peuvent être utilisées pour construire des outils pour étudier les échanges interspécifiques dans les zones d’hybridation.Nous avons contribué à la compréhension de l’introgression massive documentée du génome mitochondrial de L. timidus vers L. granatensis dans la péninsule ibérique, en reconstituant l’évolution démographique post-glaciaire de cette dernière à partir de la variation génétique actuelle. Nous avons démontré que cette introgression s’est faite à la faveur de l’envahissement du territoire de l’espèce donneuse par la receveuse, soulignant l’importance de la démographie et de la biogéographie pour favoriser l’introgression.A partir de séquences de génomes complets, nous avons étudié la différenciation et le re-mélange en Iran, la région d’origine des trois sous-espèces connues de souris domestique (Mus musculus domesticus, musculus et castaneus), source de leur expansion au reste de l’Eurasie, conduisant à leurs distributions parapatriques actuelles. Nous avons découvert au centre de l’Iran une population différenciée de ces trois sous-espèces, et inféré qu’elle résulte d’un mélange passé entre M. m. domesticus (environ 40%) et une population apparentée à M. m. musculus. Les lignées domesticus et musculus se sont donc largement mélangées à proximité de leur région d’origine, mais apparaissent isolées suite à leurs expansions géographiques indépendantes vers l’Europe, où elles forment une zone de tension étroite, un patron évocateur d’une espèce en anneau. Ceci offre un modèle exceptionnel pour étudier l’évolution et les déterminants de l’isolement reproductif entre ces sous-espèces. Nos analyses suggèrent un avantage sélectif du chromosome Y de la lignée musculus dans ce contexte de mélange en Iran central.Nous avons aussi découvert au NW de l’Iran une population d’origine majoritairement domesticus, avec des contributions de ses deux voisins (musculus et Iran central), mais qui a fixé une lignée de chromosome Y de la branche musculus. Nous trouvons que cette introgression massive de Y est accompagnée par la co-introgression de gènes impliqués dans la fertilité mâle, particulièrement sur le chromosome X. Nous avons testé le lien potentiel de cette invasion de Y avec une course aux armements entre le X et le Y qui pourrait biaiser les sex-ratios, et ainsi pu aborder la question du rôle des conflits génétiques comme promoteurs de l’introgression. Entre sous-espèces, nous avons trouvé une corrélation entre les nombres de copies Y et X de familles ampliconiques (gènes Sly/Slx) dont l’interaction est connue pour contrôler le sex-ratio de manière antagoniste en fonction de la dose. Plus de copies dans la lignée musculus suggère des propriétés distortrices plus fortes. Toutefois nous argumentons que ce conflit X-Y n’est pas le moteur de l’invasion du Y, qui résulterait plutôt d’un avantage intrinsèque du Y musculus en situation de mélange entre sous-espèces. La propension du Y musculus à envahir les régions où musculus se mélange avec d’autres sous-espèces semble générale et observée dans d’autres régions géographiques. Le conflit entraînerait la co-introgression ou la coévolution des régions ampliconiques du X dans les zones de mélange.

International audience; Main resource for human and animal nutrition, agricultural biomass has also high potential uses as substitute for non-renewable resources in other sectors (construction, chemistry, energy, etc.).It plays an important role towards the energetic transition. In that regard, public institutions, particularly at local level, highly support new biomass uses for food and non-food uses, for products (e.g. grains,livestock) and co-products (e.g. straw, manure), leading to value chain reorganizations and/or creations. To prevent from de-structuring the other existing value chains, or from escaping local energetic,environmental or socio-economic issues, it seems important to understand the interactions between value chains in place. For that aim, the framework of metabolism seems particularly relevant. It allowsan analysis of the flows of materials and energy occurring between nature and society, between different societies, and within societies. Interactions between value chains can be characterized bymaterial flows and an analysis of actors which produce or use agricultural products and co-products. However, due to value chain specialties, the complexity of actor networks and highly diverse localities,these evaluations are difficult to undertake at local scales. Our goal here is to present and discuss an approach to account for interaction within and between agricultural value chains, based on a representation of material metabolism coupled with an analysis of actors’ networks. First, we build a theoretical metabolism, based on public databases to: i) inform on potential agricultural products and coproducts, ii) gather general information on local actors. Second, we lead a survey to consolidate this metabolism from the actual flows and develop a reading grid of actors’ networks based on the forms of: i) circulation of material flows between actors; ii) organization and coordination of this circulation of material flows between actors; iii) synergies, dependencies and competitions between actors around these material flows. The main challenge is to structure these interactions in a global representation of the local agricultural metabolism. We show an application of the method on two French localities that are contrasted in terms of agriculture in: i) the North of the Aube department, an area specialized in large field crops; ii) the Vallée de la Drôme, farm fields are four times smaller and the agriculture is more diversified with different types of crops and livestock systems. This method can be used with local partners as a reflexive tool on agriculture and value chains and as a starting point for foresight studies.

In adult mammals, neural stem cells are localized in three neurogenic regions, the subventricular zone of the lateral ventricle (SVZ), the subgranular zone of the dentate gyrus of the hippocampus (SGZ) and the hypothalamus. In the SVZ and the SGZ, neural stem/progenitor cells (NSPCs) express the glial fibrillary acidic protein (GFAP) and selective depletion of these NSPCs drastically decreases cell proliferation in vitro and in vivo. In the hypothalamus, GFAP is expressed by α-tanycytes, which are specialized radial glia-like cells in the wall of the third ventricle also recognized as NSPCs. To explore the role of these hypothalamic GFAP-positive tanycytes, we used transgenic mice expressing herpes simplex virus thymidine kinase (HSV-Tk) under the control of the mouse Gfap promoter and a 4-week intracerebroventricular infusion of the antiviral agent ganciclovir (GCV) which kills dividing cells expressing Tk. While GCV significantly reduced the number and growth of hypothalamus-derived neurospheres from adult transgenic mice in vitro, it causes hypogonadotropic hypogonadism in vivo. The selective death of dividing tanycytes expressing GFAP indeed results in a marked decrease in testosterone levels and testicular weight, as well as vacuolization of the seminiferous tubules and loss of spermatogenesis. Additionally, GCV-treated GFAP-Tk mice show impaired sexual behavior, but no alteration in food intake or body weight. Our results also show that the selective depletion of GFAP-expressing tanycytes leads to a sharp decrease in the number of gonadotropin-releasing hormone (GnRH)-immunoreactive neurons and a blunted LH secretion. Overall, our data show that GFAP-expressing tanycytes play a central role in the regulation of male reproductive function.

p140Cap, encoded by the gene SRCIN1 (SRC kinase signaling inhibitor 1), is an adaptor/scaffold protein highly expressed in the mouse brain, participating in several pre- and post-synaptic mechanisms. p140Cap knock-out (KO) female mice show severe hypofertility, delayed puberty onset, altered estrus cycle, reduced ovulation, and defective production of luteinizing hormone and estradiol during proestrus. We investigated the role of p140Cap in the development and maturation of the hypothalamic gonadotropic system. During embryonic development, migration of Gonadotropin-Releasing Hormone (GnRH) neurons from the nasal placode to the forebrain in p140Cap KO mice appeared normal, and young p140Cap KO animals showed a normal number of GnRH-immunoreactive (-ir) neurons. In contrast, adult p140Cap KO mice showed a significant loss of GnRH-ir neurons and a decreased density of GnRH-ir projections in the median eminence, accompanied by reduced levels of GnRH and LH mRNAs in the hypothalamus and pituitary gland, respectively. We examined the number of kisspeptin (KP) neurons in the rostral periventricular region of the third ventricle, the number of KP-ir fibers in the arcuate nucleus, and the number of KP-ir punctae on GnRH neurons but we found no significant changes. Consistently, the responsiveness to exogenous KP in vivo was unchanged, excluding a cell-autonomous defect on the GnRH neurons at the level of KP receptor or its signal transduction. Since glutamatergic signaling in the hypothalamus is critical for both puberty onset and modulation of GnRH secretion, we examined the density of glutamatergic synapses in p140Cap KO mice and observed a significant reduction in the density of VGLUT-ir punctae both in the preoptic area and on GnRH neurons. Our data suggest that the glutamatergic circuitry in the hypothalamus is altered in the absence of p140Cap and is required for female fertility.

