Reproduction de : Thèse de doctorat : Génie des procédés et de l'environnement : Toulouse, INPT : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 195 réf.

Botrytis cinerea Pers., [forme imparfaite du Botryotinia fuckeliana (de Bary) Whetzel.] est le champignon ascomycète responsable de la pourriture grise (moisissure grise, pourriture de la grappe) chez des centaines de plantes hôtes au niveau mondial. Il est considéré comme un agent pathogène à haut risque de développement de résistance aux fongicides et s’attaque aux fruits, aux légumes mais, aussi aux plantes ornementales. Afin de lutter contre les maladies causées par B. cinerea, plusieurs familles de fongicides de synthèse sont homologuées au Canada. Un des fongicides récemment introduit et fréquemment utilisé est le boscalide. L’utilisation du boscalide combiné à la pression de sélection a mené au développement de la résistance dans les populations de B. cinerea. La génétique des mécanismes de résistance étant de plus en plus documentée, plusieurs mutations responsables de la résistance au boscalide ont été identifiées sur le gène de la sous-unité B de la succinate déshydrogénase (SdhB). Des substitutions d’acides aminés provoqués par des polymorphismes nucléotidiques (SNP) sont associées à cette résistance. Les mutations les plus fréquentes retrouvées chez les individus résistants sont la substitution d’une histidine par une tyrosine (H272Y), par une arginine (H272R), ou par une leucine (H272L) au codon 272 de la sous-unité SdhB. De plus, sur le codon 225, une proline est substituée par une phénylalanine (P225F) et sur le codon 230, une asparagine est substituée par une isoleucine (N230I). Il existe des outils moléculaires pour détecter les mutations H272Y, H272R, H272L, P225F et N230I, mais ils ne permettent pas d’analyses quantitatives et leur précision est limitée. Il devient donc important de développer une méthode efficace permettant de détecter et quantifier simultanément les mutations liées à la résistance au boscalide. L’objectif du travail était donc de développer un nouvel outil de détection et de quantification des mutations reliées à la résistance au boscalide chez B.cinerea. À l’aide d’une banque d’individus de B.cinerea déjà caractérisés pour la présence des cinq mutations (P225F, N230I, H272L, H272Y et H272R) et caractérisés pour la résistance au boscalide, un nouvel essai de pyroséquençage a été mis au point sur plateforme PyroMark Q24 (Qiagen). L’utilisation du PyroMark Q24 comme outil de détection et de quantification de cinq mutations reliées à la résistance au boscalide a permis de repousser les limites des techniques existantes. La technique est basée sur le séquençage par synthèse générant des données quantitatives avec une précision de 5%. Les résultats ont démontré une relation linéaire (R[indice supérieur 2]=0,99) entre les ratios (0% à 100%) de spores d'individus résistants et sensibles connus et prédit avec le PyroMark Q24. Le pyroséquençage est une technologie prometteuse puisqu’elle favorisera l’étude populationnelle en offrant la possibilité de combiner les échantillons et permettra ainsi d'analyser un grand nombre d’échantillons plus rapidement, avec une meilleure précision que les technologies de détection actuelles. La disponibilité d’informations quantitatives sur la proportion de chacune des mutations présentes dans une population permettra l’amélioration de la compréhension et de la gestion face à la résistance aux fongicides au sein de la communauté agricole.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 65-70. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Th. 3e cycle--Prod. et trait. des matières prem. vég.--Toulouse--I.N.P., 1984. N°: 205.

Th. doct.-ing.--Toulouse, I.N.P., 1979. N°: 72.

