Pour lutter contre les agents phytopathogènes, la sélection de plantes résistantes est la stratégie la plus rentable et la plus écologique. Les résistances quantitatives, basées sur des mécanismes de résistances complexes, sont connues pour être sujettes à l’érosion, en cas d’évolution de l’agressivité des agents pathogènes. L’objectif de ce travail basé sur le pathosystème peuplier – rouille du peuplier (Melampsora larici-populina) est d’évaluer le potentiel évolutif des caractères d’agressivité et morphologiques du parasite par des approches de génétique quantitative et d'identifier les bases génétiques par génétique d'association. Pour estimer la plasticité, l’héritabilité et les compromis évolutifs d’un ensemble de caractères quantitatifs, nous avons précisément mesuré leurs variations dans quatre populations contrastées du champignon. Nous avons montré que le volume des spores est un caractère héritable qui évolue rapidement. La quantité de mycélium in planta est aussi héritable mais très conservée car sous sélection stabilisante dans les populations étudiées. Le temps de latence, la taille des lésions et le taux de sporulation présentent une héritabilité faible, ce qui explique l’absence d’évolution observées au cours du temps pour ces trois caractères. Les caractères liés à la fonction de sporulation semblent être les plus plastiques le long d’un gradient de maturité foliaire. Cependant, l’absence de mise en évidence de compromis évolutifs ne nous a pas permis d’identifier des caractères d’agressivité qui seraient les meilleures cibles pour les résistances quantitatives chez le peuplier. Si aucune base génétique de ces caractères quantitatifs n’a été mise en évidence, nous avons localisé un locus d’avirulence potentiel (Avr7) sur lequel une caractérisation fonctionnelle est envisagée / To control plant pathogens, breeding resistant plants is the most cost-effective and ecological strategy. Quantitative resistances, which are based on complex plant mechanisms, are known to be exposed to erosion through an increase of pathogens aggressiveness. Through the study the poplar – poplar rust (Melampsora larici-populina) pathosystem, this work aims to estimate the evolutionary potential of aggressiveness and morphological traits using quantitative genetic approaches and to identify molecular bases through genome-wide association study. To estimate plasticity, heritability, and trade-offs for a set of quantitative traits, we precisely measured their variation in four contrasted pathogen populations. It appeared that spore volume is highly heritable and evolved rapidly. In planta mycelium quantity is also heritable but constant because of stabilizing selection occurring in the studied populations. Latent period, lesion size and sporulation rate exhibit low heritability, which explains the absence of evolution during the studied time period. Traits involved in the sporulating function seem to be the most plastic ones along a leaf maturity gradient. However, the lack of evidence of trade-offs did not allow us to identify aggressiveness traits that would be the best targets for the construction of durable resistance in poplar. No genetic underpinning has been found for quantitative traits, but we have identified a potential avirulence locus (Avr7), opening the way for its functional characterization

La peste des petits ruminants (PPR) et la Pleuropneumonie Contagieuse Caprine (PPCC) causées respectivement par un Morbillivirus (Virus de la Peste des Petits Ruminants) et un mycoplasme (Mycoplasma capricolum subsp. Capripneumoniae) sont deux maladies respiratoires très contagieuses des petits ruminants. La PPR est présente en Afrique, en Asie, au Moyen Orient, et depuis peu en Europe. Sur le continent africain, notamment en Afrique de l’Ouest, elle est en expansion et représente un facteur majeur d’insécurité alimentaire pour la population agricole. La PPCC identifiée au Niger en 1995 n’est que suspectée au Mali sur la base de résultats sérologiques.La PPR est un modèle pour l’étude des maladies transfrontalières car sa diffusion est très étroitement liée aux mouvements régionaux d’animaux vivants. La compréhension de cette diffusion est une condition essentielle à la mise en place de mesures de contrôle efficaces (vaccination, contrôle aux frontières etc.).La thèse a pour ambition de clarifier la situation épidémiologique de la PPR et de la PPCC au Mali, notamment pour savoir si ces deux maladies coexistent, afin d’en évaluer le risque pour les filières de production de caprins et de proposer des stratégies de contrôle adaptées. Nous n’avons pas réussi à mettre en évidence la présence de la PPCC au Mali. Pour la PPR, l’objectif de la thèse est de caractériser la diversité génétique de souches collectées en Afrique de l’Ouest et plus particulièrement au Mali en utilisant en première instance le gène partiel de la nucléoprotéine du virus. Nous avons ensuite estimé la diversité et le taux d’évolution du PPRV dans la région à partir de séquences génomiques complètes. Notre étude a montré qu’au Mali ainsi que dans les autres pays de l’Afrique de