Among the anthropogenic pressures that impact mangrove ecosystems, nutrient inputs from domestic wastewater are often associated with increased plant productivity. However, other compartments of the ecosystem are sometimes negatively impacted, in particular the benthic macrofauna, whose representatives are often considered to be ecosystem engineers. The aim of this study is to analyse the ecophysiological responses of three mangrove crabs living in mangrove forests located in the Mozambique Channel that are typically exposed to domestic wastewater inputs or ammonia-N. These responses could represent potential proxies for nitrogen enrichment. Different physiological and behavioural markers were considered to meet three objectives based on different integrative levels and spatial scales. Firstly, we sought to improve our knowledge on the physiological responses of a crab species, Neosarmatium africanum, Sesarmidae generally occupying the upper part of the mangrove that is directly exposed to domestic effluent inputs in one of our study sites (Malamani mangrove, Mayotte).The focus was mostly on a major metabolic organ, the hepatopancreas. Secondly, we sought to better understand what potential physiological and behavioural responses at the individual scale could be involved in crab community changes observed in areas regularly impacted by domestic wastewater. A fiddler crab species, Paraleptuca chlorophthalmus, Ocypodidae) was studied. For this species abundance is drastically decreased in the wastewater impacted areas of Malamani study site. Short-term responses were obtained: burst of oxygen consumption, escape and emersion behaviour). These effects could become deleterious during acute and/or chronic exposures, as it is often the case in the natural environment. Finally, we sought to understand whether differential vulnerability to salinity variations and increased nutrient inputs (ammonia-N) could occur for two fiddler crab species. These species are genetically related but live in opposite environmental conditions: in anthropized mangrove ecosystem in Mayotte and in a pristine ecosystem (Europa Island located in the southern part of the Mozambique Channel). Data obtained indicate that crabs regularly exposed to freshwater and domestic effluents in Mayotte are more tolerant to salinity variations and develop key physiological acclamatory processes to ammonia-N exposure compared to crabs from the pristine site (Europa). Altogether, this study strengthens our knowledge regarding the physiology of these ecosystem engineers, but also allows us to better link individual responses obtained in laboratory conditions to those observed at the population or community level in the natural environment. This study is paving the way for complementary studies concerning the monitoring of mangrove ecosystems in the Mozambique Channel using potential bioindicator species, and emphasizes the need to consider ecophysiological analyses in the field of monitoring and conservation of natural environments., Parmi les phénomènes d'origine anthropique impactant les écosystèmes de mangrove, l'apport d'éléments nutritifs issus des eaux usées domestiques est souvent associé à une meilleure productivité végétale. D'autres compartiments du système sont pourtant parfois négativement impactés, notamment la macrofaune benthique dont les représentants sont souvent considérés comme des espèces ingénieurs de l’écosystème. Au cours de cette thèse, nous avons cherché à étudier les réponses écophysiologiques de trois espèces de crabes de mangroves présents dans le Canal du Mozambique, exposés aux apports d’eau usée domestique ou à de l’ammonium, étudié en tant que potentiel proxy d’enrichissement azoté. Différents marqueurs physiologiques et comportementaux ont été mis en place pour répondre à trois objectifs s’appuyant sur des niveaux intégratifs et des échelles spatiales différentes. Dans une première partie, nous avons cherché à compléter les connaissances sur les réponses physiologiques d’une espèce de crabe, Neosarmatium africanum, Sesarmidae occupant la partie haute de la mangrove, parfois directement exposée aux apports d’effluents domestiques sur l’un site d’étude (mangrove de Malamani, Mayotte) en nous focalisant sur un organe métabolique majeur, l’hépatopancréas. Dans une deuxième partie, nous avons cherché à mieux comprendre quelles potentielles réponses physiologiques et comportementales à l’échelle individuelle pouvaient être impliquées dans la modification des communautés de crabes observées dans des zones régulièrement impactées par l’apport d’eau usée domestique. Nous avons pour cela étudié une espèce de crabe violoniste, Paraleptuca chlorophthalmus, Ocypodidae, dont l’abondance diminue drastiquement sur les zones impactées de la mangrove de Malamani. Nos résultats montrent des réponses à court terme (explosion de la consommation d’oxygène, comportement de fuite et d’émersion) qui pourraient devenir délétères lors d’expositions ponctuelles mais chroniques, comme c’est souvent le cas dans le milieu naturel. Enfin, nous avons cherché à comprendre s’il existait une vulnérabilité différentielle face à des variations de salinités et des apports d’éléments nutritifs (ammonium) sur deux espèces de crabes violonistes génétiquement proches mais vivant dans des conditions environnementales opposées : mangrove de Malamani à Mayotte considéré comme écosystème anthropisé et la mangrove d’Europa (îles Eparses, Sud du Canal du Mozambique) considérée comme écosystème pristine. Les résultats indiquent que les crabes de Mayotte, régulièrement exposés à l’eau douce et aux effluents domestiques, semblent plus tolérants aux variations de salinité et développent des acclimatations physiologiques face à l’exposition à l’ammonium, ce que les crabes d’Europa ne développent pas. L’ensemble des résultats renforcent d’une part les connaissances sur la physiologie de ces ingénieurs de l’écosystème, mais permettent également de mieux lier les réponses individuelles obtenues en laboratoire, à celles observées à l’échelle des populations ou des communautés en milieu naturel. Ils encouragent la mise en place d’études concernant le suivi des écosystèmes de mangroves du Canal du Mozambique à travers l’étude d’espèces potentiellement bioindicatrices et permettent de proposer une approche écophysiologique dans le domaine du suivi et de la conservation des milieux naturels.

International audience; Digestive efficiency traits are promising selection criteria to improve feed efficiency in pigs. However, the genetic relationships between digestive efficiency and sow reproductive traits are mostly unknown and need to be estimated. In this study, reproductive traits were available for 61 601 litters recorded on 21 719 Large White purebred sows. The traits were comprised of the number of born alive (NBA) and the number of weaned piglets (NWP), the number of stillbirths (NSB) and piglet mortality during suckling (PM). For a subset of 32 518 litters, the mean (MBW) and CV of piglet birth weights (CVBW) were deduced from individual piglet weights as well as the proportion of piglets weighing less than 1 kg (PPL1K). Growth and feed efficiency traits were available for 4 643 Large White male pigs related to sows with reproductive performances. They comprised average daily gain (ADG), daily feed intake (DFI) and feed conversion ratio (FCR). A subset of 1 391 pigs had predictions for digestibility coefficients (DC) of energy, organic matter and nitrogen obtained by analysing faecal samples with near-infrared spectrometry. Estimated heritabilities were low for NBA, NSB, NWP and PM (0.08 ± 0.01 to 0.11 ± 0.01) and low to moderate for litter weight characteristics (0.14 ± 0.02 to 0.38 ± 0.01). Heritability estimates were moderate to high for ADG, DFI and FCR (0.37 ± 0.04 to 0.54 ± 0.05) and moderate for DC traits (0.26 ± 0.06 to 0.38 ± 0.07). Genetic correlations were low between ADG, or alternatively FCR, and reproductive traits. They were significantly different from zero with MBW (0.19 ± 0.06 with ADG and 0.15 ± 0.06 with FCR) and PPL1K (0.19 ± 0.07 with ADG and 0.18 ± 0.07 with FCR). All genetic correlations between DFI and reproductive traits were low and not significantly different from zero. Genetic correlations between DC traits and NBA were significantly different from zero for DC of organic matter and energy (0.30 ± 0.11), CVBW (

Introduction L’analyse du développement agricole (au sens générique d’amélioration de la production et de sa répartition) comme celle des politiques qui se donnent pour objectif de l’accompagner ou de l’impulser ne peuvent ignorer le jeu complexe entre matrices institutionnelles régissant le foncier agricole, les usages productifs de la terre et les structures de production. Trois grands champs de variables sont ainsi défin...

Chapitre 2 Disponible gratuitement en ebook; International audience; Aujourd’hui, l’agriculture française est largement dépendante des pesticides : des systèmes de culture, aux entreprises d’amont et d’aval, en passant par les exploitations, c’est l’ensemble du fonctionnement des filières agricoles et agroalimentaires qui repose sur l’utilisation de pesticides (figure 2.1). Des stratégies existent pourtant pour diminuer, voire se passer complètement des pesticides. D’une part, l’IPM vise à limiter au maximum l’utilisation de ces intrants. D’autre part, l’AB implique un cahier des charges qui interdit l’utilisation des pesticides de synthèse.

