La restauration écologique des tourbières se définit comme l’ensemble des procédés permettant d’assister à la régénération d’une tourbière qui a été dégradée, endommagée ou détruite. La gamme des tourbières perturbées qui nécessitent des actions de restauration est très diversifiée. L’étude de la régénération naturelle des écosystèmes perturbés a fréquemment été utilisée pour développer des méthodes de restauration qui sont adaptées aux types spécifiques de ces écosystèmes. Une compréhension plus complète des trajectoires de régénération, des contraintes environnementales et de dispersion, ainsi que des interactions interspécifiques, est directement reliée au développement de méthodes de restauration et à l’amélioration de nos connaissances sur la réponse des espèces et des communautés à des changements environnementaux. Cette thèse étudie la régénération de la végétation, plus spécialement des bryophytes, ainsi que les facteurs influençant leur régénération dans trois cas problématiques de restauration des tourbières perturbées. Premièrement, la régénération des communautés de bryophytes a été étudiée en fonction des conditions environnementales dans 28 tourbières minérotrophes des Territoires du Nord-Ouest et de l’Alberta ayant brûlé il y a un, deux ou cinq ans. Un changement de dominance a été observé entre les bryophytes pionnières (couvert moyen passant de 16 à 11 %) et les bryophytes de succession tardive (3 à 27 %) entre la 2e et la 5e année après le feu. La répartition et l’abondance des espèces de bryophytes semblent être contrôlées par leurs différences de capacité de régénération en lien avec leur stratégie d’histoire de vie, leur niche écologique et l’effet variable de la biomasse carbonisée. L’intégration de la notion de niche écologique chez les bryophytes de succession tardive ainsi que l’utilisation des espèces ayant un fort potentiel de régénération (comme Aulacomnium palustre et Ptychostomum pseudotriquetrum) devraient être considérées lors de l’élaboration des plans de restauration des tourbières minérotrophes. Deuxièmement, la régénération des sphaignes a été étudiée dans 25 sites donneurs (tourbières ombrotrophes où la végétation de surface a été récoltée pour servir de matériel de réintroduction) sur une chronoséquence de 17 ans en fonction des conditions environnementales et des pratiques de récolte. Les sphaignes dans les sites donneurs se régénèrent en moyenne en 10 ans, quoique des différences mineures dans la composition et l’abondance des espèces ont été observées entre les sites donneurs et les tourbières naturelles. Les espèces pionnières (p. ex., Eriophorum vaginatum), compétitives (p. ex., Sphagnum rubellum) et préférentielles des microhabitats plus humides (p. ex., Chamaedaphne calyculata) étaient plus abondantes dans les sites donneurs. Les pratiques de récolte avaient l’effet le plus important sur la régénération de la végétation, suggérant qu’il est possible d’accélérer la reprise des sphaignes en adoptant des pratiques de récolte appropriées. Des pratiques responsables consistent à éviter les sites donneurs très humides et la récolte durant le milieu de l’été lorsque les mousses ont un plus faible potentiel de régénération et lorsque le risque d’enlisement de la machinerie est élevé. Troisièmement, la régénération et le développement de tapis de sphaignes ont été étudiés dans deux types de tourbières restaurées et colonisées par des plantes pionnières de type graminoïde (Cypéracées). Dans le premier cas, le Carex aquatilis dominait un fen modérément riche restauré et formait des communautés denses avec beaucoup de litière. Dans le deuxième cas, l’Eriophorum angustifolium était dominant avec un faible couvert de litière dans une tourbière à sphaignes restaurée où la densité de la plante graminoïde avait été contrôlée par coupe répétée. Il a été démontré que l’effet des plantes graminoïdes sur les tapis de sphaignes était déterminé par leur litière plutôt que par la structure de la plante elle-même. En raison de l’ombre créée par la litière compacte, la présence d’une communauté dense d’une plante graminoïde accumulant beaucoup de litière comme Carex aquatilis ne semble pas être bénéfique pour développer des tapis de sphaignes productifs. La décision de contrôler les plantes graminoïdes pour accroitre le développement des tapis de sphaignes devrait prendre en considération, bien sûr, le couvert de la plante (non requis si le couvert moyen < 30 %), mais aussi sa forme de croissance (moins essentiel lorsque la plante pousse en tige unique), de même que ses potentiels d’accumulation de litière et d’envahissement (p. ex., Phragmites australis, Scirpus cyperinus). En somme, en plus de répondre spécifiquement à trois cas problématiques de restauration de tourbières perturbées, cette thèse fournit une compréhension améliorée des processus de régénération