eKhSACIR інституційному репозитарії Харківської державної академії культури
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De la fertilisation des cultures à la cascade de l'azote
No full textInternational audienceFollowing an increase and intensification of nitrogen fertilizer use in the second half of the XXe century, the nitrogen (N) cycle has been strongly modified in agroecosystems and in the environment at local (several hectares) to global scales. N inputs exceeding the crop or animal needs promote N losses from agriculture, where most of the reactive N is used, which are dispersed and transformed in the environment, thus creating a range of impacts on soils, waters, air, climate, ecosystems and health. The concept of N cascade describes the fate of N in the environment. It makes it possible to make thelink between N use in agroecosystems and its impacts on the environment and health. This approach can be applied at a range of scales from the fieldplot to the global scale, the most common scales being the landscape and small or large watersheds.Du fait de l’utilisation intensive d’engrais azotés depuis le milieu du XXe siècle, le cycle de l’azote a été profondément modifié dans les agroécosystèmes et par effet de cascade, dans tout l’environnement des échelles locales (quelques hectares) à l’échelle globale. En effet, les excédents d’azote dans les agroécosystèmes induisent des fuites qui se dispersent et se transforment dans l’environnement où elles créent une diversité d’impacts sur les sols, les eaux, l’atmosphère, le climat, les écosystèmes et la santé. La cascade de l’azote est une approche de la dynamique de l’azote dans l’environnement qui permet de faire le lien entre l’utilisation de l’azote dans les agroécosystèmes et leurs impacts multiples sur l’environnement et la santé. Cette vision peut se décliner à toutes les échelles depuis la parcelle agricole jusqu’à l’échelle du globe, avec des focus souvent mis en avant aux échelles des paysages et des petits et grands bassins versants
Formations à la construction collective de jeux : types d'apprentissages et place des supports numériques
No full textNational audienceL'UMR GEAU propose depuis près de 10 ans des modules de formation à la décision collective sur la gestion de l'eau basés notamment sur la construction collective de jeux de rôle avec le dispositif Wat-A-Game (WAG). Ce dispositif, qui se place dans la lignée de la modélisation d'accompagnement (voir http://commod.org ), fournit des briques matérielles et des éléments méthodologiques associés et a pour but de faciliter l'autonomisation de groupes d'acteurs et de réduire l'intervention des spécialistes (chercheurs ou bureau d'étude) dans la maitrise et l'utilisation de l'outil jeu de rôles dans des processus de gestion de l'eau. WAG fait partie d'un ensemble plus large d'outils dédié à l'autonomisation de groupes d'acteurs locaux dans l'accompagnement et la mise en oeuvre de processus de décision participatifs pour la gestion des ressources naturelles, et de l'eau en particulier (voir http://cooplaage.watagame.info).Les modules de formation, d'une demi-journée à une semaine guident les participants à déployer en petits groupes de 4 à 6 personnes les outils sur des études de cas concrètes (les leurs en formation continue, avec si possible tests en directs avec des groupes d'acteurs locaux, des études de cas issues de projets en cours en formation initiale). Nous disposons aujourd'hui d'une importante expérience d'utilisation de ce dispositif dans des modules de formation initiale (niveau master le plus souvent) ou continue (professionnels ou grand public, le plus souvent dans le cadre de projet). Ainsi en 2019, plus de 1000 personnes ont suivi un module de formation incluant le dispositif Wat-A-Game. L'hypothèse est que via la mise en capacité de groupes d'acteurs locaux à maitriser ce type d'outils, du changement puisse être produit via la dissémination de protocoles de modélisation participative produisant des jeux de rôles permettant à d'autres groupes d'explorer et de structurer leur futur. Dans un objectif d'évaluation et d'amélioration de nos outils et de nos modules de formation, nous avons mené une étude sur les apprentissages générés par ces formations, sur la base des formulaires d'évaluation que nous faisons remplir systématiquement en fin de formation, d'une enquête quantitative " à froid " des anciens participants aux modules, et d'entretiens avec quelques anciens participants choisis. Nous présenterons les résultats de cette étude