Analyse et modélisation de la relation entre offre et demande en eau sur deux périmètres irrigués au Brésil

International audienceLa confrontation de l'offre en eau des gestionnaires de périmètre irrigué avec les demandes des agriculteurs est source fréquente de conflits. Ceux-ci renvoient au fossé existant entre les normes de conception des aménagements et leur évolution ultérieure, que ce soit en termes structurels (surfaces irriguées, systèmes d'irrigation) ou fonctionnels (assolement, règles de gestion). Cette étude, basée sur une intervention conduite sur deux périmètres irrigués brésiliens, vise à concevoir un outil de simulation permettant d'aider gestionnaires et agriculteurs à négocier autour de nouvelles formes d'organisation de la distribution en eau. Nous montrons dans un premier temps comment l'évolution des cas étudiés a conduit à des tensions sur l'offre. Puis nous présentons la structure générale du modèle adoptée et les principes de calcul de la demande en eau des agriculteurs et de l'offre du gestionnaire. Un exemple simple de simulation vient illustrer la démarche employée. Nous montrons comment elle permet de passer d'indicateurs tels que la couverture des demandes par l'offre, à des considérations plus organisationnelles. Les perspectives offertes par ce travail en terme de conseil sont exposées en conclusion. (Résumé d'auteur

Transitions institutionnelles et agricoles dans les périmètres irrigués du pôle Petrolina-Juazeiro (Brésil) : d'une logique sociale vers une logique managériale

Mis en place dans les années 60 dans un objectif de lutte contre l'exode rural et la pauvreté, les périmètres publics irrigués du Nordeste brésilien (pôle de Petrolina-Juazeiro) connaissent depuis 1985 une évolution de leur mode de gestion (transfert aux usagers, désengagement financier de l'Etat) et des systèmes de production (développement d'entreprises agricoles et de l'arboriculture fruitière). Malgré des conditions naturelles et institutionnelles favorables, ces périmètres rencontrent des difficultés de recouvrement des factures d'eau auprès des producteurs. Les comportements des irrigants en matière de paiement des factures d'eau s'expliquent par les conditions dans lesquelles ils ont effectué leur transition vers l'arboriculture fruitière. Les difficultés financières individuelles des petites exploitations familiales, qui peuvent aboutir à l'abandon de l'agriculture irriguée, ont des conséquences collectives: diminution de la maintenance des ouvrages, dégradation du service de l'eau, tensions entre irrigants et gestionnaires. Pour concilier l'objectif social initial des périmètres irrigués avec une logique économique plus libérale, on propose de développer les capacités managériales des agriculteurs, des gestionnaires et de l'environnement des exploitations (crédit, commercialisation). Ceci implique une évolution des démarches de conseil vers l'aide à la gestion stratégique. Plusieurs outils sont proposés en ce sens. (Résumé d'auteur)

Gene expression profiling to identify eggshell proteins involved in physical defense of the chicken egg

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>As uricoletic animals, chickens produce cleidoic eggs, which are self-contained bacteria-resistant biological packages for extra-uterine development of the chick embryo. The eggshell constitutes a natural physical barrier against bacterial penetration if it forms correctly and remains intact. The eggshell's remarkable mechanical properties are due to interactions among mineral components and the organic matrix proteins. The purpose of our study was to identify novel eggshell proteins by examining the transcriptome of the uterus during calcification of the eggshell. An extensive bioinformatic analysis on genes over-expressed in the uterus allowed us to identify novel eggshell proteins that contribute to the egg's natural defenses.</p> <p>Results</p> <p>Our 14 K Del-Mar Chicken Integrated Systems microarray was used for transcriptional profiling in the hen's uterus during eggshell deposition. A total of 605 transcripts were over-expressed in the uterus compared with the magnum or white isthmus across a wide range of abundance (1.1- to 79.4-fold difference). The 605 highly-expressed uterine transcripts correspond to 469 unique genes, which encode 437 different proteins. Gene Ontology (GO) analysis was used for interpretation of protein function. The most over-represented GO terms are related to genes encoding ion transport proteins, which provide eggshell mineral precursors. Signal peptide sequence was found for 54 putative proteins secreted by the uterus during eggshell formation. Many functional proteins are involved in calcium binding or biomineralization--prerequisites for interacting with the mineral phase during eggshell fabrication. While another large group of proteins could be involved in proper folding of the eggshell matrix. Many secreted uterine proteins possess antibacterial properties, which would protect the egg against microbial invasion. A final group includes proteases and protease inhibitors that regulate protein activity in the acellular uterine fluid where eggshell formation takes place.</p> <p>Conclusions</p> <p>Our original study provides the first detailed description of the chicken uterus transcriptome during formation of the eggshell. We have discovered a cache of about 600 functional genes and identified a large number of encoded proteins secreted into uterine fluid for fabrication of the eggshell and chemical protection of the egg. Some of these uterine genes could prove useful as biological markers for genetic improvement of phenotypic traits (i.e., egg and eggshell quality).</p

