Thèse--Sc. nat.--Paris VI, 1981. / Bibliogr. p. 213-230.

Plusieurs études ont discuté du potentiel des cystatines en protection des plantes contre les insectes phytophages nuisibles. Ces protéines s'accumulent dans les tissus végétaux soumis à l'herbivorie, où elles exercent leurs fonctions protectrices en réprimant l'activité des protéases sécrétées dans le tube digestif de l'ennemi herbivore. Lorsque retrouvées en abondance dans la plante, les cystatines montrent un effet de protection mesurable, fonction de leur efficacité à interagir avec les protéases digestives de l'insecte. Dans le cas d'une forte inhibition, un déséquilibre fonctionnel est engendré, qui provoque un blocage de la digestion des protéines et une carence nutritionnelle menant à des troubles de développement. Un long processus coévolutif entre la plante et ses ennemis herbivores a mené toutefois à des adaptations métaboliques chez l'insecte en réponse aux inhibiteurs de protéases, qui lui permettent souvent d'éviter l'effet négatif des inhibiteurs ingérés. Pour cette raison, un grand intérêt a été porté au fil des ans à l'amélioration des qualités fonctionnelles des inhibiteurs de protéases par différentes approches du génie des protéines. Plusieurs chercheurs se sont intéressé, en particulier, au cas du doryphore de la pomme de terre (Leptinotarsa decemlineata Say), un insecte ravageur d'importance majeure dans les cultures de pommes de terre à travers le monde. Dans l'optique d'améliorer l'efficacité des cystatines contre les protéases digestives du doryphore, ce projet de thèse avait pour objectif d'explorer le potentiel d'une nouvelle approche du génie des protéines, le design par substitution de boucles' (de l'anglais Loop Replacement Design, ou LRD), pour en générer des variants à efficacité améliorée contre les protéases digestives de l'insecte cible. Un survol de la diversité fonctionnelle des cystatines végétales répertoriées dans la banque génomique GenBank a d'abord été réalisé pour identifier des cystatines candidates à capacités inhibitrices variées, à partir desquelles devaient ensuite être puisés les éléments fonctionnels pour le design des inhibiteurs hybrides. Les éléments fonctionnels sélectionnés ont été 'greffés' sur une cystatine modèle à potentiel inhibiteur modéré, la cystatine de tomate SlCYS8, pour la confection des cystatines hybrides à boucles substituées. Plus spécifiquement, des tests enzymatiques en laboratoire ont permis de confirmer le potentiel de l'approche LRD pour le design de cystatines améliorées. En bref, nos résultats ont démontré une amélioration significative du potentiel inhibiteur de la cystatine SlCYS8 modifiée de manière à inclure les sous-régions fonctionnelles de cystatines à plus fort potentiel inhibiteur, ils ont démontré, à l'inverse, un coût fonctionnel mesurable dans le cas des inhibiteurs hybrides intégrant les régions fonctionnelles de cystatines moins efficaces. Ces résultats confirmaient l'intérêt de l'approche LRD pour le développement de cystatines améliorées contre les protéases digestives d'un insecte nuisible et mettaient en relief, sur le plan biochimique, un découplage fonctionnel des différents éléments structuraux de ces protéines. À la lumière de ces conclusions et en complément au premier volet du projet, un deuxième volet a consisté à déterminer l'influence de la partie restante, ou « charpente » (de l'anglais : scaffold), des cystatines sur leur activité inhibitrice. Pour ce faire, les éléments fonctionnels de la cystatine SlCYS8 ont été greffés aux charpentes structurales d'autres cystatines. L'activité inhibitrice des hybrides générés a été évaluée ensuite pour déterminer si cet élément structural, qui n'est pas un élément fonctionnel à proprement parler, influençait l'activité de l'inhibiteur. En bref, nos données ont montré une influence marquée de la charpente des cystatines sur leur potentiel inhibiteur et la pertinence de considérer cet élément structural comme un « élément fonctionnel secondaire » dans toute stratégie d'ingénierie moléculaire des cystatines à des fins de phytoprotection. En somme, ce projet de thèse aura permis d'établir le potentiel d'une approche LRD pour la production de cystatines hybrides à forte activité inhibitrice contre les protéases digestives du doryphore de la pomme de terre. Nos travaux auront permis aussi de mettre en évidence l'influence, sur le plan fonctionnel, de la charpente protéique des cystatines, un élément structural négligé jusqu'ici dans le design de variants améliorés de ces protéines. Des travaux complémentaires seront maintenant bienvenus pour déterminer le potentiel protecteur des nouveaux hybrides exprimés in planta. Des travaux seront utiles également pour mesurer leur potentiel comme partenaires de fusions traductionnelles, une approche complémentaire aux stratégies actuelles de mutagénèse pour le design d'inhibiteurs de protéases hybrides à spectre d'action étendu.