portant sur différents types d'apprentissages : - Apprentissage expérientiel des outils et approches de modélisation participative réutilisables de manière autonome . - Apprentissages substantifs relatifs au système socio-écologique traité (enjeux, dynamiques, options technique, états possibles et désirés...) et à la gestion de l'eau en général (enjeux, solutions, acteurs). - Effets relationnels au sein et à l'extérieur du groupe de travail - Effets normatifs sur les valeurs des participants. Nous discuterons des résultats de cette étude au regard de nos objectifs de transfert et de dissémination d'outils et de postures visant à produire du changement dans la gestion de l'environnement et des limites que nous rencontrons dans cette démarche. Nous aborderons notamment en discussion la stratégie de développement de ressources en ligne que nous poursuivons depuis 2015 afin d'améliorer et consolider la dissémination de nos outils, avec notamment le MOOC Terr'Eau and Co est en ligne depuis 2018 sur la plate-forme Agreenium (https://lms.agreenium.fr/enrol/index.php?id=12). Ce MOOC est conçu pour permettre à des groupes de suivre ensemble à distance les enseignements que nous dispensions jusqu'à présent en présentiel, et pour les accompagner dans la conception de leur propre dispositif participatif. Ce MOOC s'accompagnera à terme d'outils en ligne, dont certains sont en cours de développement, permettant aux apprenants de structurer la conception de leur jeu. Le MOOC constitue un support de transmission stabilisé nous permettant d'alléger nos charges d'enseignement en présentiel, et d'accompagner des enseignants ou des facilitateurs déjà sensibilisés à la démarche dans l'animation d'atelier de développement de jeux de rôle. Son utilisation en support autonome d'enseignement à distance n'a aujourd'hui pas encore été expérimenté, mais elle pose de nombreuses questions : comment l'utilisation du numérique pourrait-elle faciliter la compréhension de consignes sur des taches collectives complexes comme la modélisation ou la conception de jeux ? Comment le numérique peut-il s'adapter aux modes de pédagogie active basés sur l'expérience et l'accompagnement ? Comment faire évoluer nos méthodes d'évaluation à ces nouvelles pratiques d'enseignement
Variabilité et déterminants de l'efficience alimentaire des vaches laitières Prim’Holstein au cours d’une lactation
No full textNational audienceL’amélioration de l’efficience alimentaire en élevage constitue un des leviers pour gagner en durabilité par la réduction des ressources alimentaires consommées ou par l’augmentation du niveau de production. L’efficience alimentaire est complexe car elle implique de multiples caractères. Pour améliorer l'efficience sans altérer d'autres fonctions de production, il est nécessaire de comprendre et d’identifier les déterminants biologiques de l’efficience alimentaire. Le projet se propose donc d’identifier les facteurs biologiques associés à la variabilité interindividuelle de l’efficience alimentaire des vaches laitières de race Holstein. La variabilité de l’efficience alimentaire a été estimée avec l’ingéré résiduel, classiquement utilisé en recherche. L’ingéré résiduel est défini comme les résidus du modèle qui estime l’énergie nette ingérée à partir de l’énergie nette du lait, du poids métabolique et des pertes et gains de réserves corporelles. Ces caractères ont été mesurés sur le long terme (238 premiers jours de lactation) avec une forte pression de mesures et un régime alimentaire unique et constant tout au long de la lactation. Dans ces conditions, la variabilité de l’ingéré résiduel ne représentait que 8% de la variabilité de l’ingéré mesuré, ce qui est plus faible que les variabilités souvent rapportées dans la bibliographie. Par sa définition de résidus de modèle, l'ingéré résiduel confond efficience alimentaire et erreur du modèle. Pour éviter cette confusion, un modèle mixte sur les données dynamiques au cours de la lactation a été utilisé pour séparer la part des résidus du modèle associée à l’individu et la part associée à de l'erreur. Sur les 8% de variabilité identifiés initialement avec le modèle classiquement utilisé, seuls 58.9% étaient associés à l’effet individu et non à de l’erreur. Parmi tous les caractères mesurés, le comportement alimentaire, l’activité, la gestion des réserves corporelles et de la température ruminale expliquaient 58.9% de la variabilité de l’ingéré résiduel. Une confusion apparente entre ces variables a rendu la relation de causalité avec l’efficience difficile à définir. Les résultats suggèrent de cibler les futures recherches sur les fonctions de digestion, activité et gestion des réserves corporelles pour mieux définir le déterminisme de l’efficience alimentaire
