Département Productions Végétales

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    Utilisation de génotypes de maïs (Zea mays L.) pour l’étude de l’efficience d’utilisation de l’azote
    (2025-04-09) CHEMLAL, Azeddine
    L'azote est un facteur limitant majeur pour la productivité des cultures. Par conséquent, le développement de cultivars efficaces dans l’utilisation de l’azote et/ou tolérants au stress azoté est essentiel pour une agriculture durable, productive et respectueuse de l'environnement. Les objectifs de cette étude étaient d'évaluer la diversité agro-morphologique, l'efficience d'utilisation de l'azote, l'efficience de remobilisation de l'azote et les caractéristiques de l’architecture du système racinaire sous différents niveaux de disponibilité en azote chez quelques populations algériennes de maïs collectées dans les oasis d'Adrar et de Timimoun. Par la suite, à l’aide du RNA-Seq, une analyse comparative du transcriptome de deux populations présentant une tolérance contrastée au stress à faible teneur en azote a été réalisée, afin d’élucider les mécanismes moléculaires dynamiques sous-jacents à la tolérance au stress dû à la faible teneur en azote. Afin d’atteindre nos objectifs, trois expérimentations ont été menées en plein champ, en chambre de culture et sous serre. De manière générale, les résultats de notre étude ont mis en évidence une diversité génétique significative avec une très large gamme de variation, pour les différents aspects agromorphologiques, de l’efficience d'utilisation de l'azote, de l’efficience de remobilisation de l'azote ainsi que de l’architecture du système racinaire, évalués à divers stades de développement, parmi les populations étudiées sous différents niveaux d'azote. Cette diversité suggère que le matériel étudié est adapté à une large gamme de disponibilité d’azote, en particulier dans des conditions de faible disponibilité d’azote. En outre, l'identification de génotypes de maïs tolérants au stress azoté dans des conditions de stress (P9 et P13) et efficaces dans l'utilisation de l'azote dans des conditions optimales (P2 et P5) est cruciale pour une meilleure valorisation de ces génotypes avec l'adoption de pratiques agronomiques appropriées, selon les capacités et les objectifs des agriculteurs, pour des rendements élevés et stables. De plus, les fortes corrélations observées entre le rendement en grains, l'accumulation de la matière sèche et de l’azote avant l'apparition des soies, ainsi que la durée de la phase végétative, suggèrent qu'une accumulation précoce et élevée de la matière sèche et d'azote avant l'apparition des soies est cruciale pour maximiser le rendement et améliorer la qualité nutritionnelle des grains. D’autre part, la culture hydroponique confirme sa fiabilité grâce aux résultats des corrélations observées dans notre étude entres les caractéristiques de l’architecture racinaire et celles des plantes adultes. En outre, cette technique a prouvé également son efficacité en tant qu'outil puissant pour caractériser avec précision les paramètres du développement racinaire et évaluer la diversité génétique. Enfin, nos résultats sur la réponse transcriptomique de deux populations, présentant une tolérance contrastée au stress à faible teneur en azote, ont révélé une différence significative entre ces deux populations dans des conditions de stress azoté. Ces résultats ont permis de mieux comprendre les mécanismes moléculaires de la tolérance au stress azoté chez le maïs et faciliteront ainsi la sélection assistée par les marqueurs moléculaires en vue du développement de cultivars de maïs plus tolérants à ce type de stress. Compte tenu de ces résultats, cette diversité génétique devrait être exploitée dans des programmes de sélection et d'amélioration visant à réduire la forte dépendance aux variétés importées, qui peinent parfois à s'adapter aux conditions agroécologiques et climatiques variées de l'Algérie.
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    Elaboration d’une approche biotechnologique pour l’obtention de plants d’olivier (Olea europaea L.) tolérants aux pathogènes fongiques avec une capacité d’enracinement améliorée.