Data set for the proteomic inventory and quantitative analysis of chicken eggshell matrix proteins during the primary events of eggshell mineralization and the active growth phase of calcification

This research was funded by the French National Research Agency ANR (ANR-13-BSV6-0007-01, ANK-13-BSV6-0007-02 and ANK-13-BSV6-0007-05). The high resolution mass spectrometer was financed (SMHART project, 35069) by the European Regional Development Fund (ERDF), the Conseil Regional du Centre, the French National Institute for Agricultural Research (INRA) and the French National Institute of Health and Medical Research (Inserm), ARN acknowledges funding through Grants CGL2011-25906 (Ministerio de Economia, Spain).Chicken eggshell is a biomineral composed of 95% calcite calcium carbonate mineral and of 3.5% organic matrix proteins. The assembly of mineral and its structural organization is controlled by its organic matrix. In a recent study [1], we have used quantitative proteomic, bioinformatic and functional analyses to explore the distribution of 216 eggshell matrix proteins at four key stages of shell mineralization defined as: (1) widespread deposition of amorphous calcium carbonate (ACC), (2) ACC transformation into crystalline calcite aggregates, (3) formation of larger calcite crystal units and (4) rapid growth of calcite as columnar structure with preferential crystal orientation. The current article detailed the quantitative analysis performed at the four stages of shell mineralization to determine the proteins which are the most abundant. Additionally, we reported the enriched GO terms and described the presence of 35 antimicrobial proteins equally distributed at all stages to keep the egg free of bacteria and of 81 proteins, the function of which could not be ascribed.French National Research Agency (ANR) ANR-13-BSV6-0007-01 ANK-13-BSV6-0007-02 ANK-13-BSV6-0007-05European Union (EU) 35069Region Centre-Val de LoireFrench National Institute for Agricultural Research (INRA)Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale (Inserm)Ministerio de Economia, Spain CGL2011-2590

Gallin; an antimicrobial peptide member of a new avian defensin family, the ovodefensins, has been subject to recent gene duplication

Background: Egg white must provide nutrients and protection to the developing avian embryo. One way in which this is achieved is an arsenal of antimicrobial proteins and peptides which are essentially extensions of the innate immune system. Gallin is a recently identified member of a family of peptides that are found in egg white. The function of this peptide family has not been identified and they are potentially antimicrobial. Results: We have confirmed that there are at least 3 forms of the gallin gene in the chicken genome in 3 separate lines of chicken, all the forms are expressed in the tubular cells of the magnum region of the oviduct, consistent with its presence in egg white. mRNA expression levels are in the order 10,000 times greater in the magnum than the shell gland. The conservation between the multiple forms of gallin in the chicken genome compared with the conservation between gallin and other avian gallin like peptides, suggests that the gene duplication has occurred relatively recently in the chicken lineage. The gallin peptide family contains a six cysteine motif (C-X-5-C-X-3-C-X-11-CX3-C-C) found in all defensins, and is most closely related to avian beta-defensins, although the cysteine spacing differs. Further support for the classification comes from the presence of a glycine at position 10 in the 41 amino acid peptide. Recombinant gallin inhibited the growth of Escherischia coli (E. coli) at a concentration of 0.25 mu M confirming it as part of the antimicrobial innate immune system in avian species. Conclusions: The relatively recent evolution of multiple forms of a member of a new defensin related group of peptides that we have termed ovodefensins, may be an adaptation to increase expression or the first steps in divergent evolution of the gene in chickens. The potent antimicrobial activity of the peptide against E. coli increases our understanding of the antimicrobial strategies of the avian innate immune system particularly those of the egg white and the evolution of the defensin family. The potential of this peptide and others in the family can now be investigated in a number of novel antimicrobial role

