La Tara (Caesalpinia spinosa) est une espèce forestière d’une grande importance en raison d’une forte demande sur le marché international pour les tanins présents dans ses gousses, et pour les gommes provenant de ses graines. Malgré son importance économique pour le Pérou, la majeure partie de la production provient de forêts naturelles non aménagées. Ces forêts présentent des problèmes de sol (érosion, faible fertilité, présence d’agents pathogènes, manque d'irrigation), qui conduisent à des rendements faibles. C’est pourquoi dans le présent travail, nous étudions les composantes microbiologiques du sol associé à cette culture, telles que les mycorhizes et les bactéries dont l’utilisation, selon de nombreuses études, s’est révélée être une alternative à l'utilisation d'engrais chimiques. Pour cela, nous avons procédé à l'analyse moléculaire de la diversité des champignons mycorhiziens arbusculaires par la technique de Miseq Illumina, ce qui nous a permis de mettre en évidence une prépondérance de Gloméracées parmi lesquelles les Rhizophagus spp. étaient retrouvés dans 70% des séquences. En outre, la dépendance de la Tara vis-à-vis de la mycorhization a été démontrée car, après avoir testé la mycorhization contrôlée de la Tara par Rhizophagus irregularis, il a été constaté que la croissance de Caesalpinia spinosa était considérablement améliorée, ainsi que l'absorption d'éléments nutritifs tels que l'azote (N) et le phosphore (P). Pour vérifier la capacité à noduler de la Tara, différents milieux de culture ont été utilisés ainsi que différentes conditions de croissance, en serre et in vitro. Ces expérimentations ont toutes montré que les racines de Tara ne présentaient pas de nodules, confirmant que cette légumineuse de la sous-famille des Caesalpinioideae est non nodulante. Par conséquent et afin d’étudier la diversité des rhizobia présents dans le sol de la plantation de Tara, nous avons utilisé en serre une plante-piège, le pois (Pisum sativum) car c’est une légumineuse nodulante et de plus est traditionnellement associée à la culture de Tara. Les rhizobia identifiés moléculairement se sont révélés très spécifiques et différents des rhizobia présents dans les sols extérieurs à la plantation de Tara. Plus particulièrement, ces rhizobia se sont révélés être phylogénétiquement proches de R. etli, R. phaseoli, R. pisi et R. leguminosarum. Enfin, un test d'inoculation contrôlée (in vitro) a été réalisé sur des plantules de pois, avec ces bactéries préalablement piégées et isolées du pois. Il a été observé que les rhizobia piégés à partir des sols collectés entre deux lignes de Tara et sur la ligne de plantation de Tara, ont stimulé la croissance du pois par rapport aux rhizobia présents dans les sols collectés à l'extérieur de la plantation. / The Tara (Caesalpinia spinosa) is a forest species of great importance due to its high demand in the international market for the tannins present in its pods and its seeds’ gum. Despite its great importance for Peru, most of the production comes from unmanaged natural forests. These forests present soil problems (e.g., erosion, low fertility, pathogens, lack of irrigation), which cause low yields. Therefore, in the present work we seek to study the soil components associated with Tara plantation , such as mycorrhizae and bacteria that have proved to be an alternative for reducing the use of chemical fertilizers in similar context (Aboubacar et al., Flores Chavez 20015, E and Saif 1987, Dia et al. 2010; Bilgo et al., 2013) . We used molecular analysis of the arbuscular diversity by the Miseq Illumina technique that allowed to verify the arbuscular diversity with a preponderance of Glomeraceae among which the Rhizophagus spp were found to be present in 70% of the sequences. In addition, the dependence of the Tara on obligatory mycorrhization was demonstrated, after testing the controlled mycorrhization of the Tara by the Rhizophagus irregularis. We found that the growth of this crop was significantly improved, as well as the absorption of nutrients such as nitrogen (N) and phosphorus (P).To check the nodulation of the Tara, different culture media were used (JenSen, sand mixture with Tara plantation soil, attapulgite mixture with Tara plantation soils) in greenhouse and in vitro condition. We did not manage to find rhizobial nodules in the roots which let us think that Tara is a non-nodular legume. Therefore, we used Pisum sativum as a trap plant to study the diversity of rhizobia present in the soil of the Tara plantation since this legume is often associated with Tara crop. The rhizobia found in the trap plant were very specific and different from the rhizobia present in soils outside the Tara plantation. Likewise, these rhizobia found to be phylogenetically close to R. etli, R. phaseoli, R. pisi and R. leguminosarum. Finally, we inoculated the trapped bacterias (in vitro) in Pisum sativum with the bacterias previously trapped and isolated from the pea (which grew in the green house); where it was observed that the rhizospheric bacteria of the zones IL (soil collected between two lines) and L (soil collected from the same line) from the plantation of Tara stimulated the growth of this crop with respect to the bacteria present in soils collected outside of the plantation (OP zone).