    (2024-11-21) Titouh, Khayreddine
    Les outils biotechnologiques peuvent être une alternative efficiente pour la création variétale et la multiplication de l’olivier vu que les méthodes classiques sont devenues incapables d’achever des acquis signifiants notamment dans le contexte actuel du changement climatique. Dans l’objectif d’élaborer une approche biotechnologique pour l’obtention de plants d’olivier tolérants aux pathogènes fongiques avec une capacité d’enracinement améliorée chez le principal cultivar en Algérie ‘Chemlal’ ; il fallait établir un protocole efficace de régénération in vitro par embryogenèse somatique induite à partir de radicules d’embryons zygotiques. Par la suite, induire une variation somaclonale par sélection des cals en présence du filtrat de culture de Verticillium dahliae Kleb. causant la verticilliose d’olivier afin de régénérer des plants résistants au pathogène. Enfin, améliorer la capacité d’enracinement in vitro par inoculation avec Agrobacterium rhizogenes des microboutures issues après germination d’embryons somatiques. Les résultats obtenus lors de l’optimisation des différentes parties de l’étude montrent que :  Une induction de callogenèse sur le milieu OMc additionné d’AIB et Zéatine permet l’obtention de plusieurs cals embryogènes dont le maintien sur le milieu ECO additionné d’AIB, Zéatine et BAP permet une meilleure prolifération et expression embryogène. Enfin, un milieu OM solide additionné d’hormones permet une bonne germination des embryons somatiques et le développement de plantules facilement cclimatables.  Une sélection en milieu liquide pendant trois semaines en présence du filtrat de culture de Verticillium est plus efficace qu’un long maintien sur un milieu solide additionné du filtrat fongique. Toutefois, les embryons isolés après sélection génèrent des plantules dont l’acclimatation ou la multiplication pour évaluer leur résistance aux pathogènes fongiques n’étaient pas possibles vu leur très faible développement.  Une inoculation par Agrobacterium rhizogenes combinée avec la présence de l’auxine AIB dans le milieu de culture améliorent significativement le développement de pousses mais beaucoup plus l’enracinement des microboutures à travers une émission rapide de plusieurs longues racines facilitant leur acclimatation.
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    Nitrogen use efficiency in durum wheat (triticum durum desf.) grown in semi-arid zone: physiological analysis and genetic determinism
    (2023-07-20) BENCHELALI, Soumia
    The proper and sustainable management of nitrogen fertilization is one of the most common problems of cereal cultivation in semiarid regions, which are characterized by a wide variability in climatic conditions. The current work was conducted to evaluate the effects of nitrogen fertilization on the agronomic and economic aspects of durum wheat cultivated under rainfed semiarid conditions in Algeria and to determine the most efficient nitrogen use efficiency (NUE) among seven genotypes that are widespread in the country (tall and short, old and modern genotypes), and to evaluate the effect of weather conditions (the total rainfall at vegetative period, the total rainfall at flowering and filling period and the mean temperature) on grain yield and NUE under two contrast environments (Algeria and Italy) . The seven genotypes, Bousselam, Waha, MBB, Sétifis, Megress, Massinissa and Gtadur were investigated under four nitrogen rates from 0 to 120 uN ha-1 during three cropping seasons (2016 to 2019). The results indicate that the total nitrogen uptake at maturity (NM), nitrogen uptake by grain (NG), nitrogen harvest index (NHI), NUE and its components, such as nitrogen uptake efficiency (NUpE) and nitrogen utilization efficiency (NUtE), were significantly affected by year, genotype, and nitrogen level. From this study, it appears that higher nitrogen rates improved NM and NG. However, no effects on grain yield were observed; conversely, increased nitrogen levels produced a 12% reduction in the economic return. In other words, in the North African environment, the response to nitrogen is more evident in quality than in yield, which in turn is dependent on the yearly weather conditions and cultivated genotypes. Moreover, nitrogen negatively affected NUE and its components (NUpE, NUtE). On average, NUE displayed low values (14.77 kg kg-1), mostly irregular and highly dependent on weather conditions; in the best year, it did not exceed 60% (19.87 kg kg-1) of the global average value of 33 kg kg-1. Moreover, the modern genotypes Megress (tall) and GTAdur (short) showed the best capacity to tolerate different nitrogen conditions and water shortages, providing relatively superior yields, as well as more effective N use from fertilizers and the soil than the other two genotypes. The total rainfall at the vegetative period (RVP) had the most significant effect on both grain yield and nitrogen use efficiency (NUE). Adequate rainfall during this phase improved N uptake efficiency (NUpE) and N utilization efficiency (NUtE), leading to higher NUE
