Le gène de résistance (Rx) au virus X de la pomme de terre (PVX) code pour une molécule réceptrice qui interagit avec la protéine de capside (CP) du PVX conférant ainsi une résistance à la plante. Les mécanismes de résistance sont encore peu compris. Dans ce projet, nous nous intéressons à la caractérisation de cette interaction. Le premier objectif est de caractériser l’élicitation par la CP. Nous avons d’abord mutagénéisé deux acides aminés clés de la CP du PVX et montré que le niveau de la réponse par Rx est dépendant de l’affinité de l’éliciteur avec le récepteur. Nous montrons également que les CP de virus proches du PVX, présentant des variations naturelles de séquences, sont capables d’induire une résistance par Rx. Le second objectif est d’identifier les partenaires de cette résistance. Une collection de mutants EMS de tomates portant le gène Rx a été générée. Trois plantes présentant un défaut de résistance vis-à-vis du PVX ont été isolées et sont en cours de caractérisation. / In potato, the resistance gene (Rx) encodes a protein that confers resistance against Potato virus X (PVX). The trigger of the resistance is the recognition of PVX coat protein (CP). The mechanisms of this resistance are not well understood. In this project we investigate two different aspects of this interaction. The first goal of this project is to characterize the CP elicitor. In the first approach we mutagenized key amino acids in the PVX CP and showed that the affinity between elicitor and receptor modulates the intensity of the Rx response. In the second approach we showed that other viruses related to PVX with natural sequence variations in the CP are able to induce Rx mediated resistance. The second goal of this project is to identify genes required for Rx mediated resistance a collection of EMS mutants tomato (cv Micro-Tom) carrying the Rx gene has been generated and screened for restored susceptibility to PVX. Three mutants were identified and characterized.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

La qualification sanitaire de l'eau distribuée et la prévention des risques infectieux s'appuie depuis plus d'un siècle sur la microbiologie de l'eau. Le contrôle microbiologique de l'eau distribuée fournit cependant des informations limitées dans le cas d'eaux traitées par le chlore, et pour la détection des épidémies. La surveillance syndromique s'est par ailleurs développée avec l'apparition, dans les années 2000, de bases de données médico-tarifaires. Cette thèse démontre, dans le cas de la France, la pertinence de la surveillance des gastroentérites aiguës (GEA) basée sur l'exploitation des données de remboursement des médicaments prescrits pour l'étude et la prévention du risque infectieux d'origine fécale porté par l'eau du robinet. Elle détaille la méthode de construction de l'indicateur d'incidence des GEA et son application à la détection rétrospective des épidémies d'origine hydrique et à l'étude des risques attribuables aux grandes unités de distribution (études de séries temporelles). Le potentiel d'une plate-forme de surveillance constituée par les données syndromiques et diverses sources de données sur l'exposition dépasse cependant le cadre de ces deux applications. Cette plateforme devrait aider de façon extensive à répondre au besoin d'identification, de caractérisation et de suivi des facteurs de risque dans le contexte du changement global. Le risque d'érosion de l'indicateur d'incidence des GEA, dû à l'évolution possible du niveau de prise en charge des soins de santé, limite par contre son usage pour un suivi précis à long terme de l'impact des GEA d'origine hydrique.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / Les abreuvoirs pour l'abreuvement des bovins sont une source importante d'agents pathogènes qui réduisent la qualité de l'eau destinée à la consommation des animaux, favorisent la transmission d'agents pathogènes dans l'environnement et dans la chaîne de production. L'objectif de cette étude était d'évaluer le potentiel de différentes technologies de traitement de l'eau à réduire la contamination dans les abreuvoirs des fermes d'élevage vache-veau. Si les techniques conventionnelles comme la chloration, l'ozonation ou la sédimentation s'avèrent difficiles à implanter en milieu agricole étant donné leur coût d'installation, d'opération et d'entretien ou leur faisabilité technique (accès à l'électricité), l'utilisation de revêtements à base d'oxyde de titane (TiO₂) à la surface des abreuvoirs fabriqués majoritairement en acier inoxydable (SS) et en polyéthylène haute densité (HDPE), conjointement avec l'utilisation de la lumière diode électroluminescente LED UV-A, pourrait être une option alternative abordable pour la désinfection de l'eau d'abreuvement. Dans un réacteur photocatalytique, le potentiel de différents composites de TiO₂ et de différentes méthodes d'immobilisation ont été évalués par la réduction d'un indicateur d'oxydation (bleu de méthylène) pour la fabrication des matériaux revêtus de TiO₂. Le potentiel des matériaux revêtus de TiO₂ produits et soumis à la lumière LED UV-A a été évalué pendant un test de désinfection de 8 h. Des différences statistiquement significatives ont été