Les micro-organismes (bactéries, cyanobactéries, champignons, algues) peuvent se développer sur les matériaux de construction. Ils sont capables de dégrader les propriétés du matériau : de l'altération de l'aspect esthétique jusqu'à une réduction de sa durabilité. La biodétérioration est associée aux mécanismes chimiques, physiques et esthétiques. Une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la biodétérioration permettra de mieux lutter contre les dommages engendrés et à terme de prévenir le développement de ces micro-organismes.<br /><br />Le but de cette étude est de développer un test accéléré de laboratoire pour étudier la biodétérioration d'une matrice cimentaire par des champignons. L'étude de la biodétérioration nécessite une approche pluridisciplinaire. Dans un premier temps, ce travail a été abordé d'un point de vue purement « micro-organismes ». Cela a permis d'identifier et de définir les paramètres optimums de culture et croissance fongique. Dans un second temps, l'attention s'est portée sur la préparation d'une matrice cimentaire compatible avec le développement fongique. Enfin, les deux approches ont été combinées permettant l'étude de la croissance des micro-organismes sur le matériau.<br /><br />Le test développé a permis d'obtenir un développement fongique rapide sur des éprouvettes en ciment. Les résultats obtenus ont notamment mis en évidence le rôle fondamental joué par le pH de surface sur le développement microbien. Les résultats montrent qu'il ne peut y avoir de développement microbien sans un vieillissement préalable du matériau. D'un point de vue de la biodétérioration, le test développé a permis d'observer et de mettre en évidence la biodétérioration esthétique et physique principalement. Les résultats ont également montré la nécessité de ne pas se limiter aux observations au microscope pour étudier la biodétérioration. Bien que ces observations mettent en évidence la biodétérioration esthétique, elles sous-estiment l'étendue réelle de la colonisation microbienne. La coloration PAS révèle l'étendue de la colonisation microbienne sur et dans la matrice. De plus, les observations au MEB ont permis d'identifier des formes caractéristiques de bactéries, confirmant les observations au stéréomicroscope et après coloration.

L'étude de l'impact des champignons sur les processus géologiques qui altèrent les mineraux s'appelle la “géo-mycologie”. <br />Les serpentinites sont des roches de la famille des ophiolites et peuvent contenir du chrysotile (amiante serpentine).<br />La réactivité des fibres d'amiante est due à la composition chimique de surface et principalement à la présence d'ions métalliques qui peuvent catalyser des réactions chimiques dangereuses. L'amiante est un problème ambiantale à cause de la présence de roches contenant ce minéral mais aussi à cause des anciennes mines d'amiante. La revalorisation (remediation) de ces sites naturellement contaminés passe par la modification de la toxicité des fibres. Les champignons sont des bons candidats pour la bioremediation de l'amiante.<br />L'objectif de cette thèse est l'isolement de souches fongiques à partir de sols serpentiniques afin de savoir quelles sont les espèces fongiques les plus abondantes dans ces sols et de sélectionner les souches les plus efficaces pour leur interaction avec les fibres d'amiantes. Les modifications des fibres et l'altération du métabolisme fongique ont été considérés.<br />Verticillium leptobactrum semble être l'espèce fongique dominante dans tous les sols serpentiniques examinés : cette espèce n'avait jusque là été que rarement isolée, ce qui rend ces résultats intéressants. <br />Trois espèces fongique peuvent extraire Fe et Mg des fibres de amiante (chrysotile et crocidolite), en modifiant la composition et la réactivité chimique de la surface de fibres et la génotoxicité mesuré dans un système acellulaire.<br />Les champignons expriment, en présence des fibres, des enzymes liés à la réponse aux stress oxydants.