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    Etude de la diversité génétique chez Vicia faba L.(fève)
    (2023-10-15) MALEK DJENKALI, Nawel
    La fève (Vicia faba L.) est l'une des principales légumineuses alimentaires en Algérie. C'est une ressource phytogénétique qui continue à être cultiver traditionnellement dans plusieurs zones dans le nord et le sud du pays. Les accessions locales de feve qui ont été maintenue pendant plusieurs années présentent une diversité génétique importante. Et donc, il est devenu indispensable de collecter, préserver et caractériser ces accessions locales. Dans notre étude, quinze (15) accessions locales de fève ont été collectées et caractérisées. L'évaluation préliminaire de cette collection a permis de révéler une importante diversité morphologique des graines collectées dans les différentes régions prospectées. La caractérisation agro-morphologique de 46 accessions de Vicia faba L. d'origine géographique différentes y compris morphologique de 46 accessions de Vicia faba L. d'origine géographique différentes y compris 13 accessions locales a permis d'établir une base de données descriptive des différents caractères étudiés pour chaque accession. Les résultats de l'analyse de la variance ont révélé une différence hautement à très hautement significative pour la majorité des 21 traits quantitatifs mesurés. De plus, les analyses multivariées (ACP et CAH) ont permis de classer les accessions étudiées en quatre groupes sur la base des performances agronomiques et des similitudes morphologiques. Et donc, nous avons pu selon l'importance agro-morphologique de certains traits, distinguer les accessions représentant les caractères les plus discriminants. Les 6 caractères morphologiques qualitatifs observés ont révélé une large variation inter et infra accessions. Les analyses ACM et CAH ont aussi permis de classer les accessions étudiées en quatre groupes en identifiant les morphotypes les plus dominants dans notre collection. L'analyse moléculaire à l'aide de sept marqueurs SSR a révélé une grande variabilité génétique au niveau des 14 accessions locales de fève. Vingt allèles au total ont été amplifiés avec une moyenne de 2,85 allèles par locus. L'indice PIC variait entre 0,32 à 0,58 avec une moyenne de 0,44. Cette étude a permis aussi de regrouper les 14 accessions locales sur la base des données agro-morphologiques et moléculaires indépendamment de leurs origines géographiques. De plus, 1'AMOVA a mis en évidence que la majeure partie de la variation génétique globale au sein de la collection était le résultat d'une forte différenciation entre les accessions (84%).
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    Production par voie biotechnologique de métabolites secondaires d'intérêt à partir de Calotropis procera application en protection des végétaux
    (2023-06-04) DJERDJOURI, Amina
    Caloiropis procera (Apocynaceae) est une plante médicinale riche en molécules bioactives ayant une importance économique de par leur utilisation en pharmacologie qu'en agriculture. De par leur intérêt, la production par voie bioteclmologique (via les chevelus racinaires (CRs)) de ces métabolites constitue une voie prometteuse. La première partie de la thèse consiste à développer un protocole d'induction de CRs efficace pour C. procera. La deuxième partie aborde l'analyse de la composition phytochimique des CRs de C. procera par GC-MS et UHPLC-QTOF/MS. Dans la perspective de valorisation dans la protection des cultures, l'évaluation du potentiel nématicide des extraits de CRs de C procera a été réalisée. Concernant l'induction des CRs, nos résultats montrent que la souche bactérienne, le type et l'âge des expiants ainsi que le milieu de co-culture utilisé jouent un rôle prépondérant. Ainsi, la fréquence de transformation optimale (95%) est obtenue avec des feuilles âgées de 30 jours et inoculées par la souche A4 sur le milieu'/ B5. La nature transgénique de nos CRs a été confirmée par amplification PCR du gène roi B. Les différences du taux de croiggince et de teneurs en phytostérols (carupesterol, en stigmastérol et en p-sitostérol) entre les sept lignées racinaires sélectionnées est extrêmement significatives. La lignée HR4 a donné le rendement le plus élevé, atteignant 345,8 pg de campestérollg M.S., 411,8 pg de stigmastérollg MS. et 438.3 tg de D-sitostérol par g de M.S. Par ailleurs, l'analyse des extraits des CRs par GC-MS a permis de mettre en évidence trente-six composés bioactifs de différentes classes métaboliques dont les plus importants sont les stérols. En outre, la caractérisation des glycosides cardiaques de l'extrait éthanolique des CRs de C. procera par UHPLC-QT0F/MS met en évidence la présence de dix molécules bioactives. Flifin, l'évaluation de la toxicité de l'extrait aqueux des CRs de C procera sur les nématodes (Meloigogyne spp.) montre une mortalité totale (100 %), et ce, pour les extraits des sept lignées racinaires.