notées pour les traitements (p < 0.05). L'évaluation de l'efficacité des traitements dans l'élimination de la bactérie étudiée Escherichia coli (E. coli; souche ATCC 8739) a permis d'obtenir les résultats suivants: 100 % d'efficacité pour l'acier avec le revêtement et l'activation par la lumière (SS-C-Light), 81,4% pour l'acier sans revêtement sous l'influence de la lumière (SS-Light), 63,9% pour le polyéthylène haute densité avec le revêtement et l'activation par la lumière (HDPE-C-Light) et 51,3% pour le polyéthylène sans revêtement sous l'influence de la lumière (HDPE-Light). Dans l'obscurité, il n'y a pas eu d'élimination des bactéries. Ces résultats démontrent le potentiel des matériaux revêtus de TiO₂ en présence de lumière LED UV-A pour la désinfection de l'eau d'abreuvement des bovins de boucherie à même l'abreuvoir. C'est une approche prometteuse à mettre en œuvre en vue de réduire le problème persistant de la contamination des abreuvoirs par E. coli. Toutefois, une optimisation du procédé de fabrication devra être fait. / Cattle water troughs are an important source of pathogens that reduce the quality of water for animal consumption, favor the transmission of pathogens in the environment and in the production chain. The objective of this study was to evaluate the potential of different water treatment technologies to reduce contamination in water troughs on cow-calf farms. Conventional techniques such as chlorination, ozonation or sedimentation are difficult to implement in agricultural environments due to their installation, operation and maintenance costs or their technical feasibility (access to electricity). The use of titanium oxide (TiO₂) coatings on the surface of water troughs made of stainless steel (SS) and high-density polyethylene (HDPE), in conjunction with the use of an ultraviolet light-emitting diode UV-A LED light, could be an alternative option for water disinfection. For this purpose, in a photocatalytic reactor, the potential of different TiO₂ composites and different immobilization methods was evaluated by reduction of an oxidation indicator (methylene blue) to produce TiO₂-coated materials. The potential of the produced TiO₂-coated materials subjected to UV-A LED light was evaluated during an 8 h disinfection test. Statistically significant differences were noted for the treatments (p < 0.05). The efficacy of the treatments in eliminating the test bacterium Escherichia coli (E. coli) (strain ATCC 8739) was ranked in the following order: 100% efficiency for steel with coating and light activation (SS-C-Light), 81.4% for steel without coating under the influence of light (SS-Light), 63.9% for high density polyethylene with coating and light activation (HDPE-C-Light) and 51.3% for polyethylene without coating under the influence of light (HDPE-Light). In the dark, there was no elimination of bacteria. These results demonstrated the potential of TiO₂-coated materials under the influence of UV-A LED light for the disinfection of cattle drinking water at the trough. This is a promising approach to reduce the persistent problem of E. coli contamination. However, the manufacturing process still needs to be optimized.

Les souches bactériennes à Gram négatif sont répertoriées comme étant celles qui causent le plus de toxi-infections alimentaire au Canada. Parmi les aliments incriminés, la viande de volailles demeure le plus connu des véhicules de transmission de ces pathogènes. Le contrôle de la flore pathogène chez la volaille consiste non seulement de réduire le taux de mortalité en élevage mais également d'assurer une meilleure qualité microbiologique à l'arrivé aux abattoirs et par conséquent de produire des denrées salubres sans danger pour le consommateur. L'antibiothérapie et ± l'antibioprévention ¿ sont actuellement les seuls moyens utilisés pour contrer les problèmes sanitaire et économique liés aux pathogènes aviaires. Cependant le recours aux antibiotiques a connue ses limites, en raison de l'émergence de nouvelles souches pathogènes multi-résistantes causée par l'utilisation abusive de ces composés dans le secteur avicole. Récemment, de nouvelles stratégies de prévention ont été proposées comme alternatives aux antibiotiques pour réduire l'incidence des pathogènes entériques chez la volaille. Parmi ces stratégie, le recours aux probiotiques semble offrir les résultats les plus prometteurs. L'objectif général de ce projet de recherche était d'isoler et de caractériser à partir du microbiote colique de la volaille des souches ayant un fort potentiel d'utilisation comme probiotique en aviculture. Plusieurs isolats provenant de contenus intestinaux de volailles ont été isolées et caractérisées sur le plan microbiologique et biologique. Parmi ces isolats, vingt quatre isolats ayant démontré une activité inhibitrice contre des pathogènes Gram négatifs ont été utilisées. Sept de ces souches ont été retenues par la suite en raison de leur forte activité inhibitrice. Une caractérisation préliminaire des substances inhibitrices produites par ces souches a permis de retenir trois isolats produisant des composés de nature protéique, thermostable et de faible poids moléculaire très apparentés à des bactériocines.