There is a need for the development of rapid and reliable characterization tools for biological media. The objective of this thesis is to develop a method based on the acquisition of excitation-emission matrices of fluorescence (EEMF) coupled with the use of fluorescence lifetime measurement in spectroscopy and microscopy (FLIM). These techniques have great potential due to their speed, low sample volume required for analysis, non-destructive sample analysis, and low cost. This project focused on two biological media of great interest to the food industry: wine and bacterial spores. On one hand, we have a beverage representing a large world market, and on the other hand, a food contaminant responsible for various diseases. The coupling of our different techniques allowed us to characterize fluorescent probes native to these two biological environments and to evaluate their changes according to different parameters, such as malolactic fermentation or changes in pH and water activity. This tool focused on different native probes, with organic and phenolic acids in our wine matrix, and dipicolinic acid for the bacterial spore matrix. This project has allowed the construction of a database allowing the in-situ monitoring of these fluorescent probes in their native environment and gives rise to the implementation of a new method of characterization of biological environments., Il existe un besoin de développement d'outils de caractérisation rapide et fiables de milieux biologiques. Ce travail de thèse a pour but de développer une méthode se basant sur l'acquisition de matrices d'émission et d'excitation de fluorescence (MEEF) couplée avec l'utilisation de la mesure du temps de vie de fluorescence en spectroscopie et microscopie (FLIM). Ces techniques ont un fort potentiel du fait de leur rapidité, du faible volume d’échantillon nécessaire à l’analyse, d’une analyse non-destructrice de l’échantillon et d’un faible coût. Ce projet s’est focalisé sur deux milieux biologiques ayant un fort intérêt dans l’industrie agro-alimentaire : le vin et les spores bactériennes. D’une part, nous avons une boisson représentant un marché mondial de grande envergure, et d’autre part, un contaminant alimentaire responsable de diverses maladies. Le couplage de nos différentes techniques a permis de caractériser des sondes fluorescentes natives aux deux milieux biologiques et d’évaluer leurs caractéristiques en fonction de différents paramètres, tels que la fermentation malolactique ou des changements de pH et d’activité de l’eau. Cet outil s’est concentré sur diverses sondes natives, avec les acides organiques et phénoliques dans notre matrice vin, et l’acide dipicolinique pour la matrice spore bactérienne. Ce projet a permis de bâtir une base de données permettent le suivi in-situ de ces sondes fluorescentes dans leur environnement natif et donne lieu à la mise en place d’une nouvelle méthode de caractérisation des milieux biologiques.

While nonlinear phenomena (NLP) are widely reported in animal vocalizations, often causing perceptual harshness and roughness, their communicative function remains debated. Several hypotheses have been put forward: attention-grabbing, communication of distress, exaggeration of body size and dominance. Here, we use state-of-the-art sound synthesis to investigate how NLP affect the perception of puppy whines by human listeners. Listeners assessed the distress, size or dominance conveyed by synthetic puppy whines with manipulated NLP, including frequency jumps and varying proportions of subharmonics, sidebands and deterministic chaos. We found that the presence of chaos increased the puppy's perceived level of distress and that this effect held across a range of representative fundamental frequency ( f o ) levels. Adding sidebands and subharmonics also increased perceived distress among listeners who have extensive caregiving experience with pre-weaned puppies (e.g. breeders, veterinarians). Finally, we found that whines with added chaos, subharmonics or sidebands were associated with larger and more dominant puppies, although these biases were attenuated in experienced caregivers. Together, our results show that nonlinear phenomena in puppy whines can convey rich information to human listeners and therefore may be crucial for offspring survival during breeding of a domesticated species.

Dans les pays du Sud, l'accès à la terre et à ses ressources, son contrôle et ses usages représentent des questions cruciales. Au coeur des défis de la construction de l'État, du développement agricole, de la sécurité alimentaire et de la durabilité environnementale, le foncier est aussi un marqueur identitaire et une source récurrente de conflits. Depuis vingt ans, de nombreuses recherches ont renouvelé les savoirs sur ces questions. Dans une approche processuelle et pluridisciplinaire, cet ouvrage propose un état des lieux sur les dynamiques foncières rurales au Sud. S'appuyant sur une très riche bibliographie internationale, il traite des principaux thèmes liés aux questions foncières : depuis les pratiques et dynamiques locales (évolution des droits sur la terre, marchés fonciers, conflits...) jusqu'aux politiques publiques (réformes agraires, programmes de formalisation des droits sur la terre), en passant par les enjeux de méthode et d'expertise foncière. Chaque chapitre propose une mise en dialogue critique entre les questionnements, les catégories d'analyse et les résultats de la recherche. Somme sans équivalent sur le sujet, cet ouvrage constitue un outil de référence pour tous ceux qui, étudiants, chercheurs ou praticiens du développement, souhaitent approfondir leur compréhension des dynamiques foncières dans les mondes ruraux contemporains.

Le Registre Parcellaire Graphique (RPG), produit chaque année (par l'IGN et l'ASP), contient sous forme de données géographiques les parcelles agricoles telles que déclarées par les agriculteurs, Cependant, le RPG ne concerne que les exploitations agricoles sujettes à des aides de la Politique Agricole Commune. Source d'information très riche et précise, le RPG présente donc l'inconvénient de ne pas être exhaustif. Une méthodologie a été développée pour identifier, délimiter et qualifier les parcelles agricoles absentes du RPG. Le résultat est une couche d’information géographique vectorielle nommée « RPG complété ». Le but est donc bien le suivant : la combinaison du RPG et du RPG complété permet de disposer d’une couche parcellaire et annuelle exhaustive de la couverture du sol agricole français (hors DOM). Le RPG complété est construit en 2 phases. La 1ère phase vise à identifier les parcelles susceptibles d’accueillir les parcelles agricoles absentes du RPG, la 2nde phase consiste à attribuer une catégorie de culture aux parcelles identifiées lors la 1ère phase.La présente note méthodologique décrit la 2nde phase.

Integrating crop and livestock is broadly seen as an ideal option to maintain agricultural production levels while limiting environmental impacts on soil and biodiversity. Still, European crop-livestock farms keep declining due to globalized markets, agricultural policies and limited availability of workforce and skills. Reconnecting neighbouring specialized crop farms and livestock farms through grain, fodder, crop by-products and manure exchanges could be an alternative to overcome these limiting factors. Up to now, such collective organization is still rarely observed despite its potential advantages. In this study, we tried to understand farmers’ perceptions to highlight levers and barriers to crop-livestock integration beyond farm level. We analyzed interviews of 19 farmers interested in building such collaborations in Ariege, South- western France (8 crop farmers, 7 livestock farmers and 4 crop-livestock farmers). We observed different levels of involvement considered by the farmers ranging from wishing to buy local feed or establish new crops only if a local cooperative was creating contracts, to wishing to build a strong collaboration among local group over time. Different types of collective organization were mentioned, ranging from polycentric organization involving only farmers up to a governance through a local cooperative. The main barriers were related to logistics and storage, timemanagement, low costs of inputs as regards to the time needed to implement such local cooperation, and establishment of trust. The main levers were the existence of local cooperatives or machinery groups that could drive the project and establish contracts, new policies oriented toward collective actions and a niche-market that recognized the interest of local feed for livestock. We highlighted a strong implicit divergence between the mindsets of crop farmers relative to livestock farmers that could hinder this type of local cooperation as they have few relationships and low trust. We suggest that farmers that already have both crops and livestock may be an ideal-type to improve ties between specialized farmers. In-depth analysis of farmer motivations and long-term efforts to build strong local networks and new policies would thus be key to favour the development of crop-livestock integration beyond farm level.

In alley-cropping systems, the root distributions and characteristics of annual crops and perennial species are still unknown despite their direct impact on the entries of C in soils. This study aims to link the root distributions and characteristics to soil biotic and abiotic properties according to soil depth and to distance to the tree in a young alley-cropping system. The experimental set-up was synthesized in Fig.1. The reduction of root density in the wheat-1m, especially in topsoils, was not due to the soil properties (which were not modified) nor to any presence of perennial roots in the crop zone. The higher lignin content in the wheat-1m meant to increase of the absorption capacity in response to the low water content at this location, probably due to the massive water uptake by the UVS. The UVS roots brought a diversity of root traits such as higher root tissue density and ligno-cellulosic index than crop roots. Soil CNP and microbial biomass decreased with depth such as root density. In topsoils, despite a higher entry of organic matter (roots, aerial litter…), the eco-enzyme stoichiometry of the relative C to N vs. C to P acquisition showed higher C needs in topsoils than at depth. In this young alley-cropping system, the root biomass was not increased compared to a hypothetical similar conventional system thanks to the UVS root balancing the loss in wheat near the UVS. The important ligno-cellulosic index in UVS and wheat near UVS roots could lead to a recalcitrance to decomposition and thus increase the potential C storage in AF systems, especially at higher depth, where the CNP needs are more balanced than in topsoils and tends to a stable environment.