naturelle des écosystèmes de tourbières et des facteurs qui les influencent. Les résultats ont un lien direct avec le développement d’outils pour la restauration et avec l’approfondissement de nos connaissances sur les réponses des organismes et des communautés végétales aux changements de l’environnement. / The ecological restoration of peatland is defined as all the processes permitting the regeneration of a peatland that has been degraded, damaged or destroyed. The landscape settings and types of peatlands that require restoration actions is very diverse. The study of natural regeneration of disturbed ecosystems has frequently been used to develop restoration methods that are adapted to specific types of ecosystems. A comprehensive assessment of regeneration trajectories and the environmental and dispersal constraints, as well as the interspecific interactions is directly related to the development of restoration methods and the improvement of our knowledge on the response of species and communities to environmental changes. This thesis studies the regeneration of vegetation, especially of bryophytes, and the factors influencing their regeneration in three problematic cases of restoring disturbed peatland. Firstly, the regeneration of bryophyte communities was studied against a range of environmental conditions in 28 minerotrophic peatlands in the Northwest Territories and Alberta that had burned one, two or five years ago. A shift of dominance between pioneer (mean cover from 16 to 11 %) and late successional bryophytes (from 3 to 27 %) was observed between the second and fifth year after the fire. Bryophyte distribution and abundance were controlled by the species difference in terms of regeneration capacity related to their life history strategy, habitat niche, and the variable effect of the burned biomass. The integration of the ecological niche concept for late successional bryophytes and the use of species with a high potential of regeneration (such as Aulacomnium palustre and Ptychostomum pseudotriquetrum) should be considered during the elaboration of restoration plans of minerotrophic peatlands. Secondly, the regeneration of Sphagnum mosses was studied in 25 donor sites (peatlands where surface vegetation was harvested to supply reintroduction material) on a chronosequence of 17 years according to environmental conditions and harvesting practices. It takes on average 10 years for Sphagnum mosses in donor sites to recover, though minor differences in the species composition and abundance was observed between donor sites and natural peatlands. Pioneer species (e.g., Eriophorum vaginatum), competitive species (e.g., Sphagnum rubellum) and preferential species of wet microhabitats (e.g., Chamaedaphne calyculata) were more abundant in donor sites. Harvesting practices had the greatest effect on the regeneration of donor sites, suggesting that it is possible to speed up Sphagnum regeneration by choosing appropriate management practices. Best practices would be avoiding very wet donor sites and harvesting in the midsummer should be avoided when mosses are at their lowest regeneration potential and when the risk of machinery sinking is high. Thirdly, the regeneration and development of the Sphagnum carpets were studied in two experiments conducted in two types of restored peatlands colonized by pioneer graminoid plants (Cyperaceae). In the first experiment, Carex aquatilis dominated a moderately rich restored fen and formed dense communities with a lot of litter. In the second experiment, Eriophorum angustifolium was dominant with a low cover of litter in a restored cutover Sphagnum-dominated bog where the graminoid plant cover was controlled by repeated mowing. It was demonstrated that the effect of graminoid plants on the Sphagnum carpet was determined by the litter rather than by the structure of the plant itself. Because of the shade created by the dense litter, the presence of a community of a graminoid plant that accumulates a lot of litter such as Carex aquatilis is not beneficial for the formation of productive Sphagnum carpets. The decision to control graminoid plants to enhance the growth of Sphagnum carpets should consider the cover of the plant (not necessary when mean cover < 30 %), but also its life form (less necessary when the plant grows in unique stem), its litter accumulation and potential for invasion (e.g. Phragmatis australis, Scirpus cyperinus). In conclusion, this thesis, in addition to specifically address these three problematic cases, provides a more comprehensive assessment of the processes of natural regeneration of peatland ecosystems and of driving factors. The results have a direct link with the development of tools for the restoration of peatlands and with a deeper understanding of the responses of plants and communities to environmental changes.

