Les nématodes à kystes sont l’un des bioagresseurs causant le plus de dégâts sur les cultures de pommes de terre. La résistance trouvée chez l'accession spl88S.329.18, issue de l'espèce Solanum sparsipilum est caractérisée par un déterminisme oligogénique avec un QTL à localisé sur le chromosome V (GpaVspl) et un QTL mineur localisé sur le chromosome XI(GpaXIspl). Pour obtenir une résistance de haut niveau, l'effet du QTL GpaVspl, doit êtrecomplémenté par celui du QTL à effet faible GpaXIspl. Par génomique comparative, le locusGpaV a été localisé dans un intervalle compris entre 16 et 60 kb sur les génomes de la tomateet des espèces apparentées à la pomme de terre, Solanum demissum et Solanum phureja. Deuxgènes ont été annotés dans cet intervalle sur les génomes de la tomate et de S. demissum : lepremier appartient à la famille des TIR-NBS-LRR (TNL), famille de gènes de résistanceclassiques, et le second appartient à la famille des « mitochondrial, transcription terminationfactor » (mTERF), dont l’implication dans des mécanismes de résistance n’a jamais étédémontrée.Les objectifs de ma thèse étaient d'identifier le(s) gène(s) responsable(s) de la résistance àG. pallida, conférée par le locus GpaVspl, et d'étudier sa régulation. Suite à la publication de laséquence du génome de S. phureja, en 2011, nous avons mis en évidence que le locus GpaVétait dupliqué chez S. phureja et que cette duplication était également présente chezS. sparsipilum. Les quatre gènes annotés au locus GpaVspl ont été nommésSpl_mTERF18430, Spl_TNL18429, Spl_mTERF18453 et Spl_TNL18428.L'effet des deux gènes Spl_mTERF18430 et Spl_TNL18428 sur la résistance à G. pallida aété analysé via des expériences de transformation génétique suivies par des tests de résistancesur les plantes transformées. Un effet partiel du gène Spl_TNL18428 sur la résistance àG. pallida a été mis en évidence par complémentation de plantes sensibles. Aucun effetsignificatif n'a été détecté pour le gène Spl_mTERF18430. Des expériences d'extinctiongénique suggèrent que le deuxième gène TIR-NBS-LRR, Spl_TNL18429, qui est égalementexprimé dans les racines et qui présente un fort pourcentage d'identité de séquence avec legène Spl_TNL18428, pourrait également être impliqué dans la résistance à G. pallida.L'expression du gène rapporteur GFP, placé sous le contrôle du promoteur du gèneSpl_TNL18428, est fortement induite dans les cellules situées autour du syncytium. Cecirenforce l'hypothèse d'une implication du gène Spl_TNL18428 dans la résistance à G. pallida,car la localisation de l'expression de la GFP est similaire à celle de la nécrose, qui estcaractéristique de la réaction développée par les plantes résistantes autour du syncytium induitpar les nématodes.En tenant compte des données bibliographiques récentes, montrant que plusieurs gènes NBSLRRpeuvent être indispensables à l'expression d'une résistance, nos résultats suggèrent queles deux gènes Spl_TNL18428 et Spl_TNL18429 sont nécessaires à l'expression de larésistance à G. pallida / Cyst nematodes are one of the pests that cause the most damage to potato cultures. Resistance found in the accession spl88S.329.18 in Solanum sparsipilum is characterized by oligogenic determinism with a strong effect QTL on chromosome V (GpaVspl) and a minor effect QTL on chromosome XI (GpaXIspl). To obtain a high level of resistance, the effect of QTL GpaVspl must be complemented by the low effect QTL GpaXIspl. By comparative genomics, the GpaV locus was located in a range between 16 and 60 kb in genomes of tomato and potato related species: Solanum demissum and Solanum phureja. Two genes were annotated: the first belonging to the TIR -NBS -LRR gene family (TNL) and the second one belonging to the “mitochondrial transcription termination factor” family (mTERF). The effect of both genes -Spl_TNL18428 and Spl_mTERF18430- on resistance to G. pallida were analyzed via genetic transformation experiments followed by resistance tests on transformed plants. A partial effect of Spl_TNL18428 on