À la suite des recherches initiales sur la compréhension de la genèse des sols tropicaux sont nés différents programmes sur l'évolution des sols après déforestation, sur les effets du brûlis et de la mise en culture, sur le cycle du carbone et sur la biodiversité, sur l'activité faunique et microbienne du sol, leur finalité étant de contribuer à définir des pratiques adaptées de gestion des milieux tropicaux. Cette évolution des recherches sur les sols en Amazonie a accompagné une prise de conscience globale sur l'importance de ces derniers pour la sécurité alimentaire et comme support de la biodiversité, et sur les risques que fait peser leur dégradation sur plusieurs services écosystémiques.

Getting the most out of digital technology to contribute to the transition to sustainable agriculture and food systems

Acknowledgements (contribution, proofreading, editing) – Véronique Bellon-Maurel, Ludovic Brossard, Frédérick Garcia, Nathalie Mitton, Alexandre Termier.; International audience

Fabaceae use in agricultural systems has many benefits for the environment and for food security. Among the numerous ecosystem services provided, Fabaceae enrich the soil with both carbon (C) and nitrogen (N) because of their ability to use both atmospheric C and N sources in symbiosis with Rhizobiaceae and are an important driver of soil ecology because they support microbial activities. The work of this thesis focused on C and N soil inputs through the study of the rhizodeposition process and its impact on soil microbial communities. Two grain Fabaceae (pea and faba bean) and two forage Fabaceae (white clover and crimson clover) and a non-fixing Poaceae, wheat, were studied. The objectives were to assess (i) the flux of C and N from the atmosphere (through plant photosynthesis and biological N fixation) to the soil; (ii) the consequences on C, N and P dynamics by measuring soil enzyme activities and (iii) on rhizospheric active microbial communities. Plants were grown under controlled conditions. An approach combining 13CO2 labeling and the method measuring the dilution of soil 15N by atmospheric N was carried out to measure plant rhizodeposition all along plant growth in relation with functional traits. Key enzyme activities related to C, N and P cycles were measured and the stable 13C DNA isotope probing (DNA SIP) method was used to study the incorporation of plant-exuded 13C into microbial communities. Our results show that rhizodepositions of C and N are strongly controlled by photosynthesis and biological nitrogen fixation of atmospheric nitrogen and consequently by the growth rate of plants. High rhizodeposition fluxes are observed for faba bean and both clover species. Traits related to root architecture appeared as good predictors of plant rhizodeposition. We also found that species with the highest amounts of rhizodeposition had the highest levels of enzyme activities in soil. This study also shows that N and C nutrient supply contributes to the nutritional requirements and growth of microorganisms in the soil. The study of the structure of active microbial communities showed that faba bean is associated with a diversified rhizospheric microbiome enriched in beneficial bacteria and fungi. The determinism of active microbial communities was explained by biomass production and root dry matter content. Qualitative analysis of root exudates should provide a better understanding of the impact of rhizodeposition on soil microbiota. The species comparisons observed here under controlled conditions will have to be validated by complementary approaches in the field., L’utilisation des Fabacées dans les systèmes agricoles présente de nombreux avantages pour la préservation de l’environnement et le renforcement de la sécurité alimentaire. Parmi les nombreux services écosystémiques qu’ils fournissent, les Fabacées enrichissent le sol en carbone (C) et en azote (N) grâce à leur capacité à utiliser à la fois le C et l’N atmosphérique à travers la symbiose qu’elles forment avec les rhizobiacées et soutiennent ainsi les activités microbiennes rhizosphériques. Les travaux de cette thèse se sont intéressés à la fourniture de carbone et d’azote dans les sols à travers l’étude du processus de la rhizodéposition et de son impact sur la structure et l’activité des communautés microbiennes rhizosphériques. Ils ont porté sur deux Fabacées protéagineuses (pois et féverole) et deux Fabacées fourragères (trèfle blanc et trèfle incarnat) alors que le blé a été utilisé comme espèce non fixatrice d’N atmosphérique. Les objectifs de ce travail de thèse consistaient à évaluer (i) le flux de C et d’N de l'atmosphère vers le sol liés à la rhizodéposition, (ii) les conséquences sur la dynamique du C, de l’N et du phosphore (P) du sol par la mesure des activités enzymatiques et (iii) l’effet sur la structure des communautés microbiennes actives dans le sol. Les plantes ont été cultivées en conditions contrôlées. Une approche combinant le marquage au 13CO2 et la méthode de dilution au 15N du sol par l’N atmospherique a été mise en oeuvre pour mesurer la rhizodéposition des plantes tout au long de leur croissance en relation avec les traits fonctionnels. Un panel d’activités enzymatiques clefs en lien avec le cycle du C, de l’N et du P ont été mesurées et la technique de sondage isotopique 13C de l’ADN « DNA SIP » a été utilisée pour étudier le lien entre la rhizodéposition et la structure des communauté bactériennes et fongiques actives dans la rhizosphère. Nos résultats montrent que les rhizodéposition du C et de l’N sont fortement contrôlées par la photosynthèse et la fixation biologique de l’azote atmosphérique et en conséquence par la vitesse de croissance des plantes. Ils montrent également que la féverole et les deux trèfles possèdent de bonnes capacités de rhizodéposition du C et de l’N. D'autres traits liés à l'architecture des racines sont apparus comme de bons prédicteurs de la rhizodéposition des plantes. Nous avons également constaté que les espèces ayant présenté les quantités les plus importantes de rhizodépots présentent les niveaux d’activités enzymatiques les plus élevés dans le sol. Aussi, cet apport en nutriments N et C contribue aux besoins nutritionnels et à la croissance des microorganismes dans le sol. L’analyse de la structure des commuanutés actives montre que la féverole est associée à un microbiome rhizosphérique diversifié et enrichi en bactéries et champignons bénéfiques. Le determinisme des communautés actives est expliqué par la production de biomasse et la teneur en matière sèche des racines. Par ailleurs, l’analyse qualitative des exsudats devrait permettre de mieux comprendre l’impact de la rhizodéposition sur les microbiotes rhizosphèriques. Les comparaisons d’espèces observées ici en conditions contrôlées devront être validées par des approches complémentaires en plein champ.

Ambient temperature directly affects growth and development of rice (Oryza sativa L.), especially at the seedling stage. This study aimed to determine the effects of temperature and potassium Chloride (KCl) on certain physiological and biochemical indicators at the seedling stage of two improved rice cultivars (CR203 and DT10). Under the influence of low temperature (10°C), degradation of carbohydrates in seeds was inhibited and the total organic acid content and α-amylase activity decreased, resulting in higher starch content and lower reducing sugar content in both rice cultivars, compared to treatment at the optimal temperature (28°C). For seeds treated with KCl, the α-amylase activity and total organic acid content of the two rice cultivars increased; therefore, the reducing sugar content increased while the starch content decreased. The peroxidase and catalase activities of CR203 decreased under a low-temperature treatment, while those of DT10 increased under the same conditions. Meanwhile, treating seeds with KCl increased the peroxidase and catalase activities of both rice cultivars; however, the peroxidase activity of DT10 increased slightly. The results also suggest that low temperature inhibits the physiological activities of CR203 and DT10 at the seedling stage, while treatment of seeds with KCl increases the physiological activities of both rice cultivars. These results suggest that treating seeds with KCl contributed to improve the tolerance to low temperature stress of the CR203 and DT10 rice cultivars at the seedling stage. In general, treatment of rice seeds with KCl could be recommended to increase cold tolerance at the seedling stage.