Genotyping-by-sequencing highlights original diversity patterns within a European collection of 1191 maize flint lines, as compared to the maize USDA genebank
No full textNational audienceComparing and identifying interesting sources of genetic diversity that have been maintained by different genebanks and understanding the global organization of this genetic diversity is an important issue for pre-breeding. We aimed at evaluating how genotyping-by-sequencing (GBS) technologies can address these both issues. We used GBS to compare the genetic diversity of 1191 European Flint lines maintained by INRA and other European institutes (see Gouesnard et al., this meeting) with the USDA collection (Romay et al., 2013, Genome Biology). We first examined the similarity of 68 inbred lines with a same variety name between the two collections, and observed that IBS ranged from 0.775 to 0.997 (with a mean of 0.941). It indicated that GBS can be used for comparing collections and identifying redundancy and illegitimate accessions between genebanks. Based on principal coordinate analysis and structure analysis on 4001 lines, we showed the distinctiveness of flint materials compared to the USDA collection. The structuration analysis in 12 groups confirmed the influence of some historical founder lines in the genetic organization of the dent group (B73, A632, Oh43, Mo17, W182E, PH207 and Wf9). Flint lines were structured in 3 groups (a Sweet-Northern Flint group, an Italian-Argentinan group and a European group formed by Pyrenees Galicia and Lacaune groups). The Tropical and Pop corn groups were distinct. We identified several selective sweeps between Dent, Flint and Tropical inbred lines that co-localized with SNPs associated with flowering time variation identified by association mapping. It suggests that these genomic regions played an important role in adaptation to higher lattitude. The joint analysis of collections by GBS offers opportunities for a global diversity analysis of maize inbred lines
Participatory scenario planning for sustainable irrigated agriculture when actors seldom communicate: an experiment in Morocco
No full textInternational audienc
The response of weed and crop species to shading: measurement and prediction from traits
No full textProd 2018-202b SPE EA GESTAD INRAInternational audienceCrops compete with weeds for light, and choosing competitive crop species is a major lever for managing weeds. The present study aimed to (1) measure the range of species parameters that drive light competition in contrasting crop and weed species of temperate European arable crops, (2) relate the parameter values which are difficult to measure to species traits that are easier to access, by establishing trait-parameter relationships, (3) integrate the measured parameter values into the FlorSys model which simulates weed dynamics and crop canopy growth in virtual fields over the years with a daily time step, and (4) run simulations to investigate which crop and weed parameters are linked to weed harmfulness for crop production. 25 weed and 30 crop species were investigated. Parameters driving initial growth were measured in optimal light and nutrient conditions in a greenhouse with automatic non-destructive measurements. Parameters describing potential morphology in unshaded conditions were measured on individual plants grown in optimal light and nutrient conditions in garden plots and harvested at 4-5 stages during plant cycle. Shading response was measured by comparing potential morphology to that of plants grown under shading nets in these same gardens. Crops vs weeds presented a larger leaf area at emergence, a smaller specific leaf area (SLA); they were narrower for a given plant biomass, and their leaf area was less evenly distributed along plant height. Weeds vs crops responded more to shading, increasing their SLA, leaf biomass ratio, plant height and width per unit biomass. All parameters were predicted with functional relationships from seed (weight, lipid content...), plant (epigeal vs hypogeal growth, form...) and general traits or characteristics (clade, base temperature, plant lifespan, legume vs non-legume...). For instance, relative growth rate (RGR) was larger for monocotyledonous vs dicotyledonous species; it increased with base temperature, seed weight and lipid content. When shaded, the species that the most increased their plant height per unit biomass were rosette-shaped, summer annuals, legumes, shade-loving (low Ellenberg L indicator) etc. These parameters were introduced into the FlorSys weed dynamics model. 