Les maladies à transmission vectorielle sont dues à des agents pathogènes transmis par des arthropodes hématophages. Ces vecteurs assurent une transmission active (mécanique ou biologique) d’un agent infectieux d’un vertébré vers un autre vertébré. A l’échelle mondiale, les tiques sont responsables de la transmission de la plus grande variété d’agents pathogènes, elles transmettent des microorganismes responsables de maladies bactériennes (borréliose de Lyme, rickettsioses) ou parasitaires (babésioses, theilérioses), ou même virales (encéphalite à tiques).Les Antilles se situent au cœur de la zone Néotropicale des Caraïbes, et constituent une zone à risque pour l’émergence de maladies vectorielles en raison des conditions climatiques favorables aux vecteurs et des échanges intercontinentaux importants (flux illégal d’animaux, oiseaux migrateurs,…). La situation épidémiologique de la zone Caraïbe vis-à-vis des maladies transmises par les tiques est très peu documentée. Les études menées sur le terrain portent essentiellement sur des agents pathogènes affectant les animaux comme Ehrlichia ruminantium, Babesia (bovis et bigemina) et Anaplasma marginale et sont donc loin de pouvoir répondre aux questions concernant le risque d’émergence ou de réémergence de maladies à tique. Ainsi, il est nécessaire et urgent de développer des outils efficaces de surveillance épidémiologique qui permettraient la détection des agents pathogènes, nouveaux, connus ou non suspectés présents dans les tiques. C’est dans ce contexte d’amélioration des performances de veille sanitaire des maladies à tiques dans les Caraïbes que prend place le projet de thèse. La visée de la thèse était de faire un état des lieux des agents pathogènes d’intérêt médical et vétérinaire présents dans les tiques caribéennes à l’aide de techniques de détection à haut débit. Pour cela nous avons d’abord réalisé un séquençage à haut débit d’ARN extraits de tiques collectées en Guadeloupe et en Martinique afin de réaliser un inventaire sans a priori des agents pathogènes (bactéries, parasites, et virus) présents. Cette analyse a permis de mettre en évidence une grande diversité en microorganismes pathogènes au sein de nos échantillons, révélant également la présence de quatre virus appartenant à de nouveaux genres viraux récemment décrits et associés aux arthropodes. Les informations obtenues via le séquençage, additionnées aux données disponibles dans la littérature ont permis de constituer ainsi une liste des agents pathogènes transmis par les tiques nécessitant une surveillance sanitaire dans les caraïbes. A partir de ce répertoire nous avons développé un système de dépistage à haut-débit d’agents infectieux applicable à toute la zone des caraïbes. L’outil de détection est un support microfluidique de type puce à ADN, basé sur la technologie BioMarkTM dynamic arrays (Fluidigm Corporation) qui permet de réaliser de la PCR en temps réel à haut débit afin de détecter simultanément 48 à 96 cibles au sein de 48 à 96 échantillons. Deux puces ont été développées, une première pour le suivi des bactéries et parasites, et une deuxième pour le suivi des virus. Leur performance a été testée sur des échantillons de tiques collectées en Guadeloupe et en Martinique. Ce dépistage à grande échelle a donné un aperçu complet de la situation épidémiologique de 45 bactéries, 17 parasites and 31 virus potentiellement transmis par les tiques dans les Antilles Françaises. La méthode de surveillance développée durant cette thèse représente une amélioration majeure des techniques de veille épidémiologique, permettant la détection rapide et concomitante d’un large panel d’agent pathogène. Elle sera prochainement appliquée au criblage à haut débit des agents infectieux présent dans des tiques collectées à travers la Caraïbe, provenant notamment de Trinité-et-Tobago, Saint-Kitts, la Barbade, et Sainte-Lucie, grâce à la collaboration du réseau CaribVet, et de vétérinaires locaux / Vector-borne diseases are illnesses caused by pathogens transmitted by haematophagous arthropods which provide active transmission (mechanical or biological) of infectious agents from one vertebrate to another. Among these vectors, ticks are known to carry and transmit the greatest variety of pathogens of public health and veterinary importance. They transmit microorganisms responsible for bacterial (Lyme borreliosis, rickettsioses), parasitic (babesiosis, theileriosis), or viral diseases (tick-borne encephalitis).The Antilles are located in the heart of the Caribbean Neotropical Zone. This area can be considered at risk for the emergence of vector-borne diseases mainly due to favorable environmental conditions and intercontinental exchanges (e.g. legal and illegal animal trade, migratory birds). However, the epidemiological situation of the Caribbean area, with regard to tick-borne diseases, is still poorly documented. Indeed, most of field studies only focused on animal pathogens such as Ehrlichia ruminantium, Babesia (bovis and bigemina) and Anaplasma marginale and questions about the risk of emergence or re-emergence of tick-borne diseases remain unanswered. Thus, it is crucial to develop efficient epidemiological surveillance tools that would enable the detection of new, known or unexpected pathogens present in ticks. In this context, the main objective of