Les moisissures sont des micro-organismes présents dans tous les environnements intérieurs. Les effets sur la santé associés à ces champignons microscopiques sont multiples : irritations, réactions immunoallergiques, infections et effets toxiques. Selon le niveau d'exposition et la vulnérabilité des populations, les moisissures peuvent représenter des risques plus ou moins importants pour la santé publique. Les logements humides et moisis ont par exemple été associés à des maladies chroniques respiratoires telles que l'asthme et les rhinites allergiques. Cependant, le manque d'outils valides permettant d'évaluer quantitativement l'exposition fongique environnementale constitue une des principales difficultés pour mieux appréhender le rôle des particules et des composés fongiques sur la santé humaine. Lors de ce travail de thèse, diverses techniques d'échantillonnage et méthodes d'analyses ont été évaluées afin de mesurer la contamination fongique de l'air, des surfaces et des poussières. Un indice moléculaire basé sur la technique de PCR quantitative a notamment été testé et comparé à d'autres approches pour mesurer l'exposition fongique dans des logements. Après analyse des poussières domestiques collectées au sol, cet indice a permis de discriminer les habitats avec ou sans moisissures visibles. La quantification de groupes fongiques par PCR quantitative s'avère une technique prometteuse pour la mesure de l'exposition aux moisissures dans les environnements intérieurs. Outre le développement et la validation d'outils de mesure, une démarche globale de prévention du risque fongique semble nécessaire, particulièrement chez les populations vulnérables.

RESUME Face à une pression environnementale grandissante, il est désormais nécessaire de trouver une alternative au bois et aux panneaux à base de bois traités chimiquement. C'est dans cette optique que nous avons évalué la durabilité naturelle de contreplaqués en mélange d'essences composés de plis durables (duramen de cyprès, cèdre et châtaignier) et non durables (peuplier, hêtre, aubier de cyprès et de cèdre) face à des champignons lignivores (Coriolus versicolor et Coniophora puteana) et des termites (Reticulitermes santonensis). L'épaisseur des plis (1.3 et 2.6 mm), le pourcentage de plis durables et non durables (40% et 60%), le nombre de plis (5 et 9) et les modalités d'intégration des plis durables et non durables (11 combinaisons symétriques) dans chaque panneau ont été étudiés en tant que variables. Une méthode ultrasonore (non destructive) et d'indentation (semi-destructive) ont été mise en œuvre pour évaluer la présence et l'étendue de la dégradation biologique dans des contreplaqués purs et en mélange d'essences en tant que méthodes rapides par comparaison avec la méthode d'évaluation biologique basée sur la perte de masse (selon la norme ENV12038). Un test de cisaillement a aussi été réalisé avant et après exposition fongique afin d'évaluer la relation entre la perte de masse et la baisse de la résistance au cisaillement après dégradation biologique. Les résultats obtenus ont montré que mélanger les plis durables et non durables augmentait la durabilité naturelle des contreplaqués vis à vis des champignons. Cependant, l'essai de cisaillement après dégradation fongique révèle que la décroissance de la résistance au cisaillement des panneaux en mélange d'essence est plus proche de celle des panneaux purs non durables que des panneaux purs durables. Ces résultats signifient qu'il existe une perte de masse localisée dans les plis non durables des contreplaqués en mélange. La perte de masse des plis non durables (perte de masse localisée) des contreplaqués en mélange est plus fortement corrélée à la décroissance de la résistance au cisaillement que la perte de masse totale du contreplaqué à cette propriété mécanique. Les contreplaqués les plus résistants vis à vis des champignons ont été trouvés parmi les différents contreplaqués en mélange faits d'aubier et de duramen de cyprès, et certains modèles ont été résistants vis à vis des termites aussi. Les panneaux résistants à l'attaque de champignons et de termites possédaient des plis extérieurs durables. Les plis épais d'aubier de cyprès laissés intacts dans ces contreplaqués en mélange montre un effet protecteur (vis à vis des termites) venant des plis durables. L'essai d'indentation (mesure de l'énergie d'indentation avant et après dégradation) présente une meilleure corrélation avec la perte de masse que l'essai ultrasonore (mesure de la vitesse des ultrasons avant et après dégradation). DE plus, l'essai d'indentation peut aussi être utilisé pour déterminer le gradient de perte de masse et le seuil de rupture quand la dégradation biologique a lieu dans les plis non durables situés sous les plis durables extérieurs.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Biosciences végétales : Toulouse, INPT : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 138 réf.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Thèse (D.R.Min.) -- Université du Québec à Chicoutimi, programme en association avec l'Université du Québec à Montréal, 2006. / Bibliogr.: f. 150. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2005. / Titre de l'écran-titre (visionné le 23 février 2006). Bibliogr.