Atmospheric ammonia contribution to the formation of fine particles and its consequences for human health are of increasing concern in air quality issues.Large uncertainties affect ammonia emissions quantification, both in terms of annual budget and spatial and temporal distribution. Agricultural activities represent almost all anthropogenic sources of ammonia in France. Slightly more than half is attributed to crop N fertilization, which also accounts for much of this variability. Fertilization practices are particularly intense at spring time when crops grow, but with disparities according to regions and crop types. They are very dependent on weather conditions. Ammonia volatilization is also highly dependent on meteorology, as well as on soil conditions, and on fertilizer types and application methods.Improving inventories is a challenge for a better air quality forecasting. The Amp'Air project explored two new approaches developed to meet this need for ammonia: a bottom-up inventory, Cadastre_NH3, based on the volatilization model Volt'Air and a database original by its fertilization practice description; a top-down inventory, NH3SAT, combining satellite observations of ammonia concentrations and chemistry-transport models to constrain ammonia emissions. Accounting these new inventories as inputs of the Chimere and Mocage chemistry-transport models was assessed : the simulation outputs where compared to ammonia and particle concentrations measurements performed in the ambient air. A concentration measurement network was set up specifically for ammonia. It covered four contrasting regions of northern France over the whole 2016-2017 crop year.The Amp'Air project demonstrates that refining the temporalization and spatialization of emissions enhances air quality forecasting, enabling platforms to better anticipate the occurrence and intensity of springtime particulate pollution episodes. The convergence of these two alternative, independent and complementary inventories encourages further developments in combining them for even more reliability. The work undertaken in this project should also be continued in order to propose simplifications guaranteeing the necessary operationality for the routine implementation of such tools., La contribution de l'ammoniac atmosphérique à la formation de particules fines et ses conséquences sur la santé humaine sont des sujets de préoccupation croissante en matière de qualité de l'air.Les incertitudes sur la quantification des émissions d’ammoniac sont très élevées, tant en bilan annuel qu’en distributions spatiale et temporelle. Or les activités agricoles représentent la quasi-totalité des sources anthropiques de ce composé en France. Un peu plus de la moitié est attribuée à la fertilisation azotée des cultures, qui explique également une grande partie de cette variabilité. Les pratiques de fertilisation, particulièrement concentrées au printemps lors de la reprise de végétation, mais avec des disparités selon les régions et les cultures, sont très dépendantes des conditions météorologiques. La volatilisation de l’ammoniac est aussi très dépendante de la météorologie, ainsi que des conditions de sol, des types d’engrais et de leurs modalités d’application.Améliorer les inventaires est un enjeu pour une meilleure prévision de la qualité de l’air. Le projet Amp’Air s’est attaché à explorer deux nouvelles approches élaborées pour répondre à ce besoin pour l’ammoniac : une approche bottom-up, Cadastre_NH3, reposant sur le modèle de volatilisation Volt’Air et une base de donnée originale par sa description des pratiques de fertilisation ; une approche top-down, NH3SAT, mettant en synergie observations satellitaires de concentrations d’ammoniac et modèles de chimie-transport afin de contraindre les émissions. L’apport de ces nouveaux inventaires en entrée des modèles de chimie-transport Chimere et Mocage a été évalué par confrontation des sorties de simulations aux concentrations en ammoniac et en particules mesurées dans l’air ambiant. Un réseau de mesure de concentrations a été mis en place spécifiquement pour l’ammoniac et a permis de couvrir quatre régions contrastées du Nord de la France sur toute l’année culturale 2016-2017.Le projet Amp’Air fait la démonstration qu’affiner la temporalisation et la spatialisation des émissions est un atout pour les plateformes de prévision de la qualité de l’air pour mieux anticiper l’occurrence et l’intensité des épisodes printaniers de pollution particulaire. La convergence de ces deux inventaires alternatifs, indépendants et complémentaires, incite à poursuivre les développements en les combinant pour encore plus de fiabilité. Les travaux entrepris dans le projet Amp’Air devraient se poursuivre pour proposer des simplifications garantissant l’opérationnalité nécessaire à la mise en œuvre en routine de tels outils.

Bacterial Leaf Blight (BLB), caused by the Gram-negative bacterium Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), is one of the most devastating diseases of rice in West Africa and Asia. Xoo injects through its type-III secretion system a full cocktail of TAL ("Transcription Activator-Like") effectors into the host plant cell. By means of their nuclear localization signals (NLS) TALEs are next imported into the host nucleus where they bind through central tandem repeats to host promoter targets at a sequence called EBE ("Effector Binding Element"), with the final aim of initiating gene transcription thanks to their activation domain (AD). Xoo is thus able to modulate the expression of plant genes by hijacking the plant transcriptional machinery and induce so-called susceptibility (S) genes that favor the development of the bacterium and disease consequently. In some cases, TALEs can activate so-called executor (E) genes whose expression leads to plant defense reactions and results in resistance. Genetic diversity analyses have shown that Xoo is comprised of two lineages that corresponding to strains from Africa for one and Asian strains for the other. African and Asian Xoo differ in their number of tal genes, but also in the type of resistance they elicit. Noteworthy, none of the races identified in Africa have been found in Asia.The objective of this thesis was to identify sources of resistance in rice in order to provide new strategies for the control of BLB in Africa. In a gain-of-function approach, preliminary analyses identified several TALEs of the Malian strain MAI1 with potential avirulence activity on the rice varieties IR64, CT13432 and FKR47N. To further confirm these results, a loss-of-function approach was undertaken, consisting in the inoculation of a library of BAI3Δtal mutants deriving from the Xoo Burkinabe strain BAI3, whose TALome (tal genes repertoire) is very similar to that of MAI1, on each of the three resistant varieties. This work validated the avirulence role of TalD and TalI on the matching rice varieties IR64 and CT13432, respectively. We also showed that the resistance exhibited by CT13432 against MAI1 and BAI3 results of the combination of two resistance mechanisms, one based on the TalI-mediated induction of an as yet unknown executor gene, and the other on an allele of the Xa1 resistance gene. In a second step, in order to deepen our knowledge on the resistance conferred by IR64 to African Xoo strains, the screening of a population of recombinant inbred lines of F11 generation, resulting from the cross between the resistant variety IR64 and the susceptible variety Azucena, was conducted. This study confirmed two QTL, qABB-7 and qABB-11, previously reported in another study, and also identified four new QTL of resistance against African Xoo strains. Finally, RNAseq analyses were performed on the resistant variety IR64 and the susceptible variety Nipponbare, which genomes are sequenced, to characterize their transcriptome in response to African Xoo. The avirulence activity of TalD in IR64 being demonstrated, a comparison of the differential expression of genes induced by MAI1 and BAI3 with the BAI3ΔtalD mutant was performed, allowing the identification of potential candidate E-genes induced by TalD in IR64. This work represents a first step in the development of new strategies based on the deployment of sustainable sources of resistance to control BLB in Africa., La bactériose vasculaire du riz, causée par la bactérie à Gram-négatif Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), est une des maladies les plus dévastatrices des cultures de riz en Afrique de l'Ouest et en Asie. Grâce à son système de sécrétion de type III, Xoo injecte ses effecteurs de type TAL ("Transcription Activator-Like") au sein de la cellule végétale hôte. Grâce à leurs signaux de localisation nucléaire (NLS), les TALE sont ensuite importés au noyau où ils ont la capacité de se fixer, par le biais de leur région centrale composée de répétitions en tandem, au promoteur d'un gène hôte au niveau d’une séquence appelée EBE (pour "Effector Binding Element"), et d’initier la transcription via leur domaine d'activation (AD). Xoo est ainsi capable de moduler l'expression des gènes de la plante en détournant sa machinerie transcriptionnelle et d'induire des gènes dits de sensibilité (S) qui favorisent le développement de la bactérie et donc de la maladie. Dans certains cas, les TALE peuvent activer des gènes dits exécuteur (E) dont l'expression entraîne des réactions de défenses de la plante et provoque la résistance. Des analyses de diversité génétique ont montré que Xoo comprend deux lignées correspondant aux souches Africaines et Asiatiques. Elles se distinguent notamment par le nombre de gènes tal qu'elles possèdent, mais aussi par le type de résistance qu’elles élicitent. De fait, aucune des races identifiées en Afrique n’a été retrouvée en Asie.L'objectif de cette thèse était d'identifier des sources de résistance chez le riz afin d’apporter de nouvelles stratégies de contrôle de la bactériose vasculaire du riz en Afrique. Des analyses préliminaires avaient permis de mettre en évidence par une approche de gain de fonction, plusieurs TALE de la souche Malienne MAI1 ayant une activité potentielle d'avirulence sur les variétés de riz IR64, CT13432 et FKR47N. Afin de confirmer ces résultats, une approche par perte de fonction a été entreprise, consistant à cribler une banque de mutants BAI3Δtal générés dans la souche Burkinabè BAI3, dont le TALome (répertoire de gènes tal) est très proche de celui de MAI1, sur chacune des trois variétés résistantes. Ces travaux ont permis de valider le rôle d’avirulence de TalD et TalI sur les variétés IR64 et CT13432, respectivement. Il a également été démontré que la résistance de CT13432 aux souches MAI1 et BAI3 résultait de la combinaison de deux mécanismes de résistance, l'un reposant sur l'induction, médiée par TalI, d'un gène exécuteur encore inconnu, et l'autre sur un allèle du gène de résistance Xa1. Dans un second temps, afin d'approfondir nos connaissances sur la résistance conférée par IR64 aux souches Africaines de Xoo, le criblage d'une population de lignées recombinantes de génération F11, provenant du croisement entre la variété résistante IR64 et la variété sensible Azucena, a été mené. Cette étude a permis de confirmer deux QTL, qABB-7 et qABB-11, préalablement rapportés dans une autre étude, et d'identifier quatre nouveaux QTL de résistance aux souches Africaines de Xoo. Pour finir, des analyses de type RNAseq ont été réalisées sur la variété résistante IR64 et la variété sensible Nipponbare, dont les génomes séquencés sont disponibles, afin de caractériser leur transcriptome en réponse à des souches Africaines de Xoo. L'activité d'avirulence de TalD chez IR64 ayant été démontrée, une comparaison de l'expression différentielle des gènes indu its par MAI1 et BAI3 avec le mutant BAI3ΔtalD a été effectuée, permettant d'identifier de potentiels gènes E candidats expliquant la résistance TalD-dépendante de IR64. Ces travaux représentent une première étape dans le développement de nouvelles stratégies basées sur le déploiement de sources de résistance durables afin de lutter contre la bactériose vasculaire du riz en Afrique.