l’Ouest, trois lignées génétiques du PPRV circulent dont l’une d’elles, la lignée II est dominante dans la région et est caractérisée par une grande diversité génétique transfrontalière. Cette étude démontre également une progression de la lignée IV dans l’Afrique de l’Ouest et la persistance au Mali et au Niger de la lignée I (au moins jusqu’en 2001). Ces résultats reflètent par rapport aux données précédentes connues de la répartition des lignées de PPRV, une intensification des mouvements du bétail dus à l’échange et au commerce de ces animaux, flux qui n’est pas contrôlé entre tous les pays de l’ouest africain. Au Mali, il n’existe aucun moyen de contrôle, de traçabilité et d’identification animale. L’utilisation de la diversité génétique comme marqueur épidémiologique serait un moyen d’améliorer notre connaissance de la diffusion de la PPR et de là son contrôle, plus particulièrement dans les pays d’Afrique de l’Ouest. / Peste des petits ruminants (PPR) and Contagious caprine pleuropneumonia (CCPP) caused respectively by a Morbillivirus and a mycoplasma (Mycoplasma capricolum subsp. Capripneumoniae) are two highly contagious respiratory diseases of small ruminants. PPR is present in Africa, Asia, Middle East, and has just entered Europe. On the African continent, particularly in West Africa, it is emerging and is a major factor of food insecurity for low-income farmers. CCPP, identified in Niger in 1995, is only suspected in Mali on the basis of serological results.PPR is a model for the study of transboundary diseases because its diffusion is closely linked to regional movements of livestock. Understanding this diffusion is an essential condition for the implementation of effective control measures (vaccination, border control, etc.).The aims of our study is to clarify the epidemiological situation of PPR and the CCPP in Mali, including whether these two diseases coexist in order to assess the risk for goat production chains and propose appropriate control strategies.We did not succeed in confirming the presence of the CCPP in Mali. PPR has already been identified in Mali. The aim of our study for PPR is to characterize the genetic diversity and therefore the different lineages that circulate in Mali and, more generally, in the West African sub region by using at first the partial gene of Nucleoprotein of PPRV. We then estimated more accurately the diversity and rate of evolution of the virus in the region from PPRV genomic sequences. Our studies showed that three lineages of PPRV are circulating in Mali and West Africa. The lineage II is dominating and is characterized with a wide genetic diversity and extensive transboundary circulation. We also demonstrate the progression of lineage IV in West Africa and the persistence of lineage I in Mali and Niger (at least until 2001). These results reflect the large flow of uncontrolled livestock trade between all West African countries. In Mali, there is no means of control, traceability and animal identification. The use of genetic diversity as an epidemiological marker is an effective means of controlling the spread of PPR in these West African countries.

L'endocardite infectieuse (EI) est une complication rare mais gravissime de la bactériémie à Staphylococcus aureus. Bien que certains facteurs de risque liés à l'hôte aient été décrits, l'implication de facteurs bactériens dans la survenue de l'EI est encore inconnue. Ces travaux de thèse ont visé à chercher tout élément bactérien associé à l'EI. Les facteurs phénotypiques décrits ou supposés comme potentiellement impliqués dans l'EI ont été testés. En parallèle, les profils génotypiques des souches obtenus par puces ADN ont été analysés par différents outils statistiques. L'analyse statistique univariée n'a montré aucune différence significative entre souches d'EI et souches de bactériémie, suggérant un processus complexe et multifactoriel. En effet, l'analyse discriminante en composante principale appliquée sur les données de puces ADN a permis de mettre en évidence une distinction entre les deux groupes de souches, confirmée sur une collection indépendante de souches. De plus, une fonction linéaire simplifiée, basée sur seulement 8 marqueurs génétiques, a permis d'obtenir des performances similaires, sur la collection de souches initiale ainsi que la collection indépendante de validation. En dernier lieu, les souches d'EI et de bactériémie ont été comparées à partir de séquences du génome complet (n = 40 (20 EI, 20 bactériémies)). L'analyse statistique par analyse discriminante en composante principale réalisée sur ces données génomiques confirme une distinction possible entre les deux groupes de souches. Au total, ces travaux de thèse apportent la preuve de concept que les facteurs bactériens sont impliqués dans la survenue de l'EI au cours de bactériémie à S. aureus / Infective endocarditis (IE) is a severe condition complicating 10-25% of Staphylococcus aureus bacteremia. Although host-related IE risk factors have been identified, the involvement of bacterial features in IE complication is still unclear. This PhD work aimed