Dans les sols, les champignons ectomycorhiziens (ECM) forment une symbiose très répandue avec les racines des arbres et contribuent ainsi à leur croissance et à leur santé. Des études antérieures ont montré que certaines bactéries pouvaient influencer positivement la symbiose entre les ECM et les arbres, appelées BAM pour Bactéries Auxiliaires de la Mycorhization. Les mécanismes de l’effet auxiliaire des BAM sont encore peu connus. En amont de cette thèse, il avait été montré in vitro que la BAM Pseudomonas fluorescens BBc6 formait des structures similaires à des biofilms sur les hyphes de l'ECM Laccaria bicolor. Dans ce contexte, afin d'enrichir les connaissances concernant les interactions entre les ECM et les BAM, cette thèse a porté sur l'interaction physique entre ces deux organismes. L'étude a en partie été réalisée via une méthode d'analyse par microscopie confocale, développée durant cette thèse. Les résultats obtenus ont montré que cette bactérie formait des biofilms localisés préférentiellement sur la région apicale des colonies de l'ECM ce qui pourrait indiquer une interaction trophique. L'existence d'une telle interaction a d'ailleurs par la suite été confirmée. Les résultats ont également montré que l'interaction physique entre Laccaria bicolor et BBc6 n'est pas spécifique puisque l'ensemble des treize autres souches bactériennes testées a formé des biofilms sur les hyphes de Laccaria bicolor. En revanche, BBc6 s'est montrée incapable de former des biofilms sur certains champignons appartenant aux Ascomycètes, suggérant des mécanismes d'inhibition. De plus, l'étude de la matrice des biofilms formés par BBc6 a révélé la présence de réseaux de filaments constitués d'ADN qui semblent structurer ces biofilms et qui ont aussi été observés chez l'ensemble des souches bactériennes testées. Ces résultats révèlent un rôle structural de la molécule d'ADN qui, bien qu'il semble répandu, n'a que peu été reporté jusqu'à présent. Enfin, il a été montré que des mutants de BBc6 qui ont perdu leur effet auxiliaire forment des biofilms différents de la souche sauvage sur une surface abiotique suggérant un lien potentiel entre l'effet auxiliaire et la formation de biofilms / In soil ecosystems, ectomycorrhizal fungi (ECM) form a widespread symbiosis with roots of trees, contributing to tree growth and health. It has been shown that some bacteria, called mycorrhization helper bacteria (MHB), stimulate mycorrhizal symbiosis. The mechanisms of this helper effect are poorly understood. Previous studies have shown that the MHB Pseudomonas fluorescens BBc6 formed biofilm-like structures around the hyphae of the ECM Laccaria bicolor during their in vitro interaction. In this context, in order to increase knowledge concerning MHB/ECM interactions, the work presented here focuses on the physical interaction between these two organisms. To this purpose, a method of analysis based on confocal microscopy was developed. The results showed that the bacteria formed biofilms preferentially localized on the apical region of the ECM colonies, which could indicate a trophic interaction. Such an interaction has been subsequently confirmed. The results also showed that the physical interaction between L. bicolor and BBc6 is not specific since all thirteen other bacterial strains tested formed biofilms on the hyphae of L. bicolor. On the other hand, BBc6 was unable to form biofilms on some fungi belonging to Ascomycetes, suggesting the existence of inhibition mechanisms. Moreover, the study of the BBc6 biofilm matrix revealed networks of DNA-containing filaments which seem to structure these biofilms and which have also been observed in all the bacterial strains tested. These results reveal a structural role of the DNA molecule, a role that has been rarely reported so far despite its probable high occurrence. Finally, it has been shown that BBc6 mutants having lost their helper effect presented a modified phenotype concerning their biofilm formation on abiotic surface, suggesting a potential link between the helper effect and the biofilms formation