Regulation endocrinienne du metabolisme calcique chez la poule et calcification de la coquille

SIGLEAvailable from INIST (FR), Document Supply Service, under shelf-number : TD 82097 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Biochemical characterisation and functionnal properties in vitro of eggshell matrix extracts and uterine fluids in hens

International audienc

Oligo-éléments, croissance et santé du poulet de chair

100 ref.National audienceTrace elements as related to growth and health in chickens This review summarizes the interest and the role of trace element factors favouring body weight or bone growth and the immune response in poultry. The aim is to analyse consequences of supplementation in diets at levels corresponding or higher than the growth requirement for optimising performance of broilers; especially as the use of high dietary levels of trace elements is currently questioned to protect the environment. Cu shows a slight growth promoting effect on chick growth when added at high concentrations, but Zn, Fe or Mn do not. However, such high dietary level can be deleterious for the environment in areas of intensive production. Zn, Se, Cu and Fe are essential elements for the immune system but there is no clear evidence that high dietary levels stimulate the immune response Infection and coccidiosis affect trace mineral metabolism and, therefore, may need nutritional adjustment. Ultra-trace element (Al, Se, Bo, Cd, Cr, F, I, Si, V.) can be of nutritional importance for chicks submitted to some nutritional stress or, when in excess, can be toxic.Cet article analyse l’intérêt et le rôle des oligo-éléments comme facteurs favorisant la croissance pondérale ou osseuse et la défense immunitaire du poulet de chair. L’objectif est d’analyser les conséquences de leur supplémentation à des doses correspondant au besoin de croissance ou à des apports très supérieurs, une pratique actuellement remise en question par la législation afin de limiter le rejet des oligo-éléments dans l’environnement. Des excès de Zn, Fe ou Mn n’ont pas d’effet positif sur la croissance du poulet de chair. Une concentration élevée de Cu (100 à 250 mg/kg) dans l’aliment tend à améliorer légèrement la croissance, mais est à l’origine d’une accumulation de Cu néfaste pour l’environnement dans les zones de production intensive. Zn, Se, Cu et Fe sont des éléments essentiels pour le bon fonctionnement du système immunitaire chez l’oiseau. Les infections et la coccidiose affectent leur métabolisme ce qui peut nécessiter une correction par voie alimentaire. Les ultra-oligo-éléments (Al, Se, Bo, Cd, Cr, F, I, Si, V…) peuvent jouer un rôle important chez des poussins soumis à divers stress nutritionnels, ou se révéler toxiques lorsqu’ils sont utilisés en excès

Identification de gènes et de protéines de l'utérus impliqués dans le transfert minéral, la calcification de la coquille et la protection antimicrobienne de l'oeuf de poule