272 cropping systems from 7 regions in France and Spain were simulated over 30 years and repeated with 10 weather series. Crop species with the lowest weed-caused yield loss grew fast after emergence (high RGR), had thinner larger leaves (high SLA), were wide rather than tall (larger plant width and smaller plant height per unit plant biomass), and allocated biomass preferentially to stems vs leaves (lower leaf biomass ratio). Harmful weed species presented a large leaf area at emergence and strongly responded to shade, by increasing their height, leaf biomass and area per plant biomass unit
Les microbiomes des animaux d’élevage : ressources et leviers d’action pour la santé
No full textSession 3 : Microbiotes : santé humaine et animaleNational audienceLa période actuelle est exigeante pour les professionnels de l’élevage. D’une part le changement climatique modifie les facteurs d’environnement comme la température, et influe sur la pression en pathogènes. D’autre part, favoriser la transition écologique requiert une réduction des intrants, en particulier une diminution de l’usage des anti-infectieux et une optimisation de l’utilisation des ressources alimentaires. Dans ce contexte, les recherches sur les animaux d’élevage visent à améliorer la santé et plus généralement la robustesse, caractère ambitieux dans son concept. En élevage, un animal sera qualifié de robuste s’il résiste aux variations d’environnement (alimentation, pression sanitaire, conditions d’élevage) sans perdre sa capacité de production (croissance, production de lait, reproduction, etc). La robustesse peut être considérée comme la résultante d’une combinatoire complexe entre des caractères d’efficacité alimentaire, de santé (résistance aux agents pathogènes, bonne réponse à la vaccination), de résilience face aux changements, de comportement, de bien-être. Les microbiomes, de par leur multifonctionnalité, sont depuis quelques années identifiés comme des acteurs importants de la variabilité individuelle des principales fonctions à étudier pour améliorer la santé et la robustesse des animaux en élevage. Nous illustrerons ce propos avec des résultats obtenus chez le porc. La constitution d’un premier catalogue de gènes du microbiome intestinal à partir de 287 porcs issus d’élevages localisés en France, Danemark et Chine, a mis en évidence 7,7 millions de gènes non redondants ; l’utilisation de ce catalogue permet une caractérisation fine du microbiome, comme chez l’homme. Nous avons mis en évidence l’existence de deux entérotypes dominés l’un par les genres Prevotella et Mitzuokella, l’autre par les genres Ruminococcus et Treponema. Ces deux entérotypes ont vraisemblablement des fonctionnalités un peu différentes car les animaux porteurs de l’un ou l’autre des entérotypes n’ont pas le même gain de croissance ni la même capacité de secréter des IgA. Les données sur les covariations entre la composition du microbiote intestinal et les variabilités phénotypiques se multiplient. Nous discuterons comment ces nouvelles ressources et les connaissances en cours d’acquisition sont considérées comme prometteuses pour identifier des leviers d’actions pour la santé en élevage
Le "patrimoine épigénétique" des spermatozoïdes bovins : variations physiologiques et pathologiques du méthylome spermatique
No full textNational audienceL’épigénome du spermatozoïde mature est unique. En effet, il joue un rôle fondamental dans l’acquisition des propriétés morphologiques et fonctionnelles du spermatozoïde sans être en lien direct avec une activité transcriptionnelle. D’autre part, alors qu’il est le fruit de remaniements épigénétiques ayant démarré dès la vie fœtale, sa destinée est d’être reprogrammé rapidement après la fécondation. Malgré la large diffusion de semence bovine sur le marché de l’insémination artificielle, il existe peu de données sur la méthylation de l’ADN dans le spermatozoïde bovin. Nous avons d’abord caractérisé le méthylome spermatique bovin en comparaison avec des cellules somatiques adultes, et montré que certaines familles de séquences répétées (satellites, rDNA) présentaient un taux de méthylation très faible dans les spermatozoïdes. La surreprésentation de ces séquences dans le génome bovin, ainsi que leur faible méthylation, pourraient expliquer pourquoi