Enriching the environment with manipulable materials seems to improve the welfare of gestating sows by increasing exploratory behaviours and reducing stereotypies. The objective of this project was to quantify effects of enrichments on different gestating sows behaviours (physical activity, exploration, social interactions) to eventually better adjust the amount of feed distributed daily and individually. The experiment was conducted during a basal week (without the addition of extra materials) followed by a test week (presence of a brush, ropes and burlap bags). The behaviour of 28 multiparous pregnant sows, housed in two groups of 14, was monitored by video analysis over two 5 h periods (PM: from 13:30-18:30; Night: 23:00-04:00) on Monday and Wednesday. Sows spent 1.0% (PM) and 2.1% (Night) of their time exploring the objects, with a high variability among individuals (0-15.2 min). The presence of enrichment did not influence the physical activity and therefore did not impact the energy requirements. Sows had fewer non-feeding visits (mean ± standard deviation) to the feeder during the test week than during the basal week (4.6 ± 2.8 vs 5.3 ± 3.4, respectively; P < 0.01) and fewer negative social interactions (4.6 ± 5.9 vs 6.5 ± 6.0, respectively). In conclusion, enrichment with objects improved sow welfare but had little influence on sow activity and thus on energy requirements, in part due to the presence of straw during both weeks that may have satisfied the expression of exploratory needs and promote sow activity.

Epigenetic mechanisms contribute to the regulation of gene expression without changing its sequence by influencing the chromatin structure. Increasing evidence reveal that pathogens display virulence strategies that can interfere with host epigenetic mechanisms. This is particularly well described in animal pathogens but less in plant pathogens. Especially, very few evidence relate such virulence strategies used by plant pathogenic bacteria. Ralstonia solanacearum is the causal agent of the bacterial wilt disease, which can affect more than 250 plant species including major crops and model plants such as Arabidopsis thaliana. As a potent R. solanacearum virulence factor, PopP2 is an acetyltransferase from the YopJ family that dampens basal immune responses by targeting defensive WRKY transcription factors. In order to better understand the virulence activities of PopP2, we searched for PopP2-interacting proteins using a yeast two hybrid assay, and identified the GTE9 and GTE11 proteins from the GTE family (General Transcription factor, group E). GTE proteins possess a bromodomain, a specific protein module allowing interaction with acetylated lysine residues, notably on histones tails suggesting that they could be involved in epigenetic-related processes. GTE9 and GTE11 were previously shown to (i) co-localise and interact with PopP2 in the plant nucleus, and (ii) to be acetylated by PopP2. Also, GTE9 and GTE11 were shown to interact in planta with Histone H4 through their bromodomain, suggesting that they function as epigenetic readers whose manipulation by PopP2 would promote R. solanacearum virulence. In this context, the main objectives of my PhD were to better understand the the function of GTE9 and GTE11, by trying to determine how they can be manipulated by PopP2 and whether these proteins play a role in the plant response to R. solanacearum. Mass-spectrometry-based analysis enabled us to map the lysine residues modified by PopP2 in GTE9 and GTE11. Several of these residues are conserved between the two proteins and localised on either side of their bromodomain. By semi-quantitative FRET-FLIM assay performed in vivo, we demonstrated that GTE9 interaction with Histone H4 is altered by PopP2 acetyltransferase activity suggesting that PopP2 uses acetylation to dissociate GTE9 from chromatin. In addition to GTE9 and GTE11, PopP2 acetylates several other GTE members. Regarding the role of GTE9 and GTE11 in the plant response to R. solanacearum, GTE9 and GTE11 over-expressing lines displayed an enhanced disease response to R. solanacearum that depended on PopP2 enzymatic activity. Overall, these data indicate that GTE9 and GTE11 behave as epigenetic readers that are manipulated by a plant bacterial pathogen through their targeting by a YopJ family acetyltransferase. GTE proteins could represent key virulence targets for R. solanacearum since PopP1, an additional YopJ family acetyltransferase that belongs to its effector repertoire, also interacts with several of these proteins. How the targeting of GTE proteins is mechanistically impacting the overall course of R. solanacearum infection remains elusive. To answer this question, we undertook a ChIP-seq analysis aimed at identifying the chromatin regions targeted by GTE9 and GTE11 (approach in progress). In addition to this approach, we wanted to identify more globally the chromatin sites visited by PopP2 in Arabidopsis. For this, we have initiated a second ChIP-seq analysis using various molecular tools including tagged versions of PopP2 for in planta delivery through a bacterial type III secretion system. Overall, this PhD work allows to progress on the understanding of a virulence strategy used by a plant bacterial pathogen that consist in manipulating host epigenetic components to promote infection., Les mécanismes épigénétiques contribuent à réguler l'expression des gènes sans en changer leur séquence, en influençant la structure de la chromatine. De plus en plus d'études montrent que les agents pathogènes ont développé des stratégies de virulence pour interférer avec les mécanismes épigénétiques de l'hôte. Bien décrits chez les modèles animaux, de tels mécanismes d'intérférence sur l'épigénome de cellules hôtes végétales demeurent encore méconnus, et plus particulièrement en réponse à des bactéries. Ralstonia solanacearum est la bactérie responsable du flétrissement bactérien, qui affecte plus de 250 espèces végétales dont des grandes cultures et des plantes modèles comme Arabidopis thaliana. En tant que facteur de virulence majeur de R. solanacearum, PopP2 est une acetyltransférase de la famille YopJ qui atténue la résistance basale d'Arabidopsis en ciblant des facteurs de transcription WRKY. Pour mieux comprendre les fonctions de virulence de PopP2, des interacteurs ont été recherchés par une approche double hybride. Les protéines GTE9 et GTE11 de la famille GTE (General Transcription factor, group E) ont ainsi été identifiées. Ces protéines possèdent un bromodomaine connu pour interagir avec des résidus lysine acétylés, notamment présents chez des histones, suggérant que ces protéines pourraient être impliquées dans des processus épigénétiques. Précédemment, des travaux réalisés dans l'équipe ont révélé que GTE9 et GTE11 (i) co-localisent et interagissent avec PopP2 dans le noyau de cellules végétales, et (ii) sont acétylées par PopP2. De plus, GTE9 et GTE11 interagissent in planta avec l'Histone H4 via leur bromodomaine, suggérant que ce sont des lecteurs épigénétiques ciblés par PopP2. Dans ce contexte, les principaux objectifs de ma thèse furent de mieux comprendre la fonction de GTE9 et GTE11 en essayant de déterminer la façon dont PopP2 pourrait les manipuler et si ces protéines jouent un rôle dans la réponse d'A. thaliana vis-à-vis de R. solanacearum. Des analyses de spectrométrie de masse nous ont permis de cartographier les résidus lysine de GTE9 et GTE11 modifiés par PopP2. Plusieurs de ces résidus sont conservés entre les deux protéines et situés autour de leur bromodomaine. Par une approche de FRET-FLIM semi-quantitatif in vivo, nous avons montré que l'interaction GTE9-H4 est altérée par l'activité acetyltransferase de PopP2 suggérant que l'acétylation de GTE9 par PopP2 le dissocie de la chromatine. En sus de GTE9 et GTE11, PopP2 acétyle plusieurs autres protéines GTE. Concernant le rôle de GTE9 et GTE11 dans la réponse de la plante à R. solanacearum, des lignées d'A. thaliana sur-exprimant GTE9 et GTE11 sont plus sensibles à R. solanacearum et cela dépend de l'activité enzymatique de PopP2. Collectivement, nos données indiquent que GTE9 et GTE11 s'apparentent à des lecteurs épigénétiques qui sont ciblés par une bactérie phytopathogène à l'aide d'une acétyltransférase de la famille YopJ. Les GTEs pourraient être des cibles clefs de virulence car nous avons également identifié PopP1, une autre acetyltransferase YopJ de R. solanacearum, comme interagissant aussi avec certaines GTEs. Il reste à déterminer comment le ciblage des protéines GTEs par PopP2 facilite l'infection chez Arabidopsis par R. solanacearum. Pour répondre à cette question, une approche ChIP-seq visant à identifier les régions chromatiniennes ciblées par GTE9 et GTE11 a été initiée (approche en cours de réalisation). En parallèle, nous voulions identifier les sites de la chromatine visités par PopP2 chez Arabidopsis. Pour cela, une seconde analyse ChIP-seq a été entreprise en générant divers outils moléculaires, incluant des versions étiquetées de PopP2 délivrées in planta via un système de sécrétion de type III bactérien. De façon générale, ce projet de thèse permet de progresser sur la compréhension d'une stratégie de virulence développée par une bactérie phytopathogène qui manipule des composantes épigénétiques pour favoriser l'infection.