En l'absence du texte intégral de Jeremy McNeil, conférencier invité lors de la 11e Journée Sciences et Savoirs de l'Acfas-Sudbury, les éditeurs présentent ici une bréve synthèse des propos tenus par McNeil, lors de son exposé et aussi lors de l'entrevue qu'il a accordé a Normand Renaud, a l'émission Au nord des sentiers battus, le 2 avril 2004. Nous remercions la Société Radio-Canada de nous avoir fourni une copie de cette entrevue et l'autorisation de nous en servir

Les parasitoïdes sont reconnus dans les agroécosystèmes pour jouer un rôle de régulation des insectes herbivores et favoriser un équilibre des communautés d’arthropodes aidant à réduire la dépendance aux pesticides. L'objectif principal consistait à effectuer une étude taxonomique des parasitoïdes des ravageurs lépidoptères de la canneberge (Vaccinium macrocarpon Aiton) dans les plantations commerciales au Centredu- Québec. Les objectifs spécifiques étaient de comparer la biodiversité des chenilles de lépidoptères et de leurs parasitoïdes entre les modes de gestion biologique et conventionnelle, ainsi que la densité et le parasitisme en champ de cinq ravageurs majeurs d’importance économique : Macaria sulphurea (Packard) (Geometridae), Macaria brunneata (Thunberg) (Geometridae), Xylena nupera (Linter) (Noctuidae), Rhopobota naevana (Hübner) (Tortricidae) et Sparganothis sulfureana (Clemens) (Tortricidae). Huit et 16 fermes ont été échantillonnées en 2012 et 2013 respectivement avec deux techniques complémentaires, le filet fauchoir et les observations visuelles directes. Les chenilles capturées (N = 1497), représentant 18 espèces, ont été mises en élevage individuellement sous conditions contrôlées pour détecter le parasitisme. Chaque année, les cinq ravageurs primaires composaient plus de 80% de la population larvaire. La biodiversité des ravageurs variait entre les deux modes de gestion; R. naevana était dominant sur les fermes biologiques alors qu’une plus grande richesse et équité de ravageurs ont été observées sur les fermes conventionnelles, M. sulphurea, M. brunneata et X. nupera étant les plus abondants. La communauté des parasitoïdes élevés (N = 171) était composée de 25 espèces ou taxons appartenant majoritairement aux genres Aleiodes, Meteorus, Microplitis, Oncophanes (Hymenoptera : Braconidae); Hyposoter, Exetastes, Phytodietus (Hymenoptera: Ichneumonidae); et Campylocheta, Nemorilla (Diptera: Tachinidae). Le parasitisme annuel était de l’ordre de 20 à 40% et variait en fonction des espèces hôtes et non des systèmes de gestion. Des quatre ravageurs primaires attaqués, celui le plus parasité a été X. nupera suivi de S. sulfureana, M. sulphurea et le moins parasité a été R. naevana. / Parasitoids are recognized as beneficial organisms in agro-ecosystems. They are known to play a role in the regulation of various herbivorous insects and their ecological function favors a balance of arthropod communities helping to reduce pesticides dependency. The main objective was to conduct a taxonomic study of the parasitoids of lepidopteran pests on commercial cranberry crop (Vaccinium macrocarpon Aiton) in Center-du-Québec. This study also aimed to compare the biodiversity of the caterpillars and their parasitoids under conventional vs organic managements as well as field density and parasitism of five major pest species of economic importance: Macaria sulphurea (Packard) (Geometridae), Macaria brunneata (Thunberg) (Geometridae), Xylena nupera (Linter) (Noctuidae), Rhopobota naevana (Hübner) (Tortricidae) and Sparganothis sulfureana (Clemens) (Tortricidae). Eight and 16 cranberry farms were sampled in 2012 and 2013, respectively, using two sampling techniques: sweep net and direct visual observations. A total of 1497 caterpillars, comprising 18 species, were captured and individually reared under controlled laboratory conditions to detect parasitism. The five primary pests made up more than 80% of the larval population each year. Pest biodiversity varied between the two pest managements: R. naevana was dominant on organic farms, whereas conventional farms had greater pest richness and evenness, M. sulphurea, M. brunneata and X. nupera being the most abundant. The reared parasitoid community (N = 171) was composed of 25 species or higher taxa and the most common species belong to the genera Aleiodes, Meteorus, Microplitis, Oncophanes (Hymenoptera: Braconidae); Hyposoter, Exetastes, Phytodietus (Hymenoptera: Ichneumonidae); and Campylocheta, Nemorilla (Diptera: Tachinidae). Parasitism differed depending on host biodiversity and not on farming systems. Among the four primary pests which were attacked, X. nupera was the most parasitized, followed by S. sulfureana, M. sulphurea and the least parasitized was R. naevana