les spermatozoïdes bovins présentent un taux de méthylation global plus bas que les spermatozoïdes d’autres espèces de mammifères. Nous avons ensuite étudié les paramètres intrinsèque (race du taureau), physiologique (âge à la production de semence) et pathologique (anomalies morphologiques des spermatozoïdes) associés à des variations du méthylome spermatique. La race, qui se confond avec l’origine géographique des taureaux étudiés (Holstein, Montbéliarde, Normande, Charolais, Blanc Bleu Belge et Abondance), semble modeler le méthylome spermatique au-delà de la présence de polymorphismes de séquence inter-races. Des taureaux de races différentes pourraient donc transmettre à leurs descendants non seulement des patrimoines génétiques différents, mais également des patrimoines épigénétiques différents. De manière plus surprenante, nous avons mis en évidence un effet majeur de l’âge du taureau au moment de la collecte de semence dans toutes les races étudiées. Les variations du méthylome liées à l’âge semblent quantitativement plus importantes que les perturbations associées à des anomalies morphologiques causant la réforme des taureaux, ce qui pose question sur la collecte de semence à un âge de plus en plus précoce dans les races laitières. Ces données montrent que dans leur ensemble, les pratiques de sélection et d’élevage des reproducteurs, ainsi que de collecte de semence, ont un impact majeur sur le patrimoine épigénétique véhiculé par le spermatozoïde. Il semble légitime de s’interroger sur les répercussions potentielles que pourraient avoir ces variations du méthylome spermatique sur le phénotype de la descendance. La mise en place d’un « contrôle qualité épigénétique » systématique de la semence bovine devient plus que jamais une nécessité, en cette période d’intense restructuration du secteur et de forte évolution des pratiques
Identification and tissue distribution by in-silico analysis and RT-qPCR expression profiling of chicken c-type lectin-like domain containing proteins
No full textInternational audienc
Développement de méthodes statistiques pour l'identification de gènes d'intérêt en présence d'apparentement et de dominance, application à la génétique du maïs
No full textThe detection of genes is a first step to understand the impact of the genetic information of individuals on their phenotypes. During my PhD, I studied statistical methods to perform genome-wide association studies, with maize hybrids as an application case. Firstly, I studied the inference of relatedness coefficients between individuals from biallelic marker data. This estimation is based on a parametric mixture model. I studied the identifiability of this model in the generic case but also in the specific case of mating design where observed individuals are obtained by crossing lines, a representative case of classical mating design in plant genetics. Then I studied inference of variance component mixed model parameters and particularly the performance of algorithms to test effects of numerous markers. I compared existing programs and I optimized a Min-Max algorithm. Relevance of developed methods had been illustrated for the detection of QTLs through a genome-wide association analysis in a maize hybrids panel.La détection de gènes est une étape importante dans la compréhension des effets de l'information génétique d'un individu sur ses caractères phénotypiques. Durant mon doctorat, j'ai étudié les méthodes statistiques pour conduire les analyses de génétique d'association, avec les hybrides de maïs comme modèle d'application. Je me suis tout d'abord intéressé à l'estimation des paramètres d'apparentement entre individus à partir de données de marqueurs bialléliques. Cette estimation est réalisée dans le cadre d'un modèle de mélange paramétrique. J'ai étudié l'identifiabilité de ce modèle dans un cadre général mais aussi dans un cadre plus spécifique où les individus étudiés étaient issus de croisements entre lignées, cadre représentatif des plans de croisement classiquement utilisés en génétique végétale. Je me suis ensuite intéressé à l'estimation des paramètres des modèles mixtes à plusieurs composantes de variance et plus particulièrement à la performance des algorithmes pour tester l'effet de très nombreux marqueurs. J'ai comparé pour cela des logiciels existants et optimisé un algorithme Min-Max. La pertinence des différentes méthodes développées a finalement été illustrée dans le cadre de la détection de QTL à travers une analyse d'association réalisée sur un panel d'hybrides de maïs