resistance to G. pallida was identified by complementation of susceptible plants. Gene silencing experiments suggested that Spl_TNL18429, which occurs in roots and presents a high percentage of sequence identity with the gene Spl_TNL18428, is also involved in resistance to G. pallida. The expression of the GFP reporter gene, under the control of the Spl_TNL18428 gene promoter, is strongly induced in cells located around the syncytium. This strengthens the hypothesis of an involvement of Spl_TNL18428 gene in resistance to G. pallida, because the location of GFP expression is similar to necrosis, which is characteristic of resistant plants. Taking into account that recent data showing that several NBS-LRR genes may be essential for the expression of resistance, our results suggest that both Spl_TNL18428 and Spl_TNL18429 genes are necessary for the expression of resistance to G. pallida

L'ovulation est le processus de rupture du follicule ovarien qui conduit à la libération d'un ovocyte dans l'oviducte pour la fécondation. Le processus ovulatoire est initié par un pic de LH qui conduit à l'activation du récepteur EGF (EGFR) dans les cellules de la granulosa (CG) qui stimule par conséquent l'expression de plusieurs gènes pré-ovulatoires essentiels. Environ 15% de l'infertilité chez les vaches est due à la présence de kystes ovariens qui se développent normalement à partir de follicules pré-ovulatoires qui n'ovulent pas. Chez les femmes et les rongeurs, alors que l'activité physiologique des effecteurs de signalisation Hippo semble essentielle pour la signalisation de l'EGF dans les CG, leur dérégulation peut jouer un rôle important dans les troubles kystiques anovulatoires. À notre connaissance, aucune étude n'a rapporté les rôles physiologiques ou physiopathologiques des effecteurs de la voie Hippo liés à l'ovulation ou à la formation de kystes ovariens chez les bovins. Les principaux objectifs de la présente thèse étaient donc (1) d'élucider l'importance de l'activité physiologique des effecteurs de signalisation Hippo dans la cascade pré-ovulatoire et dans l'ovulation chez les ruminants, et (2) de déterminer si la dérégulation de YAP dans le CG bovin est impliquée dans la pathogenèse de la maladie kystique des ovaires (MKO). Les résultats sont séparés en 2 articles. Dans le premier article, nous avons d'abord utilisé un système de culture de CG préovulatoire bien défini pour montrer que la signalisation YAP est essentielle pour l'expression de l'EGFR et des gènes cibles en aval EREG, EGR1 et TNFAIP6. Plus important encore, en utilisant un système d'injection folliculaire guidée par ultrasons, nous avons également montré que l'inhibiteur classique de la signalisation Hippo, la vertéporfine, inhibe l'ovulation induite par la GnRH in vivo chez les bovins. Dans le deuxième article, nous avons utilisé un modèle bovin de MKO spontanée pour montrer que l'abondance de l'ARNm et des protéines de YAP est significativement plus élevée dans les cellules de la granulosa et de la thèque (CT) isolées des follicules kystiques (structures folliculaires d'au moins 20 mm de diamètre) par rapport aux types de cellules respectifs isolés à partir de grands follicules non kystiques (≥12 mm). De plus, le schéma de phosphorylation de YAP et l'abondance accrue d'ARNm codant pour les gènes cibles YAP-TEAD classiques suggèrent que l'activité transcriptionnelle de YAP est augmentée dans les CG des kystes folliculaires par rapport aux grands follicules non kystiques. Ensemble, ces résultats montrent pour la première fois que la voie Hippo est essentielle à la cascade ovulatoire chez les bovins et que sa dérégulation peut jouer un rôle clé dans la pathogenèse de la maladie kystique des ovaires chez cette espèce. / Ovulation is the process of rupture of the ovarian follicle, which leads to the release of an oocyte into the oviduct for fertilization. The ovulatory process is initiated by a surge of LH that leads to the activation of the EGF receptor (EGFR) in granulosa cells (GC) which consequently