A key grassland management strategy is to graze to low post-grazing height (4 cm) to maximize grass utilization and maintain/increase sward quality in future rotations. Perennial ryegrass varieties differ in their ability to be grazed to low post-grazing heights, as indicated from on-farm variety assessments and plot studies. Residual grazed height has been developed as a measure of perennial ryegrass variety grazing efficiency and has been included as a trait within the 2021 pasture profit index (PPI). The PPI is a variety selection tool used by the Irish seed industry. Variety grazing efficiency has been evaluated since 2015, but only now enough data exist from a number of studies to investigate the long-term variety grazing efficiency. The current study analysed data from four perennial ryegrass plot evaluations. Moderate to strong correlations were found between trials and evaluation years indicating that variety grazing efficiency is a repeatable trait. Such results provide confidence to the seed industry when making variety selections decisions.

Chronic pain is defined as any kind of pain that lasts more than 3 months. About 20% of the global population is affected by chronic pain, with little to none effective treatment available, or with various side effects. Moreover, it has strong comorbidities with emotional disorders such as anxiodepression or vulnerability to addiction. Better understanding of the mechanisms involved in pain sensitization and recovery is then needed to find out more efficient treatments. One particular system that is known to have a strong involvement in the recovery of pain as well as in its emotional component, is the Endogenous Opioid System. But the precise implication of each actor of this system in pain recovery, and their respective deregulation during each type of chronic pain remain debated.Besides, in previous studies we have identified a key protein involved in chronic pain, the FLT3 receptor. The inhibition of this receptor in the peripheral nervous system allows a faster recovery in rodent models of neuropathic and postsurgical, but not of inflammatory pain, suggesting an interaction of FLT3 with the actors specifically responsible for the recovery from neuropathic and postsurgical pain.In this study, using pharmacological approaches, we have explored the endogenous opioid system actors responsible for the recovery in mice expressing FLT3 or not, in various pain models. We found that the inhibition of the mu opioid receptor (MOR) in the spinal cord specifically reinstates a mechanical pain hypersensitivity in the chronic inflammatory pain model during the recovery, but not in the neuropathic or postsurgical pain model. In contrast, the inhibition of the delta opioid receptor (DOR) in the spinal cord induces pain hypersensitivity only in the neuropathic and postsurgical pain models. Importantly, the faster recovery observed in Flt3 knock-out animals in comparison with wild type animals after nerve injury or surgery is completely blocked by the administration of a DOR antagonist. Conversely, the known beneficial effects of a DOR agonist on mechanical hypersensitivity that were lost during chronic pain, were restored with the blocking of FLT3. Interestingly, we weren’t able to observe any regulation of the opioid system by FLT3 at the RNA level. Therefore, we developed different specific tools and transgenic line to both be able to visualize the expression of FLT3 and DOR in the nervous system, and to inhibit DOR expression in specific neuronal subpopulations.To resume, our results show that while MOR seems to be implicated in inflammatory pain recovery, DOR is responsible for the recovery of neuropathic and postsurgical mechanical pain. An interaction between the DOR and FLT3 receptors seems to downregulate the activity of DOR responsible for sustained pain hypersensitivity after nerve injury or surgery. Thanks to the development of new specific tools, we will be able to better characterize this interaction in the future. In all cases, the blocking of FTL3 could be a promising strategy to treat neuropathic and postsurgical pain by restoring endogenous activity of DOR., La douleur chronique est définie comme étant une douleur persistant plus de 3 mois. Cette pathologie touche environ 20% de la population mondiale, et les traitements actuels se révèlent peu efficaces sur le long terme, ou accompagnés de nombreux effets secondaires néfastes. De plus, plusieurs comorbidités sont associées à la douleur chronique, parmi lesquels on peut citer le développement d’une anxiodépression ou d’une vulnérabilité à l’addiction. Une meilleure compréhension des mécanismes responsables de la chronification douloureuse ou de la récupération à la douleur, est ainsi nécessaire pour développer de stratégies thérapeutiques plus efficaces. Un des systèmes déjà connu pour son implication importante dans la récupération à la douleur, mais également dans la composante émotionnelle liée à la douleur, est le système opioïdergique à la douleur.Cependant, l’implication précise de chacun des acteurs composant ce système dans les mécanismes de récupération, et leur dérégulation respective dans les différents types de douleurs chroniques, reste largement débattu à l’heure actuelle.Par ailleurs, nous avons identifié dans de précédentes études l’implication d’un acteur important dans ces mécanismes de douleurs chroniques, le récepteur FLT3. Son inhibition permet une récupération plus rapide dans des modèles animaux de douleur chronique neuropathique et postopératoire, mais pas inflammatoire. Cela suggère une interaction spécifique de FLT3 avec les acteurs impliqués dans la récupération à la douleur chronique neuropathique et postopératoire.Dans cette étude, nous avons donc étudié par différentes approches pharmacologiques l’implication des différents récepteurs composant le système opioïde endogène dans la récupération à la douleur chronique, chez des animaux exprimant ou non FLT3. Nous avons ainsi observé que l’inhibition du récepteur opioïdergique mu (MOR) au niveau spinal spécifiquement, provoque la réapparition d’une hypersensibilité mécanique pendant la phase de récupération à la douleur inflammatoire, mais pas neuropathique ou postopératoire. A l’inverse, l’inhibition du récepteur opioïdergique delta (DOR) provoque une hypersensibilité mécanique spécifiquement dans des modèles de douleur neuropathique et postopératoire. Par ailleurs, la récupération plus rapide observée chez les animaux n’exprimant pas FLT3 suite à une lésion nerveuse ou des incisions chirurgicales est totalement prévenue par l’ajout d’un antagoniste DOR. A l’inverse, les effets bénéfiques classiques d’un agoniste DOR sur l’hypersensibilité mécanique qui sont perdus dans différents modèles de douleur chroniques, sont entièrement restaurés par l’inhibition de FLT3. De façon intéressante, nous n’avons pas pu observer de changements d’expression en ARN du système opioïdergique endogène en fonction de l’expression de FLT3. Nous avons ainsi développé différents outils spécifiques et lignées transgéniques afin de pouvoir étudier la localisation et l’expression de DOR et FLT3 dans le système nerveux dans différentes conditions, et de pouvoir inhiber l’expression de DOR dans certaines sous-populations neuronales spécifiques.En conclusion, nos résultats montrent que si MOR semble être impliqué dans la récupération à la douleur inflammatoire, DOR est responsable de la récupération à la douleur chronique neuropathique et postopératoire. Une interaction entre DOR et FLT3 semble être responsable d’une inhibition de l’activité du DOR, responsable d’une hypersensibilité mécanique persistante après une lésion nerveuse ou une incision chirurgicale. Grace aux développements de ces nouveaux outils, nous pourrons caractériser de façon précise les mécanismes entrant en jeu dans cette interaction. Néanmoins, nos résultats suggèrent d’ores et déjà que le blocage de FLT3 semble être une stratégie intéressante dans le traitement des douleurs neuropathiques et postopératoires, en restaurant l’activité endogène du récepteur DOR.