Face à l’explosion démographique mondiale actuelle, les rendements agricoles se doivent d’être les plus élevés possible. Afin de relever ce défi, l’utilisation de pesticides efficaces et éco-compatibles est devenue indispensable. Dans le cadre de la recherche de nouveaux composés répondants à ces objectifs, les produits naturels continuent de retenir l’attention des chercheurs. Parmi eux, nous nous sommes intéressés à la gougérotine, un peptidonucléoside découvert au sein d’une bactérie dans les années 60 et possédant un large spectre d’activités biologiques. Dans le but d’optimiser l’activité antifongique et de diminuer la toxicité de la molécule, plusieurs analogues ont été synthétisés en jouant notamment sur la nature de la base nucléique. Une des réactions clé au cœur de la synthèse de nucléoside est la N-glycosylation permettant la liaison glycosidique entre la base nucléique et un donneur de glycosyle. Au cours de la voie de synthèse des analogues peptidonucléosidiques, une étude méthodologique de la N-glycosylation a été réalisée mettant en jeu différents donneurs de glycosyle et bases nucléiques. Des tests préventifs ont ensuite été réalisés sur les composés obtenus afin d’évaluer leur potentiel antifongique. Grâce aux analogues de la gougérotine et aux intermédiaires synthétisés, une étude de relation structure-activité a été menée. / In the current context of the world demographic explosion, agricultural yields need to be as high as possible. The use of efficient and environment friendly pesticides has therefore become essential. In the framework of the discovery of new compounds, natural products remain an important source of inspiration. Among them, we focused on gougerotin, a peptidylnucleoside isolated from a bacteria in the 60’s which possess a broad spectrum of biologic activities. In order to improve antifungal potential and decrease the phytotoxicity of gougerotin, several analogues have been synthesized replacing the natural nucleobase. N-glycosylation is one of the key-reaction in peptidylnucleoside synthesis. During the synthesis of the analogues, a study of the N-glycosylation was carried out with three different donors and several bases. Protectives tests were realized with many pathogens to evaluate antifungal activity of our compounds and a structure-activity relationship was established.

Les pesticides appartiennent à la grande famille des polluants organiques. Ils sont destinés à lutter contre les parasites des cultures au sens large.La diffusion des pesticides dans la nature engendre une pollution des différents compartiments de la biosphère (eau, sol et atmosphère) et peut induire des effets toxiques aigus sur les êtres vivants de la biomasse terrestre et aquatique. Il est aujourd'hui démontré que certains pesticides sont des perturbateurs endocriniens et présentent en particulier des effets cancérogènes et mutagènes chez l'être humain. Les pesticides peuvent subir différents processus de transformation dans le cycle biologique naturel (biodégradation, volatilisation, irradiation solaire...) ou suite aux traitements appliqués dans les filières de potabilisation des eaux naturelles et dans les stations de retraitement des eaux usées. La présence de produits de dégradation de pesticides dans notre environnement est d'autant plus alarmante que leurs structures et leurs toxicités potentielles demeurent généralement inconnues. Des molécules qui appartiennent à deux familles de pesticides ont été choisies pour cette étude : les herbicides, représentés par le metholachlore, et les fongicides, représentés par la procymidone, le pyrimethanil et le boscalid. Le premier volet de la thèse a porté sur le développement d'une stratégie analytique permettant de caractériser les structures de composés issus de la dégradation par photolyse de ces pesticides. Le deuxième volet a porté sur l'estimation de la toxicité des produits de dégradation à l'aide d'une base de test in silico. L'identification des produits de dégradation a été réalisée grâce à deux techniques d'analyses complémentaires : la chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse "multi étapes" (GC-MSn) et la chromatographie en phase liquide couplée à un spectromètre de masse en tandem (LC-MS/MS). L'estimation de la toxicité des produits de dégradation a été réalisée grâce au programme T.E.S.T. QSAR récemment développés pour tenter de prévoir la toxicité des molécules. La stratégie d'élucidation structurale des produits de dégradation des pesticides étudiés est basée sur l'étude des mécanismes de fragmentation des molécules mères des produits de dégradation. La masse molaire des molécules mères a été précisée par l'identification des masses sur charge (m/z) des ions pseudo moléculaires obtenus à l'aide des différentes modes d'ionisations en spectrométrie de masse : ionisation électronique (EI) et ionisation chimique (CI) en GC-MS et ionisation par électronébulisation (ESI) en LC-MS. La stratégie utilisée pour l'élucidation structurale des produits de dégradation est avérée très efficace, la plupart des structures chimiques des produits formés ayant été élucidées. Une étude cinétique a été réalisée pour visualiser l'apparition et la disparition des produits de dégradation durant la photolyse et pour donner une idée sur le taux de disparition de la molécule mère pour chaque pesticide. Les résultats de photolyse ont montré que le méthalochlore, le procymidone et le boscalid ont été dégradés sous irradiation après un certain temps en libérant des produits de dégradation avec des structures proches ou différentes des molécules mères. Tandis que le pyrimethanil a présenté une grande stabilité pendant 8 heurs d'irradiation (quantité restante après irradiation est de 60%) et a donné des produits de dégradation avec des quantités modérées. Concernant l'estimation de la toxicité, la plupart des produits de dégradation identifiés présentent des toxicités équivalentes ou plus importantes que celles des molécules d'origine. Les méthodes chimiques d'analyses utilisées et l'estimation de toxicités des produits de dégradations identifiés sont avérées complémentaires et indispensables pour mettre en évidence la présence d'autres produits polluants toxiques qui émergent dans l'environnement sans vrai contrôle.