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    Analyse génétique de l’efficience d’utilisation de l’azote chez quelques populations algériennes de maïs (Zea mays L.) sous stress hydrique
    (2023-06-08) RIACHE, Meriem
    La sécheresse et le manque d'azote sont des stress majeurs pour le maïs, cette situation nécessite son développement pour maintenir un bon niveau de rendement et améliorer son efficience d'utilisation de l'azote (NUE) dans des conditions de stress hydrique. Les populations de maïs du Sahara algérien sont des sources potentielles de tolérance au stress. Les objectifs de cette étude étaient d'évaluer la tolérance, les effets variétaux et d'hétérosis des populations algériennes sous manque de fertilisation azotée et un stress hydrique. Les effets variétaux et d'hétérosis des populations sahariennes d’Algérie et de leurs croisements pour le stay-green ont également été étudiés afin d’identifier les populations les plus prometteuses comme sources de stay-green sous stress. Un diallèle entre six populations algériennes de maïs a été évalué sous conditions de stress hydrique (300 mm d'irrigation) par rapport au contrôle (600 mm) et sous fertilisation sans azote par rapport à une fertilisation azotée de 120 kg/ ha. La variabilité était importante entre les populations et leurs croisements pour la tolérance au stress hydrique et azoté. Nous proposons une sélection récurrente réciproque pour optimiser les effets additifs et non additifs, en utilisant les populations AOR et IGS, dont le croisement a montré de bonnes performances dans des conditions optimales et de stress, dans l’amélioration de l'hétérosis du rendement. Les effets génétiques additifs pourraient être capitalisés en utilisant les populations BAH et MST, avec une efficience de valorisation de l'azote (NUtE) élevée, et les populations IZM ou IGS avec des effets variétaux favorables pour une sénescence retardée sous stress azoté, ou des effets de dominance en utilisant la population AOR avec des effets hétérotiques favorables pour la couleur de la plante sous stress hydrique et azoté. Cette étude a montré que les populations : AOR, IGS et BAH pourraient être des sources de lignées consanguines tolérantes à la sécheresse et au manque d’azote. Les croisements les plus prometteurs sont SHH × AOR sans apport d'azote dqns les deux régimes hydriques pour la NUtE des grains, AOR × IGS, sous stress hydrique pour la productivité partielle des facteurs (PFP), et dans des conditions de bonne irrigation avec un apport d'azote pour la teneur en protéines ; AOR × IZM pour l'efficience agronomique de l'utilisation de l'azote (AE) sous stress hydrique ; et AOR × BAH pour l'efficience de valorisation de l’azote du grain (NUtE) dans des conditions de bonne irrigation avec apport d’azote. Le croisement AOR × IZM permet également de retarder la sénescence, tandis que IZM × BAH (sans apport d'azote), et SHH × BAH (avec engrais azoté), se caractérisent par un maintien plus long de la coloration de la plante. Ces populations et croisements pourraient être utilisés comme matériel de base parmi les populations algériennes, pour des programmes de sélection axés sur la tolérance au stress hydrique ou azoté afin de développer des hybrides tolérants à la sécheresse et aux faibles teneurs en azote.