stimulates the expression of several essential ovulatory genes. About 15% of infertility in cows is due to the presence of ovarian cysts that generally develop from pre-ovulatory follicles that fail to ovulate. In women and rodents, in addition to the essential physiological activity of Hippo signalling effectors for the EGF signalling in GC, their deregulation also plays an important role in anovulatory cystic disorders. To the best of our knowledge, no studies report physiological or pathophysiological roles of Hippo pathway effectors related to ovulation or ovarian cyst formation in cattle. The main objectives of the present thesis were, therefore, (1) to elucidate the importance of the physiological activity of Hippo signaling effectors in the pre-ovulatory cascade and in ovulation in ruminants and (2) to determine whether dysregulation of YAP in bovine GC is implicated in the pathogenesis of the cystic ovarian disease (COD). The results are separated into 2 articles. In the first article, we employed a well-defined preovulatory GC culture system to show that YAP signaling is essential for expressing EGFR and the downstream target genes EREG, EGR1 and TNFAIP6. Most importantly, using an ultrasound-guided follicular injection system, we have also shown that the classic Hippo signaling inhibitor verteporfin inhibits GnRH-induced ovulation in vivo in cattle. In the second article, we employed a bovine model of spontaneous COD to show that YAP mRNA and protein abundance are significantly higher in granulosa and theca (TC) cells isolated from cystic follicles (follicular structures of at least 20 mm in diameter) compared to the respective cell types isolated from large non-cystic follicles (≥12 mm). Moreover, the phosphorylation pattern of YAP and the increased abundance of mRNA encoding classical YAP-TEAD target genes suggest that the transcriptional activity of YAP is increased in GC of follicular cysts compared to large non-cystic follicles. Together, these results show for the first time that the Hippo pathway is critical to the ovulatory cascade in cattle and its dysregulation may play a key role in the pathogenesis of cystic ovarian disease in this species.

Toxoplasma gondii est un parasite intracellulaire responsable de la toxoplasmose. Lors de l’infection aiguë, le parasite se divise dans une vacuole parasitophore (VP), compartiment d’interactions avec la cellule hôte. La VP se modifie pour former un kyste qui persiste au cours de la phase chronique. Le rôle des protéines de granules denses (GRA) dans ce processus est suggéré par leur abondance dans la VP et la paroi kystique. Par des approches de génétique inverse et de protéomique, le but de ce travail visait à préciser au plan moléculaire, le rôle de la protéine GRA5. En utilisant un modèle de différenciation parasitaire in vitro, l’étude des phénotypes d’un mutant invalidé du gène gra5 a permis de découvrir son rôle clé dans la formation des kystes par le maintien 1/ de l’intégrité de la membrane délimitant la VP en cours de différenciation, 2/ de l’accumulation d’autres composants parasitaires dans la VP et 3/ de son interaction avec le reticulum endoplasmique de l’hôte. / Toxoplasmosis, which is caused by the intracellular parasite Toxoplasma gondii is characterized by a life-long chronic infection. The parasites replicate inside a parasitophorous vacuole (PV), which evolves into a persistent cyst. The molecular mechanisms governing the differentiation process are poorly characterized. It is known that the dense granules proteins (GRA) are major components of both the PV and the cyst wall, enabling their interaction with the host cells. Using a Prugniaud cystogenic type II strain in which the gra5 gene was invalidated and a combination of cellular and proteomic approaches, we discovered that GRA5 regulates i) the molecular content of the PV, ii) the PV interaction with the host endoplasmic reticulum and iii) host cell homeostasis,that is necessary to ensure the formation of a stable cyst wall.