to characterize strictly defined IE and bacteremia isolates and searched for discriminant features. Phenotypic traits previously reported or hypothesized to be involved in staphylococcal IE pathogenesis were tested. In parallel, the genotypic profiles of all isolates, obtained by microarray, were analyzed. No significant difference was observed between IE and bacteremia strains, regarding either phenotypic or genotypic univariate analyses, suggesting a multifactorial process. However, the discriminant analysis of principal components (DAPC), applied on microarray data, segregated IE and bacteremia isolates. The performance of this model was confirmed with an independent collection of IE and bacteremia isolates. Finally, a simple linear discriminant function based on a subset of 8 genetic markers retained valuable performance both in study collection and in the independent validation collection. At last, IE and bacteremia isolates were compared based on whole genome sequence data from a subset of 40 isolates. When applied to this dataset, DAPC confirmed a possible segregation between the two groups of isolates. All in all, this PhD work provides the proof of concept that bacterial characteristics may contribute to the occurrence of IE in patients with S. aureus bacteremia

Salmonella est un agent pathogène animal et zoonotique d'importance mondiale. Les infections causées par cette bactérie chez les animaux d’élevage peuvent être asymptomatiques ou se traduire par une gastro-entérite ou une maladie invasive. Chez les humains, les maladies d’origines alimentaires associées à Salmonella sont principalement causées par l'ingestion de produits d'origine animale contaminés. Cependant, aucune étude n’a déterminé la prévalence ou caractérisé le profil de virulence et d’antibiorésistance de Salmonella provenant des fermes ovines du Québec, alors que cette province détient le 2ème plus grand cheptel ovin canadien. Ainsi, cette étude visait à estimer la prévalence des fermes ovines positives à Salmonella dans la province du Québec, à identifier les sérotypes circulant dans ces troupeaux, à caractériser le profil de virulence et de résistance aux antimicrobiens de souches de Salmonella isolées dans ces fermes et à évaluer l'influence de certains facteurs de risque (ex. la saisonnalité, la taille des troupeaux et le type de production) sur la prévalence de fermes ovines positives à Salmonella au Québec. Pour cela, 61 fermes ovines du Québec ont été sélectionnées aléatoirement et ont été échantillonnées. Un pool fécal provenant de 10 animaux a été prélevé par ferme. Des milieux sélectifs ont été utilisés pour isoler Salmonella dans chaque échantillon. La confirmation de Salmonella a été faite par des tests biochimiques suivis par la détection du gène invA par PCR et les sous-espèces ont été identifiées par PCR multiplex. Le rapport de prévalence a été calculé pour évaluer l’association entre les facteurs de risque et la présence de Salmonella dans les fermes. Le séquençage du génome complet de 76 isolats a permis d’identifier les sérotypes et de déterminer le profil de virulence et de résistance génotypique de ces isolats. La confirmation de la résistance phénotypique de différentes souches a été effectuée en utilisant la méthode de diffusion en milieu solide (antibiogramme) et la méthode de dilution en milieu liquide. Les résultats indiquent que 83,6% (95% CI 74,3%-92,9%) des troupeaux sont porteurs de Salmonella. Le sérotype Salmonella enterica sous-espèce diarizonae 61 k:1, 5, (7) (Sheep associated Salmonella diarizonae (SASd) a été le seul sérotype identifié dans tous les isolats qui ont été séquencés. Aucun des facteurs de risque évalués n’était associée à la présence de Salmonella. En outre, aucun gène de résistance aux antimicrobiens n’a été identifié à partir de l’analyse des génomes séquencés et toutes les souches ont été révélées comme étant phénotypiquement sensibles aux différents antimicrobiens testés. De plus, des facteurs de virulence, comme les ilots de pathogénicité (SPI-1, SPI-2, SPI-3, SPI-5, SPI-9 et SPI-13) et le plasmide (IncX1), ont été identifiés chez les 84 SASd. Cette étude est la première à rapporter que la prévalence des fermes ovines positives à Salmonella est élevée au Québec (83,6%). Seule la présence du sérotype 61 k:1, 5, (7) a été détectée. Finalement, toutes les souches de Salmonella isolées dans le cadre de cette étude étaient sensibles aux antimicrobiens testés. / Salmonella is a world-known animal and zoonotic pathogen. Infections caused by this bacterium in livestock can be asymptomatic or result in gastroenteritis or an invasive disease. In humans, food-related diseases associated with Salmonella are mainly caused by the ingestion of contaminated products of animal origin. However, no studies have determined the prevalence or characterized the virulence and antimicrobial resistance (AMR) profiles of Salmonella from sheep farms in Quebec, where the province holds the second largest sheep population in Canada. This study aimed to estimate the prevalence of Salmonella-positive sheep farms in the province of