Ce mémoire porte sur l'étude de nouvelles méthodes de détection précoce des maladies sur les plantes du cannabis avec de l'imagerie par tests non-destructifs. Ces méthodes permettent la détection des ravageurs sur les plantes du cannabis à l'état précoce à partir d'images multispectrales et ainsi facilitent l'automatisation de l'inspection et la surveillance des cultures. Le travail se sépare en trois parties. Premièrement, les différentes techniques utilisées dans ce domaine pour la détection des plantes malades ainsi que la surveillance de celle-ci seront détaillées. Ensuite, il sera question d'un article publié dans le cadre de la conférence SPIE Defense + Commercial Sensing (Ahmed, et al., 2023). Cet article propose une nouvelle méthode pour la détection précoce des maladies sur les plants de cannabis en utilisant l'intelligence artificielle et l'imagerie multispectrale. À ce jour, il s'agit du premier article disponible avec cette méthode testée sur des plants du cannabis. Il permet d'introduire le reste de ce mémoire puisque le travail fait dans le cadre de cet article a directement contribué au reste de la recherche. Il sera ensuite question du travail effectué pour obtenir des images multispectrales avec la caméra multispectrale Micasense Red-Edge. Nous parlerons de la nouvelle méthode qui a été appliquée pour réussir la détection. Pour terminer, nous montrerons les résultats de ce projet sous la forme de graphes et de tableaux des différentes prédictions

Les insectes ravageurs du gazon présents sur les terrains de golf du Québec sont la cause de l'application de pesticides de synthèse et entraînent des pertes économiques importantes à l'industrie du golf. Cette étude se divise en deux principaux volets soit 1-) de déterminer la distribution, l'abondance et l'écologie saisonnière des principaux insectes ravageurs du gazon sur les terrains de golf, et 2-) d'évaluer le potentiel de contrôle de nématodes entomopathogènes indigènes sur les terrains de golf du Québec. Le dépistage des insectes ravageurs sur 19 terrains de golf situés dans différentes régions du Québec en 2001, 2002 et 2003 indique que les populations les plus importantes de scarabée noir du gazon (Ataenius spretulus), d'Aphodius {Aphodius granarius) et de charançon du pâturin annuel (Listronotus maculicollis) se retrouvent dans le sud-ouest du Québec. Le ver gris (Agrotis ipsilon) est présent dans l'ensemble de la province alors que la tipule européenne {Tipula paludosa) se situe exclusivement dans la région de Québec. Le scarabée noir du gazon, Aphodius et la tipule européenne complètent une génération par année alors que deux générations sont observées chez le ver gris, une espèce migrante, et le charançon du pâturin annuel, lequel présente une génération à Rimouski. Des générations partielles et sans issues à la fin de la saison ont été observées pour le scarabée noir du gazon et le ver gris. L'échantillonnage de nématodes entomopathogènes réalisé en 2002 et 2003 sur 38 terrains de golf du Québec et de l'Ontario a permis d'isoler trois espèces de nématodes entomopathogènes: Steinernema carpocapsae, une première mention en Ontario, S. feltiae et S. kraussei, deux nouvelles mentions dans l'est du Canada. Steinernema feltiae s'est avéré l'espèce la plus virulente contre les larves de tipule européenne et les souches isolées lors de nos travaux n'ont pas démontré une activité supérieure à la souche commerciale à des températures froides. Afin d'optimiser l'efficacité des traitements, S. feltiae devrait donc être appliqué sur les terrains de golf du Québec lorsque les températures sont supérieures à 10°C.