La coquille de l œuf est un biominéral qui protège l embryon au cours de son développement. La coquille se forme dans l utérus de poule et est constituée majoritairement de carbonate de calcium (CaCO3) et d une faible proportion de matrice organique. La formation de la coquille requiert de grandes quantités de calcium et de bicarbonates, dont l apport est le résultat de transports trans-épithéliaux importants dans l endothélium utérin. La matrice organique joue un rôle fonctionnel important au niveau de la formation de la coquille et dans l établissement de ses propriétés mécaniques remarquables. L objectif de ce travail de thèse a été d identifier les gènes et protéines de l utérus impliqués dans le transfert minéral, la calcification de la coquille et la protection antimicrobienne de l œuf de poule. Pour ce faire, nous avons utilisé des puces à ADNc pour une identification globale des gènes spécifiquement exprimés dans l utérus, lors de la calcification de la coquille. Cette approche transcriptomique a été basée sur la séquence spatiale et temporelle de la synthèse et des secrétions des constituants de l œuf le long de l oviducte. L'expression des gènes de l'utérus pendant la minéralisation de la coquille a été comparée à celle du magnum et de l isthme impliqués respectivement dans la synthèse du blanc et des membranes coquillières. Cette étude révèle 605 transcrits spécifiquement surexprimés dans l'utérus. Ces transcrits correspondent à 469 gènes et 437 protéines. L analyse de la fonction des transcrits utérins met en évidence une surexpression importante des gènes codant des protéines impliquées dans le transport et/ou la liaison aux ions. L approche transcriptomique identifie également 54 protéines avec un signal peptide, donc potentiellement sécrétées pour être déposées dans la coquille pour jouer un rôle biologique. L analyse des fonctions potentielles de ces 54 protéines sécrétées, à l aide des domaines protéiques et des données bibliographiques a permis un classement en quatre groupes. De nombreuses protéines présentent une capacité à lier les ions et notamment le calcium, et pourraient donc être impliquées dans le contrôle de la minéralisation de la coquille. Plusieurs protéines présentent également une activité antimicrobienne potentielle ou avérée. Un troisième groupe de protéines est constitué de protéases et anti-protéases qui pourraient jouer un rôle essentiel dans la régulation de l activité des protéines impliquées dans la biominéralisation de la coquille. Enfin un ensemble de protéines joueraient un rôle dans le repliement protéique nécessaire à la minéralisation ordonnée. L approche transcriptomique a également permis l identification de nouvelles protéines impliquées dans les transports ioniques trans-épithéliaux. Leur implication dans l apport des précurseurs minéraux de la coquille a été confirmée et testée en comparant leur expression à deux autres tissus (magnum et duodénum) où les transferts trans-épithéliaux en calcium et en bicarbonates sont respectivement faibles et forts. Cette approche a identifiée 33 gènes essentiels à l apport du calcium et des ions bicarbonates. Ce travail constitué la base d un schéma global et cohérent de l apport des constituants minéraux nécessaires à la formation de la coquille dans l utérus.The chicken eggshell is a biomineral which protects the embryo during its development. The eggshell formation takes place in the hen s uterus. The eggshell mainly contains calcium carbonate (CaCO3) and a few amount of organic matrix. The eggshell formation required high calcium and bicarbonate ions, which are provided by important trans-epithelial transports through the uterine endothelium. The organic matrix plays an important role in the eggshell fabric and in the establishment of its remarkable mechanical properties.The aim of this PHD study was to identify the genes and proteins of the uterus, involved in the mineral transfer, the eggshell calcification and the antimicrobial protection of the egg. We have used cDNA microarrays to allow a global identification of genes specifically expressed in the uterus during the process of eggshell calcification. In this transcriptomic approach, we have used the spatial and temporal sequence of synthesis and secretions of the egg components along the oviduct. The expression of genes in the uterus was compared during the mineralization of the eggshell with magnum and isthmus tissues, which are involved in the egg white synthesis and the eggshell membranes deposit respectively. This study revealed 605 specifically over expressed transcripts in uterus, which are corresponding to 469 genes and 437 proteins. Uterine transcripts analysis highlighted an important over expression of genes coding ion transports and ion binding proteins. The transcriptomic approach also revealed 54 proteins with a signal peptide, potentially secreted to be deposited in the eggshell to play a biological role. These 54 secreted proteins were classified according to their putative biological functions using protein databases and bibliographic data. Among these proteins, many exhibited calcium and ion binding properties, and consequently could be implied in the control of the eggshell mineralization. Several proteins also present antimicrobial activities. A third group of proteins consists of proteases and anti-protease, which could play a crucial role in the control of the biomineralization of the eggshell. Finally, a group of proteins might be involved in proper folding of the eggshell matrix proteins, which is important to ordered mineralization. The transcriptomic approach also allowed the identification of new proteins involved in uterine trans-epithelial ion transports. Their involvement in supplying eggshell precursors was confirmed by comparing their expression with two other tissues (magnum and duodenum), in which calcium and bicarbonate trans-epithelial transfers are weak and strong respectively. This approach allowed the identification of 33 important genes involved in calcium and bicarbonate ions supplies, a prerequisite needed for the eggshell calcification. This work produced a global and coherent description of the mechanisms supplying the mineral for uterine eggshell formation.TOURS-Bibl.électronique (372610011) / SudocSudocFranceF