Comme les grains de maïs peuvent être infectés par certaines espèces de Fusarium qui produisent des mycotoxines pouvant affecter la santé des animaux, il est essentiel d’évaluer la qualité des grains pour assurer la performance des élevages. Les objectifs de ce projet sont de vérifier le contenu en mycotoxines des grains de différents hybrides de maïs soumis à plusieurs environnements et d’évaluer l’effet d’un fongicide foliaire sur la présence de mycotoxines. Généralement, les concentrations en mycotoxines [désoxynivalénol (DON), T2, zéaralénone (ZEN) et fumonisine (FUM)] des différents hybrides sont en-dessous des seuils critiques. Les concentrations en DON varient selon les hybrides, les années et les zones climatiques. Certains hybrides montrent une résistance stable, peu importe le site et l’année alors que la zone 3 (2300 à 2500 UTM) a été plus propice au développement du DON. L’application de fongicide n’a pas d’effet sur la production en mycotoxines.

Ce projet avait pour objectif d'évaluer l'efficacité d'un nouveau biofongicide constitué d'ail sous forme d'extrait brut et de chitosane lactate, un dérivé soluble du chitosane, pour lutter contre le blanc de la tomate de serre causé par l'agent pathogène Oïdium neolycopersici. Les expériences menées en serre ont permis de constater que le biofongicide appliqué à toutes les semaines, permettait une répression de la maladie similaire à celle du soufre. Appliqué aux deux semaines, son efficacité à réprimer la maladie devenait significativement inférieure à celle du soufre sans toutefois avoir d'incidence sur le rendement et la qualité des fruits. Les observations cytologiques d'échantillons foliaires provenant de plants traités avec le biofongicide ont permis de confirmer son activité antifongique, par l'altération des hyphes à la surface foliaire ainsi que la plasmolyse des haustoria dans les cellules épidermiques de l'hôte.

Comprendre le transport des pesticides est crucial pour évaluer leur impact écologique. Les connaissances sur la variabilité spatiale des dépôts de pesticides, l'impact de l'érosion sur leur export et leur dégradation in situ restent très limitées à l'échelle des bassins versants. La caractérisation expérimentale et la modélisation ont donc été combinées à deux échelles, parcelle et bassin versant, dans deux contextes agricoles. Un formalisme a été développé pour prédire le transport des pesticides par ruissellement et a été intégré dans le modèle LISEM (LImbourg Soil Erosion Model). Les résultats montrent que les surfaces imperméables contribuent significativement à la masse exportée par ruissellement du vignoble. La partition des pesticides entre phase dissoute et particulaire diffère considérablement selon les molécules et le forçage hydrologique, et la présence de produits de dégradation et un enrichissement en R-métolachlore ont été observés ce qui souligne le potentiel des analyses énantiomériques pour évaluer la biodégradation des pesticides. Globalement, cette étude a démontré que la combinaison des échelles et des approches permet une meilleure compréhension du transport des pesticides. / Understanding pesticide transport is crucial to evaluate their ecological impact on ecosystems. Current knowledge on the spatial variability of pesticide deposition, the impact of erosion on pesticides export and the in situ pesticide degradation is very limited at the catchment scale. In this thesis, characterisation and modeling at two scales, the plot and catchment, were combined in two agricultural contexts. A formalism was developed to predict pesticide transport in runoff and was integrated in LISEM (LImbourg Soil Erosion Model). The results show that impermeable roads contributed to more than 40% to the overall load of fungicides exported via runoff from the vineyard. Pesticide partitioning between suspended solids and runoff water differed largely according to the molecules and the hydrological dynamics. The occurrence of degradation products and the enrichment of one enantiomer were observed suggesting the potential of chiral analyses for assessing biodegradation of chiral pesticides at such scale. Overall, the investigation demonstrated that combining different approaches enable a better understanding of pesticide transport.