La famille des Tephritidae comprend de nombreux ravageurs des cultures fruitières d'importance majeure. Leur contrôle nécessite des outils de lutte utilisables dans un contexte de développement durable de l'agriculture, telle que la lutte biologique. Fopius arisanus (Sonan) été introduit fin 2003 à La Réunion afin d'y limiter les populations des huit espèces de Tephritidae d'importance économique. Cette étude regroupe les travaux menés sur le comportement de sélection de l'hôte des femelles de F. arisanm. Elles parasitent toutes les espèces locales de Tephritidae nuisibles , mais préfèrent les espèces de la tribu des Dacini. Elles répondent à des infochimiques variés. Ce comportement généraliste peut les amener sur des fruits ou des Tephritidae non hôtes. Nous supposons que les interactions hôte-parasitoïde sont modelées par des mécanismes génériques. Nous discutons de l'adéquation entre ce comportement et la variabilité de son environnement originel.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / L'utilisation de cultures de couverture (CC) sur les rangs de vigne est une technique dont peu de viticulteurs québécois ont tenté l'application. Le but de cette recherche était d'offrir une nouvelle étude au Québec examinant le potentiel des CC pérennes pour la lutte biologique. L'objectif principal était d'évaluer les populations d'arthropodes présentes dans les CC ainsi que leur capacité à compétitionner les plantes adventices sans mettre en péril la production de la vigne et la qualité des fruits. L'expérience s'est déroulée sur trois années (2020-2022) et répétée sur deux vignobles. Le dispositif expérimental était en blocs aléatoires complets avec six traitements de CC : lotier corniculé (LotCor), aspérule odorante (AspOdo), épervière spp. (EpeSpp), thym serpolet (ThySer), enherbement spontané (EnhSpo) et sol à nu (SN). Le recouvrement de ThySer était supérieur à celui des autres traitements et celui-ci a presque triplé depuis son implantation. ThySer était la CC avec l'établissement le plus efficace, contrairement au AspOdo avec un recouvrement plus faible qu'à son année d'implantation. Par ailleurs, LotCor et EnhSpo ont conservé des hauteurs moyennes trop élevées pour être implantés sur le rang sans entretien. Un total de 22 428 arthropodes ont été collectés dans les CC et au sol. L'abondance en arthropode la plus élevée a été observée dans LotCor au niveau des CC. Inversement, une faible abondance a été observé dans le SN, une tendance s'étant également reflétée au niveau de la richesse taxonomique. Somme toute, tous les traitements avaient une abondance relative plus élevée d'arthropodes bénéfiques que phytophages, à l'exception de LotCor. Au terme du projet, les CC pérennes n'ont pas nui au rendement de la vigne ni la qualité des fruits. Ainsi, dans les conditions climatiques du Québec, les CC sur le rang en vignoble peuvent s'avérer pertinentes pour réduire les plantes adventices et améliorer la biodiversité entomologique. / Using in-row cover crops (CC) in Quebec viticulture is a marginal technique that few winegrowers have attempted. The aim of this research was to provide a new study in Quebec on in-row perennial and flowering CC from a biological control perspective. The main objective was to evaluate the arthropod populations present in the CC as well as their potential to compete weeds without compromising vine production and fruit quality. The experiment took place over three years (2020-2022) and was repeated on two vineyards. The experiment was a randomized complete block design with six CC treatments: bird's-foot trefoil (BFT), sweet woodruff (SweWoo), hawkweed spp. (HawSpp), creeping thyme (CreThy), spontaneous cover (SpoCov) and bare soil (BS). Soil coverage was higher in CreThy than the other treatments which almost tripled since its establishment. CreThy had the most efficient establishment, unlike the SweWoo which had a lower coverage than the year it was implemented. In addition, BFT and SpoCov average heights were too high to be planted on the row without maintenance. A total of 22 428 arthropods were collected at the CC level and at the ground level. BFT contained the highest arthropod abundance over the two years of the sampling, at the CC level. Conversely, BS had the lowest abundance, a trend that was also reflected for the taxonomic richness. Overall, relative abundance of beneficial arthropods was greater than phytophagous arthropods in all treatments, except for BFT. At the end of the project, the perennial CC did not influence vine yield and berries quality. Thus, in Quebec climatic conditions, in-row CC in vineyards can be relevant to reduce weed populations and enhance entomological biodiversity.