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    Contribution à la compréhension de l’effet de la proline exogène sur le blé dur soumis à une contrainte saline
    (2023-01-21) AMI, Katia
    Le blé dur, Triticum turgidum subsp. durum (Desf.) Husn. est l'une des cultures céréalières les plus sensibles à la salinité, mais les réponses physiologiques des différents variétés au stress salin sont variables. Les variétés qui sont adaptées aux conditions arides comme en Algérie ne sont pas nécessairement tolérantes à une augmentation de la salinité. Lorsque des plantules de 10 jours des variétés algériennes de blé dur Hedba 3 (HD3) et Mohamed Ben Bachir (MBB) ont été soumises à un stress salin en in vitro avec 10g/l de NaCl, leur comportement physiologique et biochimique a été perturbé. Les résultats ont montré une réduction de leur germination et croissance, leurs teneurs en eau et en pigments photosynthétiques et une augmentation de la fuite d'ions et du marqueur de stress oxydatif le malondialdehyde. Les plantules ont également accumulé de la proline et ont exprimé des gènes liés au stress et des gènes du métabolisme de la proline dans une réponse classique au stress salin. L'expression des gènes des transporteurs sélectifs de sodium HKT1;4-1 et -2 s'est avérée spécifique à l'organe et modulée par le stress salin chez les deux variétés. L'ajout de la proline au milieu de culture contenant du sel a atténué certains effets négatifs du stress salin tels que la diminution de la teneur en eau, la fuite d'ions et la teneur en malondialdehyde. Par contre, les paramètres de croissance ont été partiellement améliorés à des degrés différents chez les deux variétés. Les plantules de blé dur ont accumulé des ions sodium (Na+) au détriment des ions potassium (K+) sous l'effet du stress salin, ce qui a fait baisser le rapport de K+/Na+ dans les tissus. Les deux variétés de blé dur étudiés réagissent différemment au stress salin en réponse à la proline exogène, au niveau de l'expression du gène HKT1;4 et de l'accumulation de Na+ et K+. L’effet de stress salin peut être partiellement atténué par la proline dans le variété MBB, résistant à la sécheresse, même s'il est relativement sensible au sel.
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    Micropropagation en masse de quatre cultivars algériens de palmier dattier (Phoenix datylifera L.) par embryogenèse somatique
    (2023-02-12) BOUFIS, Nazim
    L’embryogenèse somatique constitue chez le palmier dattier un puissant outil pour la production à grande échelle de plants génétiquement conformes et indemnes de maladies. L’objectif du présent travail consiste à proposer un schéma pour la production, par embryogenèse somatique, de vitroplants. Etabli à partir de (04) cultivars de palmier dattier, ce schéma s’articule autour des étapes suivantes : induction et multiplication de callogenèse nodulaire sur milieux solides et/ou liquide, initiation de l’embryogenèse somatique en milieu liquide agité et maturation des proembryons suivie de la germination sur milieu gélosé. Les résultats obtenus montrent que la présence de concentrations ≥ 10 mg/L de 2,4-D combinées avec des doses de charbon actif ≥150 mg/L favorisent l’initiation et la multiplication des cals nodulaires sur le milieu solide. Un facteur moyen de multiplication de 6,3 fois est obtenu en milieu liquide contenant 1 mg/L de 2,4-D. Par ailleurs, l’alternance de milieux (liquide /solide) en présence de 1 mg/L d’AS favorise l’initiation de l’embryogenèse et améliore le rendement en embryons somatiques ainsi que leur germination.
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    Génétique d’association sous stress hydrique chez le maïs
    (2023-01-31) RIDA, Soumeya
    La présente étude a été menée dans le cadre de l’amélioration du maïs face au stress hydrique, où l’objectif général était d’étudier la régulation génétique de la tolérance au stress hydrique chez le maïs lors de différents stades de son développement allant de la germination jusqu’à l’achèvement du cycle de la culture. L’objectif de la première partie de cette étude conduite dans une chambre de culture est la détection des régions génomiques et gènes candidats impliqués dans la réponse au stress hydrique pendant la germination et le développement des semis. Nous avons évalué 420 RILs avec leurs parents provenant d’une population multiparentale (MAGIC) avec un stress hydrique induit par le PEG à la germination et pendant le développement des semis. Une étude d’association à l’échelle du génome (GWAS) a été réalisée pour identifier les régions génomiques associées à la tolérance au stress hydrique. L’étude GWAS a identifié 16 et 28 SNPs significativement associés aux paramètres étudiés dans les conditions normales et de stress, respectivement. Parmi les SNPs détectés, deux SNPs avaient des associations significatives avec plusieurs paramètres avec des corrélations positives élevées, suggérant un contrôle génétique pléiotropique. D’autres SNPs étaient situés dans des régions qui abritaient des QTLs majeurs dans des études antérieures, et colocalisées avec des QTLs pour la tolérance au froid précédemment publiés pour cette population MAGIC. Les régions génomiques comprenaient plusieurs gènes candidats liés aux stress et au développement des plantes. Il s’agit notamment de nombreux gènes et de facteurs de transcription impliqués dans la germination, les caractéristiques des semis et la tolérance à la sécheresse. D’autre part, la GWAS réalisée lors de la deuxième partie conduite sur le terrain en évaluant 318 lignées pures issues d’un panel d’association, nous a permis d’identifier 91 et 114 SNPs significativement associés au rendement et aux paramètres corrélés (vigueur, floraison mâle et femelle, ASI, hauteur de la plante, surface foliaire, sénescence, longueur de l’épi, nombre de rangées par épi et poids de mille grains) dans les conditions normales et de stress hydrique, respectivement. Parmi ces SNPs, six étaient significativement associés avec la surface foliaire dans les deux conditions suggérant un contrôle génétique commun. Les différents SNPs détectés correspondaient à 62 et 89 QTLs dans les conditions normales et de stress hydrique, respectivement, où la majorité des QTLs étaient associés au rendement. Plusieurs QTLs étaient localisés dans des régions génomiques importantes impliquées dans la réponse à différents stress biotiques et abiotiques. Les analyses actuelles fournissent des informations et des outils pour des études ultérieures et des programmes de sélection pour améliorer la tolérance au stress hydrique.