A grass growth observatory has been established in Réunion Island in 2017 to follow the grass growth variation, based on weekly measurements of grass height in plots representative of the pedoclimatic diversity. Grass density was monitored simultaneously in the same plots, in order to provide reference data needed to convert grass height to pasture biomass. The lowest densities are observed during the wet season, from March to April, when the grass growth is high, while the highes t densities are observed in the dry season from July to December, when the grass growth is low. The grass density was higher in the presence of a thick coat formed by runners and plant residues, when grass height (as measured with a rising plate meter) was less than 13 cm or when DM content increased. The proportion of kikuyu in grass cover showed no significant effect on density. A table giving the mean grass density for each combination of factors retained in the final analysis was provided and transfe rred to ARP . That will help breeders to assess availability of grass more accurately throughout the year, and provide them indicators (stock of grass, stocking rate) for contextualized advices., Fin 2017, un observatoire de la Croissance de l’Herbe (OCH) a été mis en place sur l’île de la Réunion pour suivre la dynamique de la production d’herbe à l’aide de mesures hebdomadaires de la hauteur du couvert herbacé, dans un réseau de parcelles représentatives de la variabilité pédoclimatique de l’île. Conjointement, un suivi de la densité de l’herbe a été effectué afin de produire les références nécessaires à la conversion de la hauteur d’herbe en biomasse disponible. La densité moyenne est de 320 (± 32) kg de MS /cm /ha. Les densités les plus faibles sont observées durant la saison humide, de mars à avril, lorsque la croissance de l’herbe est forte, et les plus élevées en saison sèche de juillet à décembre, lorsque la croissance est ralentie. La densité est plus élevée en présence d’un tapis de stolons, et lorsque la hauteur d’herbe est inférieure à 13 cm ou lorsque le taux de MS du couvert herbacé augmente. La proportion de kikuyu dans le couvert herbacé n’a pas d’influence significative sur la densité.A la lumière des facteurs influants, un tableau multi-entrées de la densité de l’herbe a été élaboré. Cette grille de densité va permettre aux utilisateurs d’évaluer la production d’herbe avec plus de précision, et de produire et transférer en temps réel aux éleveurs les indicateurs d’aide à la gestion du pâturage (stock d’herbe disponible, nombre de jours d’avance, chargement animal optimal) pour un conseil agricole contextualisé.

Acknowledgements (contribution, proofreading, editing) – Frédérick Garcia, Nathalie Mitton, Alexandre Termier.; International audience

Ambient temperature, behavior and especially physical activity modify the energy requirements of pregnant sows. However, these factors are not yet integrated into calculations of daily and individual nutritional requirements. The objective of the present study was to quantify the effects of induced thermal stresses on the behavior and energy requirements of pregnant sows. Over 4 consecutive weeks and for 3 days per week, the temperature of the gestation room was maintained at different temperatures: a baseline week at 18.7°C (no stress), a cold week at 15.3°C, again a baseline week (not analyzed) and finally a hot week at 31.5°C. The behaviors (social interactions, investigation) and physical activity of 15 multiparous sows were recorded from videos over 5-h periods at night (23:00- 4:00, each feeding day started at 00:00) and in the afternoon (13:30-16:30, rest period). The two thermal stresses did not influence (P > 0.05) the time spent per activity (standing and lying, P = 0.78). Moreover, feeding behaviors did not appear to be influenced by heat stress (P = 0.19). In addition, social behaviors changed with temperature: the number of sows huddled together and aggressive behaviors increased during cold stress, while hot stress promoted isolation. Sows are more aggressive during a cold stress than during hot stress. These changes in sow behavior could help detect thermal discomfort and adjust the nutritional needs of sows accordingly.

Focusing in guaranteeing information and property rights, this study aimed to analyze the governance mechanisms among agents of a specialty beef chain in the Aveyron and Segala regions (France), using a qualitative approach and semi-structured interviews. Results indicated high asset specificity and dimensions subjectively measured in the transactions, such as organoleptic characteristics. The adoption of less complex governance structures, instead of vertical integration, became feasible through the presence of three key organizations, one that defines quality and production parameters (INAO), another one that certificates these parameters (Qualisud), and finally a key agent that coordinate the chain (IRVA). It is the joint action between these organizations that makes it possible to coordinate the chain while measuring and guaranteeing information and property rights on dimensions that are difficult to measure even in specific assets. It was concluded that the certification process support value distribution since they act as dimension measurers and guarantors of the asset involved in the transaction, reducing transactions and measurement costs.

In agroecosystems, the decomposition of fine roots contributes to soil organic carbon stocks and may impact soil fertility, particularly in poor soils, such as those encountered in sub-Sahelian regions. The aim of our study was to measure the decomposition rate of root litter from annual and perennial species according to soil depth and location under or far from trees in a sub-Sahelian agroforestry parkland dominated by Faidherbia albida. Soil characteristics under and far from the trees were analysed from topsoil to 200 cm depth. Faidherbia tree, pearl millet and cowpea root litter samples were buried in litterbags for 15 months at 20, 40, 90 and 180 cm depths and soil moisture was monitored across the soil profiles.Root litter decomposition was mainly impacted by soil moisture and thus soil depth, with the main differences among plant species and depths observed during the first 1.5 months of decomposition. Due to their chemical recalcitrance, Faidherbia decomposed more slowly (36 ± 12% remaining mass after 15 months of decomposition) than cowpea and pearl millet roots (23 ± 7% and 29 ± 11% respectively), while both annual plants exhibiting lower rates of decomposition at depth than in the surface.Both Faidherbia fine roots and millet aerial biomass contributed slightly to higher stocks of C under the tree (7761 ± 346 g m2) than far from it (5425 ± 558 g m2) and from 0 cm down to 200 cm depth. Due to their slow root decomposition rates at depth and the increase in crop production in their vicinity, Faidherbia trees play a crucial role in increasing belowground carbon storage in semiarid Sahelian parklands.

Description of the subject. For the ecological zone of the mid-western highlands of Madagascar, six upland rice varieties were selected by a research program.Objectives. The aim six as to determine their potential for extension in this area.Method. The six varieties were co-assessed for two years across a network of 20 reference farms.Results. The multilocation trials showed a diverse range of environments indicated by the average grain yield in rice, ranging between 1.04 and 4.50 t.ha(-1). FOFIFA 182 was significantly superior (2.90 t.ha(-1)) and SCRID 195 largely inferior (1.65 t.ha(-1)). In addition, there was a group of four undistinguished varieties (around 2.40 t.ha(-1)). The study of the genetic-environment interaction made it possible to differentiate a variety that produced a lower yield under low-fertility conditions (SCRID 90) and a less stable one, SCRID 91. SCRID 195, the lowest yielding variety, was also the most infected by Striga asiatica, a hemiparasitic plant. The farmers' assessment at the end of the 2-year period was added to the results of the research study on rice yield and Striga constraints, which were their two main criteria for variety performance. The farmers' assessment also reported on six other secondary criteria: threshing, earliness, drought resistance, grain quality, taste and grain weight.Conclusions. This research-farmer co-assessment made it possible to define the best-performing varieties in terms of yield and Striga control, namely NERICA 4 (already in extension) and FOFIFA 182 (proposed for extension). It also identified new varieties of interest, based on other criteria selected by the farmers and highlighted the need for future studies focused on a cropping system approach related to upland rice performance.