Dans les agroécosystèmes, l'utilisation de la biodiversité pour la régulation naturelle des arthropodes nuisibles vise à proposer une protection agroécologique des cultures, en alternative à la protection agrochimique actuelle. Notre étude a porté sur les agroécosystèmes à base de manguiers à La Réunion, avec l'objectif de comprendre les facteurs qui influencent la biodiversité et la régulation des arthropodes nuisibles. Cet agroécosystème est caractérisé par une importante diversité (797 espèces d'arthropodes et 114 espèces de plantes) et nos résultats ont révélé l'existence de contrôles ascendants et descendants positifs de cette biodiversité au sein des communautés. Nous avons également mis en évidence les services et disservices des espèces dominantes de fourmis envahissantes : deux d'entre elles fournissent un service de prédation et l'une d'elles réduit la diversité des ennemis naturels omnivores, ce qui semble expliquer la relation négative entre la diversité des omnivores et le service de prédation. Enfin, nous avons montré l'effet positif de la diversité des parasitoïdes et de la diversité des prédateurs, respectivement sur l'abondance des populations de la Cochenille des Seychelles et sur le service de prédation. Le seul effet significatif du paysage qui a été décelé est l'effet positif de la proportion des vergers de manguiers sur l'abondance du Thrips Sud-Africain des agrumes. L'ensemble de ces résultats nous permet d'identifier deux leviers pour la protection agroécologique des vergers de manguiers : l'implantation d'enherbements diversifiés dans les vergers ; la gestion collective du paysage en y limitant la proportion des vergers de manguiers. / In agroecosystems, the use of biodiversity for natural control of arthropod pests aims to propose an agroecological crop protection, as an alternative to current agrochemical protection. Our study focused on mango agroecosystems in Reunion Island, with the goal of understanding the factors that influence biodiversity and control of arthropod pests. This agroecosystem is characterized by a large diversity (797 arthropod species and 114 plant species) and our results highlight the positive bottom-up and top-down controls of biodiversity in communities. We also highlight the services provided by the dominant species of invasive ants in pest regulation. Two species provide a predation service, and one reduces the diversity of natural enemies of omnivores and appears to explain the negative relationship between omnivore diversity and predation. Finally, we highlight the positive effect of parasitoid diversity and predator diversity on, respectively, the abundance of Seychelles mealybugs and on predation in general. The only significant landscape effect measured in our work is the positive effect of the proportion of mango orchards on the abundance of South African citrus Thrips. These results allow us to identify two factors in the agroecological protection of mango orchards in Reunion: the management of diversified ground cover in orchards; and collective landscape management by limiting the proportion of mango orchards.

Au Québec, de nombreux arthropodes s'attaquent au pommier, entraînant des pertes de rendement pour les producteurs. Afin de minimiser ces pertes, les producteurs ont recours à différents traitements chimiques qui ont des conséquences négatives pour l'environnement et la santé humaine. L'objectif de ce projet de recherche était d'établir un aménagement végétal pour améliorer la lutte naturelle aux arthropodes ravageurs. Des plates-bandes de fleurs composées d'achillée millefeuille (Achillea millefolium L.) et de verge d'or du Canada (Solidago canadensis L.) (Asteraceae) ont été établies dans trois vergers de pommiers commerciaux au Québec, afin d'évaluer leur impact sur deux ravageurs du pommier et sur les principaux prédateurs. Les populations de l'hoplocampe des pommes Hoplocampa testudinea Klug et du puceron vert du pommier Aphis pomi DeGeer ont donc été suivies durant l'été 2008 à l'aide de pièges collants blancs et d'observations visuelles dans les vergers et au sein même des aménagements. Dans le même temps, les principaux prédateurs aphidiphages en verger ont été suivis, soit les Araneae, Cecidomyiidae, Chrysopidae, Coccinellidae, Hemerobiidae et Syrphidae. Chaque verger de pommiers comportait des parcelles aménagées (avec plate-bande de fleurs) et non aménagées (avec couvre-sol naturel) qui étaient comparées entre elles. La plate-bande de fleurs a eu un effet positif sur l'hoplocampe des pommes en réduisant significativement l'abondance des populations dans les parcelles aménagées. De plus, une étude en parallèle a permis de démontrer que l'huile essentielle d'achillée millefeuille avait un effet répulsif sur ce ravageur, en réduisant significativement la ponte et le nombre d'œufs dans les fleurs de pommiers. D'un autre côté, le pourcentage de dommages aux fruits était similaire entre les parcelles aménagées et non aménagées. La plate-bande de fleurs n'a pas eu d'effet sur le puceron vert du pommier ni sur les prédateurs aphidiphages, car les abondances n'étaient pas différentes entre les parcelles aménagées et non aménagées, ni entre la plate-bande de fleur et le couvre-sol naturel du verger. La plate-bande de fleurs n'a donc pas joué son rôle attractif attendu envers les arthropodes bénéfiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Aménagement végétal, plate-bande de fleurs, Malus sp., huile essentielle, Achillea millefolium, Solidago canadensis, Hoplocampa testudinea, Aphis pomi, prédateurs, Araneae, Coccinellidae, Syrphidae.