Quebec, to identify the serotypes circulating in these flocks, to characterize the virulence and AMR profiles of Salmonella strains isolated from these farms and to assess the influence of some potential risk factors on the prevalence of Salmonella-positive sheep farms in the province of Quebec. For this purpose, 61 sheep farms in Quebec were randomly selected and sampled. A fecal pool including samples from 10 animals was collected per farm. Selective culture media were used to isolate Salmonella in each sample. Salmonella was confirmed by biochemical tests followed by the detection of invA gene by PCR and the subspecies were identified by multiplex PCR. The prevalence ratio was calculated to assess the association between risk factors and the presence of Salmonella in farms. The Whole genome sequencing (WGS) of 76 isolates was used to determine the serotypes, the virulence and the AMR profile of these isolates. The confirmation of the phenotypic AMR of these isolates (n=76) was carried out using the Kirby–Bauer disk diffusion method (antibiogram) or the broth microdilution method. The results indicated that 83.6% (95% CI 74.3%-92.9%) of the flocks are carrier of Salmonella and only the Salmonella enterica subspecies diarizonae serotype 61: k: 1, 5, (7) (sheep associated S. diarizonae, SASd) was identified. None of the tested risk factors was associated with Salmonella positivity at the flock level. In addition, no AMR genes were identified from the WGS data, and all strains were phenotypically sensitive to the various antimicrobials tested. In addition, virulence factors such as pathogenicity islands (SPI-1, SPI-2, SPI-3, SPI-5, SPI-9 and SPI-13) and plasmid (IncX1) have been identified in the sequenced strains. This study was the first to report a high prevalence of Salmonella-positive sheep farms in Quebec (83.6%). Only the presence of serotype 61 k:1, 5, (7) was detected. Interestingly, all Salmonella strains isolated in this study were sensitive to the tested antimicrobials.

La distribution des génotypes du virus de l’hépatite C (VHC). chez les donneurs de sang Français entre 2008 et 2011 a été analysée afin d’actualiser nos connaissances. Le génotypage des souches a permis d’identifier la diversité des génotypes circulants. Les sous-types 1a, 1b et 3a sont majoritairement retrouvés (80% des souches). L’analyse phylogénétique a démontré une grande variabilité chez les types 2 et 4 représentés par de nombreux sous-types. Les résultats montrent que les comportements à risque tendent à influencer et redessiner la distribution de ces génotypes dans la population générale. Certains sous-types se répandent dans des groupes à risque où ils finissent par adopter un profil épidémique. Enfin, la sélection des donneurs et la mise en place de tests diagnostiques ont permis de rendre la contamination transfusionnelle négligeable. Les données épidémiques obtenues ont été enrichies de nouvelles connaissances sur l'évolution et la classification du VHC. 15 séquences codantes complètes de plusieurs souches appartenant au type 2 ont été caractérisées. L’analyse phylogénétique révèle 2 clusters distincts. Le cluster 1 comprend la plupart des souches tandis que le cluster 2 comprend le sous-type 2l. Les génomes obtenus ont un ORF de 9042 à 9108 bases (3014 à 3036 acides aminés). Les distances moyennes entre sous- types sont égales à 20% dans le cluster 1 et 26% entre les deux clusters. La bifurcation entre clusters a eu lieu tôt lors de l'évolution du virus. L'insertion de 60 bases dans la région NS5A caractéristique du type 2 est absente chez les 2l. Donc, l'apparition et la fixation de celle-ci sont tardives dans l'évolution du virus. / The distribution of genotypes of hepatitis C virus (HCV) infection among blood donors French between 2008 and 2011 was analyzed in order to update our knowledge. Genotyping strains identified the diversity of circulating genotypes. Subtypes 1a, 1b and 3a are found predominantly (80 % of strains). Phylogenetic analysis showed a great variability in types 2 and 4 represented by many subtypes. The results show that risk behaviors tend to influence and reshape the distribution of these genotypes in the general population. Some subtypes are spreading risk groups where they eventually adopt an epidemic profile. Finally, donor selection and implementation of diagnostic tests reduced drastically blood contamination. Epidemic data were enriched of new knowledge about the evolution and classification of HCV. 15 complete coding sequences of several strains of type 2 have been characterized. Phylogenetic analysis reveals two distinct clusters. Cluster 1 includes most strains while cluster 2 includes subtype 2l. Genomes obtained have an ORF of 9042 to 9108 bases (3014-3036 amino acids). The average distances between subtypes are equal to 20% in cluster 1 and 26 % between the two clusters. The bifurcation between clusters occurred early during the evolution of the virus. The insertion of 60 bases in the NS5A region characteristic of Type 2 is absent in 2l. So the appearance and fixing it is late in the evolution of the virus.