Les profils métabolomiques d’acides aminés (AA) sanguins d’individus obèses présentent des niveaux élevés d’acides aminés à chaîne ramifiée (AACR) possiblement en lien avec une altération des enzymes de leur catabolisme dans le tissu adipeux. Nous avons étudié les profils d’AA sanguins associés à l’obésité viscérale et aux facteurs de risque cardiométabolique ainsi que l’expression des gènes et l’abondance protéique des enzymes du catabolisme des AACR dans les tissus adipeux d’un échantillon de femmes ayant divers degrés d’adiposité. Nous avons démontré que les femmes obèses présentaient des niveaux d’AACR, de glutamate et de tyrosine augmentés. De plus, les taux circulants d’AACR étaient associés positivement aux marqueurs d’homéostasie du glucose et d’adiposité totale et sous-cutanée tandis que le glutamate et l’acylcarnitine C3 étaient associés positivement à l’aire de tissu adipeux viscéral et aux niveaux de triglycérides sanguins. L’expression et l’abondance protéique des enzymes du catabolisme des AACR étaient abaissées dans le tissu adipeux omental des femmes obèses. Les résultats de cette étude suggèrent que les concentrations sanguines d’AACR, de tyrosine et de glutamate sont plus élevées chez les individus obèses. Cette élévation des taux plasmatiques pourrait être associée à une diminution de l’expression et de l’abondance protéique des enzymes responsables du catabolisme des AACR, principalement observée dans les tissus adipeux omentaux des individus obèses. / Metabolomic profiling of obese individuals revealed high blood levels of branched-chain amino acids (BCAA) possibly linked to altered adipose tissue BCAA catabolism. We examined plasmatic AA profiling linked with visceral obesity and cardiometabolic risk factors as well as gene expression and protein abundance of BCAA-catabolizing enzymes in adipose tissue of lean-to-obese women. We showed that obese women had significantly higher circulating BCAA, glutamate and tyrosine levels. Moreover, circulating BCAA levels were positively related to glucose homeostasis variables in addition to total and subcutaneous adiposity markers while glutamate and C3 acylcarnitine levels were positively associated with visceral adipose tissue area and triglycerides. Obese women had lower expression and protein levels of BCAA-catabolizing enzymes in visceral adipose tissue specifically. The results of this study suggest that plasma concentrations of BCAA, tyrosine and glutamate are elevated in obese individuals. This could be associated with a reduction in expression and protein abundance of BCAA-catabolizing enzymes mainly observed in omental adipose tissue of obese individuals.

Les carotenoides et polyphenols de la peau et la chair du cantaloupe ont été identifiés par CLHP et CLUP, respectivement. Des conditions optimales d'extraction éthanolique ont été déterminées pour maximiser d'extraction des caroténoïdes totaux (TC). Une durée d'extraction de 2 heures à une température de 50 °C s'est avérée optimale pour la chair alors celle pour la peau était 2 heures à 30 °C. Les valeurs de TC de la peau et de la chair, mesurées par CLHP, ont été 0,33 mg/g et 0,22 mg/g de poudre sèche, respectivement. Le caroténoïde prédominant dans la chair était le p-carotène, tandis que le caroténoïde majeur de la peau était la lutéine. Différents types de flavonoïdes, acides hydroxybenzoïque et hydroxylcinnamic ont été identifiés. La valeur de polyphenols totaux de la peau a été plus élevée que dans la chair. Les paramètres optimaux de laboratoire pour l'extraction éthanolique de caroténoïdes ont été utilisés dans l'échelle pilote pour valider les résultats de laboratoire et produire un produit riche en caroténoïdes.