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    Implication de la vulgarisation et du conseil agricole formels et informels dans l’innovation et l’aide à la décision des éleveurs bovins laitiers dans les bassins laitiers de Sétif et Souk-Ahras (Algérie)
    (2022-07-06) HIMEUR, Zakia
    L’étude porte sur : 1) l’identification et l’analyse des systèmes d’élevage bovins laitiers, 2) les sources de l’innovation pour les éleveurs, 3) la prise de décisions à court, moyen et long termes, 4) qui à l’origine intervient dans l’aide à la décision des éleveurs, 5) l’analyse du système de conseil agricole, 6) une réflexion sur un système de vulgarisation et de conseil agricole efficace, au niveau des bassins laitiers de Sétif et Souk-Ahras. Un échantillon de 140 exploitations agricoles familiales a été sélectionné et enquêté entre 2017 et 2018. Une typologie des systèmes d’élevage a été construite à l'aide de l'analyse hiérarchique ascendante suivie d’une analyse en composante principale. Les résultats font apparaitre trois groupes. Le groupe A retient 68% des éleveurs dont l’unité de production est de taille petite, associant la polyculture à l’élevage bovin lait ; le type B, 30% des éleveurs, la taille de l’exploitation est moyenne et l’orientation productive est la polyculture et l’élevage bovin laitier ; le groupe C, composé des grands éleveurs et céréaliers intégrant un bovin mixte (lait/viande). Les races bovines exploitées sont la Red Holstein et la Montbéliarde, qui dominent à 74%. L’origine de l’innovation est majoritairement issue des réseaux techniques de proximité alors que, la vulgarisation formelle mise en place par l’état est inopérante. L’origine de l’innovation passe principalement par l’éleveur voisin ou ami, et concerne le savoir et le savoir-faire relatifs aux pratiques d’élevage ayant trait à l’alimentation, la reproduction, la gestion du troupeau, l’hygiène et la prophylaxie. L’innovation passe aussi, par l’approche en individuel, à travers les prestations de services payantes fournies par le vétérinaire praticien à 23%, la contribution du père, chef d’exploitation, à 16% et l’apport en réseaux sociotechniques de proximité par l’éleveur voisin ou ami à 44%. Les services de l'Etat participent à 19% par le vétérinaire officiel et assurent une assistance technique à 0,6% par le conseiller en vulgarisation agricole. Une typologie de la prise de décision est élaborée par l’analyse en composante principale suivie d’une classification hiérarchique ascendante. Le Test de χ2 et le Test de Kruskal- Wallis sont utilisés pour évaluer l’offre de conseils et déterminer le niveau d'influence du conseil agricole par secteur d'activité en relation avec le choix des cultures fourragères, la fertilisation et le traitement des cultures fourragères, l’augmentation de la production laitière, l’hygiène et la lutte contre les maladies, la vente de produits et semences, l’amélioration de la rentabilité de l’exploitation, la tenue de livre comptable, l’information sur les programmes de subventions et l’irrigation. L’analyse du classement Post Hoc fait apparaitre 6 groupes d’éleveurs.