Les invasions biologiques dans les agroécosystèmes engendrent de lourdes pertes économiques. Parmi les nombreuses espèces en cause, on retrouve les nématodes phytoparasites, vers microscopiques s’attaquant principalement aux racines. Présent dans tous les principaux pays producteurs de soya, le nématode à kyste du soya (NKS), Heterodera glycines, serait à lui seul responsable annuellement de plusieurs milliards de dollars de pertes. La rotation avec des cultivars résistants est le moyen le plus efficace de contrôler les populations de NKS, mais la surutilisation des mêmes lignées a conduit à la sélection d’individus virulents et mené à leur inefficacité. À ce jour, les mécanismes ainsi que les gènes de virulence associés au contournement de la résistance continuent de mystifier les scientifiques. Dans cette thèse, les effets des changements climatiques sur la reproduction et l’établissement du NKS ainsi que sur la phénologie de son hôte, le soya, ont été étudiés. Le premier modèle bioclimatique simulant le cycle de vie du NKS et du soya a été développé. Il a démontré que le nématode peut déjà se reproduire dans toutes les régions du Québec et que la hausse attendue des températures dans le futur proche (2041-2070) permettrait au NKS de pratiquement doubler le nombre de générations produites par saison de croissance dans toutes les régions. De plus, la production de soya issu du groupe de maturité I pourrait s’étendre à toutes les régions du Québec d’ici 2070. Une étude sur la distribution de la variabilité génétique entre 64 populations américaines et ontariennes et les gènes associés à diverses composantes bioclimatiques et leur rôle dans l’adaptation a également été réalisée. Celle-ci a révélé que la diversité génétique était très élevée entre les populations et qu’un flux de gène continu aurait facilité l’adaptation du NKS à diverses conditions bioclimatiques et son établissement dans toutes les régions nord-américaines où l’on produit du soya. Finalement, cette thèse présente l’analyse des génotypes du NKS et des gènes différentiellement exprimés sur des plants de soya résistant (Peking et PI88788) et sensible (Essex). En plus d’identifier plusieurs protéines liées à la virulence, cette étude a permis de mettre en évidence une région génomique sous forte pression évolutive. Cet îlot génique contient plusieurs répétitions en tandem qui ont divergé et dont certaines sont maintenant utilisées de façon sélective pour le contournement de différents types de résistance. / Biological invasions in agroecosystems are a major cause of economic losses. Plant parasitic nematodes are among the many species causing significant crop damages. The soybean cyst nematode (SCN) is causing billions of dollars of losses in all areas where soybean is produced. Rotation with resistant cultivars is the most effective mean of controlling SCN populations, but the overuse of the same lines has led to the selection of virulent individuals and the ineffectiveness of resistance. To this day, the virulence genes and mecanisms associated with the circumvention of resistance continue to mystify scientists. In this thesis, I explored the effects of climate change on the reproduction and establishment of SCN as well as on the phenology of its host, soybean. I have demonstrated that the nematode can already reproduce in all regions of Québec and that the expected rise in temperatures in the near future (2041-2070) will allow the development of more generations per growing season in all regions. In addition, I have demonstrated that the area suitable for the production of soybean from maturity group I will expand toward the north by 2070, further facilitating the expansion of SCN. I have also explored the genetic variability among more than 64 SCN populations from North America and analyzed the genes associated with various bioclimatic components and their role in adaptation. These analyses revealed that the genetic diversity was very high among SCN populations. This diversity associated with a continuous gene flow between populations has facilitated the adaptation of SCN to various bioclimatic conditions and its establishment in all US and Canadian soybean producing regions. Finaly, this thesis presents an analysis of the SCN genotypes and the differentially expressed genes associated with virulence in two resistant soybean lines (Peking and PI88788) and susceptible Essex. This work has identified several proteins associated with virulence and allowed the discovery of a genomic region under strong evolutionary pressure. This island contains several genes in tandem duplications that have diverged and are now used selectively for overcoming different sources of resistance.