Les ostéoclastes, les seules cellules capables de résorber l’os, sont soupçonnés d’être associés au développement et à la progression des radiotransparences sous-chondrales (SR). Ils n’ont par contre jamais été étudiés in situ. Les objectifs de cette étude cadavérique ex vivo étaient de mesurer et de comparer la densité ostéoclastique et le pourcentage de chondroclastes se trouvant à différentes profondeurs de l’os sous-chondral à partir de la surface articulaire dans le condyle fémoral médial (CFM) de chevaux Pur-sang juvéniles sains et atteints de SR hâtives spontanées. Les spécimens provenaient d’une banque de tissus et faisaient partie d’une étude précédente sur les caractéristiques structurelles des SR. La tomodensitométrie identifiait les CFM atteints de SR (n=6) et guidait les coupes ostéochondrales. Les contrôles de l’étude étaient composés d’un site histologiquement normal et caudal à la lésion (n=6) et du site controlatéral à la lésion dans le CFM sain (n=5). Après la décalcification et la fixation dans la paraffine, les spécimens étaient colorés à l’immunohistochimie afin de mettre en évidence les ostéoclastes présents dans l’os en périphérie des SR. Les spécimens étaient ensuite séparés en régions d’intérêt (ROI) à différentes profondeurs de l’os sous-chondral: ROI1 (0-1mm), ROI2 (1-3mm) et ROI3 (3-6mm). Les ostéoclastes ont été comptés dans chaque ROI pour calculer leur densité ostéoclastique respective. Les lames ont été contre-colorées avec la Safranine afin d’identifier le cartilage et mesurer le pourcentage de chondroclastes. La densité ostéoclastique était statistiquement plus élevée dans la ROI1 comparativement à la ROI3 dans tous les groupes. Cependant, aucune différence significative n’a été détectée en comparant les ROI entre les groupes, même si la densité ostéoclastique était supérieure dans la ROI1 des SR. Malgré une proportion de chondroclastes dans la ROI1 des SR inférieure à celle des contrôles, aucune différence significative n’a été détectée. La limite principale de cette étude se révéla être la taille de l’échantillon. Nos résultats démontrent cependant que la pathophysiologie des SR n’est pas uniquement expliquée par l’augmentation du nombre d’ostéoclastes dans l’os sous-chondral en périphérie des lésions. / There is a knowledge gap concerning how and when equine medial femoral condyle (MFC) subchondral radiolucencies (SR) arise and evolve. Osteoclasts, the only cells capable of bone resorption, are believed to have a role, but have not been studied in situ. The objectives of this ex vivo cadaveric study were to measure and compare the osteoclast density and the percentage of chondroclasts in juvenile (<1 year) Thoroughbred MFCs at varying depths from the weightbearing articular surface in both healthy and early spontaneous MFC SR specimens. The MFCs were available in a tissue bank and were part of a prior study of the structural characteristics of SRs. Computed tomography permitted identification of MFC SR (n=6) and guided osteochondral slab sections. Controls included a histologically normal site caudal to the lesions (n=6) and the healthy contralateral MFC lesion site (n=5). Following decalcification, paraffin embedding sections were cut and stained immunohistochemically with Cathepsin K to permit osteoclast identification and counting. The sections were divided into regions of interest (ROI) at different depths in the subchondral bone from the osteochondral junction: ROI1 (0-1mm), ROI2 (1-3mm) and ROI3 (3-6mm). Osteoclasts were counted in each ROI in order to calculate an osteoclast density. A Safranin-O counterstain was performed to identify the cartilage and measure the chondroclasts percentage. Osteoclast density was significantly higher in ROI1 when compared with ROI3 in all groups. When ROIs were compared between the three groups, no statistically significant differences were detected, even if a visible pattern difference and higher osteoclast density values were recorded in ROI1 in SRs. However, although the proportion of chondroclasts in ROI1 was lower in the SR sections when compared with controls, no significant difference was detected. The main limitation was the limited sample size. Osteoclasts are important actors in MFC subchondral bone development, digesting both growth cartilage (chondroclasts) and bone, but the pathophysiology of early MFC SRs cannot be explained solely by an increased osteoclast presence in the peripheral subchondral bone.

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.