Ce projet visait à évaluer les effets du remplacement partiel ou total du maïs (M) par de l’orge roulée (B), des drèches sèches de distillerie avec solubles (D) ou du tourteau de canola (C) sur la qualité de la viande de veau de grain. Huit muscles longissimus dorsi gauche ont été pris pour chacun des traitements étant assignés aléatoirement : M-suppléments protéiques (S), BCD, MCD et MSD et donné à volonté. Toutes les rations étaient isoprotéiques. Des différences significatives entre M et B (P < 0.05) ont été obtenues pour le pH ultime, la couleur (L*, a* et b*), la force de cisaillement, la longueur des sarcomères, les pertes à la cuisson, la concentration de malonaldéhyde au jour 7, la teneur en gras total et des flaveurs indésirables au niveau des analyses sensorielles. La différence obtenue lors de la force de cisaillement n’était pas perceptible par les panélistes.

Les systèmes de cultures intercalaires (SCI), qui combinent des plantes agricoles et des rangées d' arbres largement espacées les unes des autres, offrent de multiples bénéfices économiques et environnementaux, dans la mesure où les interactions arbre-culture sont bien maîtrisées. L'adoption à grande échelle de ces systèmes au Québec est cependant loin d'être acquise. Cette thèse visait à valider le potentiel des SCI pour le Québec, en accordant une attention particulière à la productivité de la culture intercalaire et des arbres, aux facteurs environnementaux qui la conditionnent et aux façons de l' optimiser. Les effets de différents clones de peupliers hybrides (PH) sur le rendement du soya ont été analysés. Un faible rendement du soya a été observé à l' interface PH-soya en situation de forte densité d' arbres et de concurrence pour la lumière. La floraison et la formation des gousses se sont avérées plus sensibles à l'ombrage des arbres que le remplissage des grains. Suite à une éclaircie des PH, le rendement du soya était toutefois plus régulier dans l' allée. Les résultats suggèrent que la concurrence pour la lumière peut être maîtrisée en optant pour des clones de PH qui minimisent l'ombrage et en favorisant de larges espacements des arbres sur les rangées et entre elles. Différents indices de qualité du sol ont aussi été évalués, dans un SCI avec soya et dans une plantation d'arbres sans culture intercalaire. À certaines dates, la disponibilité de l' azote et la biomasse microbienne étaient supérieures dans le traitement avec soya. On y a aussi observé un plus fort accroissement de la biomasse aérienne des PH, lesquels ont été plus efficaces à utiliser l' azote minéralisé. La qualité du sol à la base des PH, sous le paillis en polyéthylène, était inférieure à celle observée dans l' allée, contrairement à ce qui a été observé dans d'autres études portant sur des SCI sans paillis. Enfin, les effets de la culture intercalaire sur la croissance et le statut nutritif de différents clones de PH ont été quantifiés dans différents SCI. Globalement, la croissance des PH dans le traitement de culture intercalaire était supérieure à celle observée dans le traitement sans culture intercalaire. Les différents clones ont répondu de façon similaire aux traitements. L' azote s' est avéré limitant pour la croissance des PH. Les résultats suggèrent que les PH ont bénéficié de la régie des cultures intercalaires. En plus de démontrer le potentiel des SCI pour intensifier la production de bois en milieu agricole, cette étude indique que les premiers stades de l'association arbre-culture peuvent offrir une grande efficacité au plan de l' utilisation des ressources biophysiques.