my thesis was to obtain an overview of pathogens of medical and veterinary interest present in Caribbean ticks using new high-throughput technologies. We first used a high-throughput sequencing approach to determine pathogens present in ticks (bacteria, parasites, and viruses) collected in Guadeloupe and Martinique. This analysis revealed a great diversity of pathogenic agents in our samples and highlighted the presence of four viruses belonging to new viral families recently described and associated with arthropods. Results of sequencing combined with data available in the literature allowed us to make the most exhaustive list of pathogens potentially transmitted by ticks and requiring health surveillance in the Caribbean area. From this pathogen inventory, we developed a system of high-throughput screening of infectious agents applicable to the whole Caribbean area. This molecular tool is a microfluidic system based on the BiomarkTM dynamic arrays technology (Fluidigm Corporation), which enables high-throughput real-time PCR to simultaneously detect 48-96 targets within 48 to 96 samples. Two different chips have been developed, one for bacteria and parasites monitoring, and one for viruses. Their efficiency was tested on tick samples collected in both Guadeloupe and Martinique. This large-scale screening provided a comprehensive overview of the epidemiological situation of 45 bacteria, 17 parasites and 31 viruses potentially transmitted by ticks in the French West Indies. The high-throughput detection tool developed during my thesis represents a major improvement in epidemiological surveillance technology, enabling the rapid and concomitant monitoring of a wide range of pathogens. It will soon be applied to high-throughput screening of infectious agents found in ticks collected throughout the Caribbean, including Trinidad and Tobago, St. Kitts, Barbados, and St. Lucia, thanks to the collaboration with the CaribVet network, and local veterinarians

La distribution des sucres est un processus clé dans le développement de la plante et cours des interactions plantes/microorganismes.Une recherche des acteurs moléculaires impliqués dans la répartition des ressources carbonées au cours de l'interaction avec le champignon nécrotrophe B. cinerea a été réalisée. Plusieurs familles de transporteurs de sucres et d'invertases ont été ciblées, permettant d'établir une cartographie des gènes régulés transcriptionnellement lors de l'interaction. Le rôle de certains gènes candidats a été étudié par une approche de génomique fonctionnelle afin de mettre en évidence une fonction biologique de l'allocation du carbone dans la résistance de la plante aux champignons nécrotrophes. Un système d'interaction simplifié, basé sur un dialogue moléculaire sans contact physique entre une culture cellulaire d'A. thaliana et B. cinerea, a été développé. Il a permis de mesurer les flux de sucres ainsi que les activités enzymatiques et métaboliques pour chaque partenaire. Nos résultats montrent que B. cinerea entraine une forte augmentation de l'activité invertasique pariétale dans les tissus infectés, indiquant qu'une transition source/puits a lieu. Plusieurs transporteurs de sucres sont différentiellement exprimés, certains d'entre eux modulant le devenir de l'interaction. L'activité d'absorption d'hexoses et le métabolisme primaire des cellules hôtes sont fortement stimulés, démontrant l'importance de la compétition pour les sucres à l'interface plante/agent pathogène. En conclusion, l'absorption des sucres alimente le métabolisme énergétique des cellules hôtes et participe aux mécanismes de défense de la plante. / During plant development and upon pathogen infection, sugar allocation is a key process in plant physiology. Cell wall invertases and sugar transporters, involved in the sink strength, likely play a major role in the metabolic plant response. Molecular actors involved in carbohydrates allocation upon B. cinerea interaction have been identified using a transcriptional approach. Some gene families of sugar transporters and invertases have been targeted, allowing the establishment of a cartography of genes regulated during the interaction. To understand the biological role of carbon allocation during the interaction between plants and necrotrophic fungi, candidate genes have been studied using a functional genomics approach.A simplified interaction system has been developped, allowing a molecular dialogue between Arabidopsis and B. cinerea cells, without any physical contact. This system enables the monitoring of radiolabelled sugar uptake rates and some enzymatic and metabolomic activities for both the host cells and the pathogen, independently.Globally, our results demonstrate that B. cinerea infection leads to the transition from a source to a sink tissue, with a strong increase in cell wall invertase activity. The expression of some sugar transporter genes is also affected, while some of them (AtSTP1 and 13) are involved in the disease development. Besides the increase in hexose uptake activity, primary metabolism is deeply affected, highlighting the competition for apoplastic sugars that takes place at the plant/pathogen interface. Sugar retrieval appears to be a key process, fuelling host cells with energy and signal molecules, contributing to the plant defense mechanisms.