Vingt-quatre combinaisons de croisements ont été réalisées entre huit cultivars de rosier en vue d'obtenir des informations sur leur potentiel d'hybridation. Toutes les combinaisons ayant le rosier 'AC Marie-Victorin' comme parent mâle ont produit des cynorhodons. Ce cultivar possède un bon potentiel pour effectuer des tests de fertilité mâle ou femelle avec les cultivars dont le potentiel est inconnu. Trois combinaisons effectuées avec ce cultivar ont produit une quantité appréciable de nouveaux plants aux fleurs de couleurs rares (principalement le jaune), soit 'AC Marie-Victorin' x 'Midas Touch', 'Sunflare' x 'AC Marie-Victorin' et 'Yellow Simplicity' x 'AC Marie-Victorin'. Même si leurs descendants sont peu nombreux, les rosiers 'Morden Sunrise' et 'Melody Parfumée' doivent être retenus, le premier permettant d'obtenir des teintes rares et des dégradées de couleurs et le second, des teintes de mauve et des fleurs parfumées. En revanche, les descendants des combinaisons de croisements des rosiers 'Golden Shower' et 'Graham Thomas' n'ont suscité aucun intérêt. Aucun descendant à fleur rouge n'a été obtenu^ De plus, la composition pigmentaire des pétales de roses de six parents et d'un certain nombre de descendants a été étudiée à l'aide de la spectrophotométrie d'absorbance.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2003-2004 / La pomme de terre est une culture très exigeante en engrais phosphatés. Au Québec, elle est principalement cultivée dans des sols légers, acides, pauvres en matière organique et réputés pour leur pouvoir fixateur en phosphore très élevé. Dans cette étude, l'utilisation du LIOR, un lisier de porc bio-traité et déshydraté, a permis d'augmenter significativement l'efficacité des engrais phosphatés dans la culture de la pomme de terre tout en ayant l'avantage d'offrir un débouché intéressant pour les surplus de lisier de porc au Québec. C'est à partir de données recueillies lors d'essais de fertilisation réalisés de 1999 à 2002 dans les comtés de Portneuf et de Lotbinière et dans la région de Lanaudière, qu'un modèle de réponse de la pomme de terre aux différentes formulations minérales, organiques et organo-minérales à base de LIOR fut élaboré. À partir de ce modèle et des outils géostatistiques, une scénarisation de l'utilisation du LIOR à l'échelle du champ a amené une augmentation moyenne des rendements totaux de 2,4 Mg ha-1 dans la pomme de terre au-delà de l'erreur expérimentale déterminée dans les essais de fertilisation et dans le modèle de réponse.

Cette recherche porte sur l'étude de l'évolution de la situation financière des fermes laitières du Québec et plus particulièrement sur la crise financière qui se vit au niveau de la ferme. Pour ce faire, les données sur dix années (de 1999 à 2008) de 235 fermes faisant partie des groupes conseils agricoles ont été analysées afin de définir la crise financière et d'en identifier les principales caractéristiques. De plus, il a été possible de spécifier de quel domaine de gestion de la ferme proviennent principalement les problèmes financiers. Cette recherche permet de conclure que les fermes sont en crise financière lorsque leur marge de sécurité sur les produits est négative. Mais afin d'utiliser un critère tenant compte de la pérennité de l'entreprise à plus long terme, les entreprises ont été comparées entre elles selon leur rentabilité. La méthode de l'analyse comparative a été appliquée afin d'identifier quelles sont les différences statistiquement significatives entre les fermes plus rentables et celles les moins rentables. Ces démarches ont permis d'identifier le domaine de la gestion au quotidien de l'entreprise, soit les décisions plus techniques de la production de lait, comme étant celui ayant le plus d'influence sur la situation financière de la ferme et donc sur le fait d'être en crise financière ou pas.

Les sols organiques cultivés sont reconnus pour leur excellente qualité agricole. Cependant, la nature des matériaux les constituant et les processus physico-chimiques et mécaniques liés à leur mise en valeur agricole les rendent exposés aux problèmes de drainage. Généralement, la formation de couches compactes qui stratifient le profil de sol limite progressivement l’infiltration de l’eau dans le sol et favorise la formation de nappes perchées à la surface du sol. Ces manifestations sont en grande partie néfastes pour les cultures ne tolérant pas que leur système racinaire soit inondé au-delà de 48 heures. Le but de cette étude a été : (1) de décrire le mouvement de l’eau dans le sol au cours de deux événements de drainage et de caractériser ses principales propriétés hydrauliques ; (2) de caractériser le niveau de compaction des profils non perturbés et (3) de déterminer la réponse de la mise en place d’une technique de perturbation mécanique en rapport avec l’amélioration du drainage. Les principaux résultats indiquent que le modèle hydraulique de van Genuchten décrit efficacement l’écoulement de l’eau et les propriétés hydrauliques du sol. Ils démontrent que les profils non perturbés se compactent et deviennent problématiques pour le drainage à partir de 30 centimètres de profondeur. Ils démontrent également que la perturbation du profil au-dessus des drains permet d’améliorer la perméabilité des zones critiques du sol et l’infiltration de l’eau à travers celles-ci. La mise en place d’un profil perturbé sur les drains permet d’améliorer significativement le drainage en comparaison avec un profil non perturbé et réduit considérablement le temps de ressuyage. Ces résultats peuvent servir à la caractérisation des sols organiques cultivés et à la détermination des zones critiques des profils à intervenir pour améliorer l’infiltration de l’eau, l’enracinement de certaines cultures, etc. / Cultivated organic soils are recognized for their excellent agricultural quality. However, the nature of their constitutive materials and physicochemical and mechanical processes associated with their agricultural development make them be susceptible to surface drainage problems over time. Usually, the compacted layers formation which contributes to the stratification of the soil profile gradually limits the soil water infiltration and tend to the formation of perched water table near the soil surface. These observations associated with drainage problems have largely negative impacts on crops which do not tolerate their root system being flooded beyond 48 hours. The purpose of this study was: (1) to describe the soil water movement during two soil drainage events and characterize its main soil hydraulic properties; (2) to characterize the undisturbed cultivated organic soil profile compaction level and (3) to determine the effects of a mechanical soil disturbance techniques in relation to the soil surface drainage improvement. The main results indicated that the van Genuchten hydraulic model describes efficiently the cultivated organic soils water flow and their soil hydraulic properties. They demonstrate that the undisturbed soil profile is compacted and is problematic for surface drainage from 30-cm-deep. They also demonstrate that the disturbance of the soil profile on the drain tile could improve the soil water permeability of the critical areas of the soil profile and the water infiltration. Implementation of a disturbed soil profile over the drain tile significantly improves the soil drainage compared to an undisturbed soil profile and considerably reduces the time to reach field capacity at the soil surface. These results could be useful for further characterization of cultivated organic soil profiles and determination of soil critical areas to take action for improving water infiltration, crops rooting, etc.

Cette étude a permis d'évaluer les quantités d'azote et de phosphore potentiellement minéralisables dans 34 sols organiques cultivés du Sud-Ouest du Québec. Les sols ont libéré en moyenne de 380 kg N ha-1 an-1 et moins de 2 kg P ha-1 an?1. Ils ont été classés en deux groupes de minéralisation. Un seuil critique de minéralisation de 0,8 mg N kg-1 j-1 correspondant à une teneur en carbone de 372 g kg-1 et à un rapport C/N maximal de 30 classait les sols avec un taux de succès de 85 %. Un seuil de minéralisation de 0,04 mg P kg-1 j.-1 correspondant à une teneur en carbone critique de 425 g C kg-1 classait les sols avec un taux de succès de 94 %. En serre, des plants de ray-grass prélevaient jusqu'à 3 fois plus d'azote sur certains sols très minéralisateurs que sur des sols pauvres. La richesse en phosphore des sols a conduit à une absence de réponse à la fertilisation.