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L’abeille mellifère (Apis mellifera) est une espèce clé dans son aire d’origine tant pour les services écosystémiques rendus que pour les productions apicoles. Toutefois, ses populations sont soumises à différents facteurs de stress biotiques responsables de mortalités importantes. Dans les îles du Sud- Ouest de l’Océan Indien (SOOI) la sous-espèce d’abeille endémique est A. m. unicolor. Toutefois, aucune étude n’avait été réalisée sur sa pathosphère et ce n’est que depuis 2010 où l’ectoparasite Varroa destructor a envahi certaines de ces îles, menaçant cette sous-espèce, que de premières études ont été conduites. Dans ce travail de thèse, nous avons réalisé un état des lieux général de la santé des cheptels d’abeilles grâce à des enquêtes épidémiologiques descriptives dans la majorité des îles : La Réunion, Maurice, Rodrigues, Madagascar et les Seychelles. Nous avons pu montrer des faciès épidémiologiques assez similaires entre les îles, marqués par une dominance de Nosema ceranae particulièrement dans les petites îles (80-100%) et la présence de 3 virus : BQCV (4-89%), CBPV (2-51% excepté à Rodrigues) et DWV (4-40% excepté à La Réunion). D’autres agents pathogènes n’ont été retrouvés que sur certains territoires comme Aethina tumida, Braula pretoriensis, Acarapis sp. ou Melissococcus plutonius. L’analyse de la diversité génétique réalisée sur les 3 virus a montré une proximité des souches virales au sein du SOOI. Les enquêtes réalisées dans un contexte sans varroa ont montré une bonne santé des colonies avec une absence de signes cliniques. Les mortalités constatées n’ont concernées que les territoires envahis par varroa : Madagascar, Maurice, La Réunion. Varroa semble donc être le principal responsable des mortalités aiguës de colonies dans la zone bien avant les autres agents pathogènes ou les causes environnementales. Son impact sur les populations d’abeilles et in fine sur les écosystèmes indigènes sera à évaluer dans les années futures. / The honeybee (Apis mellifera) is a key species in its native range for both ecosystem services offerred and for bee products. However, its populations are subject to various biotic stressors responsible for significant mortalities. In the South-West Indian Ocean region the endemic bee subspecies is A. m.unicolor. However, no studies had been carried out on its pathosphere and it is only since 2010 where the ectoparasite Varroa destructor invaded some of these islands, threatening this subspecies, that first studies were conducted. In this thesis work, we carried out a general inventory of the health of honeybee herds through descriptive epidemiological surveys in the majority of islands: Réunion, Mauritius, Rodrigues, Madagascar and Seychelles. We were able to show quite similar epidemiological facies between islands, characterized by a dominance of Nosema ceranae especially in small islands (80-100%) and the presence of 3 viruses: BQCV (4-89%), CBPV (2- 51% except in Rodrigues) and DWV (4-40% except in Reunion). Other pathogens have only been found in certain territories such as Aethinatumida, Braula pretoriensis, Acarapis sp. or Melissococcus plutonius. The analysis of the genetic diversity carried out on the 3 viruses showed a proximity of viral strains within the SOOI. Surveys conducted in a context without varroa showed good colony health with no clinical signs. The observed mortalities concerned only the territories invaded by varroa: Madagascar, Mauritius, Reunion. Varroa therefore appears to be the main cause of acute colony mortality in the area long before other pathogens or environmental causes. Its impact on bee populations and ultimately on native ecosystems will be evaluated in future years.