Thèse (M.A.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 44-48. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Le premier objectif de ce travail a été d’étudier l’implication des lipopeptides de Bacillus spp. dans la colonisation de la rhizosphère de tomates. Alors que seules les souches produisant de la surfactine sont capables de coloniser un milieu synthétique, toutes les souches testées, colonisent la rhizosphère de tomates avec une plus ou moins bonne efficacité quelque soit leur propriété de production de lipopeptide(s). L’efficacité de la colonisation des racines de tomates est principalement espèce-dépendante. Ce n’est que quand une souche est déjà une bonne colonisatrice que la surfactine semble améliorer cette propriété. Le deuxième objectif a été de tester l’effet des lipopeptides surfactine et mycosubtiline contre le phytopathogène obligatoire de la laitue : Bremia lactucae. À l’échelle du laboratoire, la mycosubtiline à 100 mg/L réduit le pourcentage de plantes infestées de 70 %. La surfactine ne montre aucun effet contre le champignon. Un mélange de mycosubtiline et de surfactine à 50 mg/L chacun diminue le pourcentage de plantes infestées de 65 %. Il semble diminuer le nombre de spores par plante infestée alors que cette propriété n’est pas remarquée avec les autres traitements. L’utilisation de la mycosubtiline dans une serre de culture limite la maladie aux symptômes les moins sévères et protège les plantes saines d’une contamination croisée. L’action des lipopeptides dans la colonisation des racines par Bacillus spp. n’avait jamais été validée in situ. De même, c’est la première fois que l’activité des lipopeptides est testée contre un phytopathogène obligatoire. / The first aim of this work was to study the role played by the lipopeptides of Bacillus spp. in the colonization of the tomato rhizosphere. While only the strains producing surfactin are able to colonize a synthetic agar medium, all the strains are able to colonize the rhizosphere of tomatoes with a more or less good efficiency, whatever the lipopeptide(s) they have the capability to produce. The efficiency of the colonization of the tomato rhizosphere is species-dependant. However, surfactine seems to improve the efficiency of only the good colonizing strains. The second aim of this thesis was to test the effect of surfactin and mycosubtilin against a biotrophic parasite of lettuce: Bremia lactucae. Used at 100 mg/L, mycosubtilin reduces the percentage of infested plants of 70 %. Surfactin does not have effect against the fungy. A mixture of mycosubtilin and surfactin at both 50 mg/L decreases the percentage of infested plants of 65 %. This mixture seems to reduce the number of spore per infested plant while this property was not found for the other treatments. The use of mycosubtilin in a greenhouse confines the disease to the lowest classes of severity and protects the healthy plants from a cross contamination.The efficiency of lipopeptides of Bacillus spp. in root colonization by these bacteria was never tested in situ before. Furthermore, this is the first time that the activity of lipopeptides is validated against an obligate phytopathogen.

En Europe, et surtout en France, les producteurs maraîchers recourent à la technique des mottes cubiques pour cultiver leurs laitues (Thicoïpé, 1997). Au Québec, des problèmes d'étiolement, d'affaissement et de pomme lâche à la récolte ont toutefois été observés lors d'essais réalisés en sols organiques (Maltais et al., 2004). Ces problèmes étaient liés vraisemblablement à un taux de croissance excessif des laitues préparées en mottes cubiques (Dorais et al., 2001; Maltais et al., 2004; Martinez et al., 1996; Odet, 1989). Nous posons l'hypothèse que le taux de croissance et le développement en serre et au champ des plants cultivés en mottes cubiques peuvent être optimisés par un conditionnement nutritionnel approprié en serre. L'objectif général de cette étude est de déterminer comment conduire la fertilisation des mottes cubiques de manière à produire des récoltes abondantes et de qualité. Pour ce faire, différentes gestions de fertilisation (terreaux pauvre et riche; solutions de fertilisation ajustée à 0, 50, et 200 ppm avec fréquences faibles et élevées des apports) ont été étudiées de même que l'influence de la température de l'air (20 et 30°C) sur la qualité des transplants. L'expérimentation a été faite sur les laitues de type Boston var. Sinatra et Iceberg var. Ithaca. Une expérience préliminaire a été réalisée en cabinets à atmosphère contrôlée (CAC) avant d'effectuer des essais en serre et au champ. Les résultats des essais effectués en CAC, en serre et au champ conduisent en un point commun: l'utilisation d'un terreau avec une salinité élevée seule ou couplée à une fertilisation en serre peut mener à une diminution de la qualité des transplants en serre et à une baisse de la productivité des laitues de type Boston et Iceberg à la récolte.

La laitue étant une plante dite ±annuelle de jours longs¿, la floraison est normalement induite durant l'été. Grâce aux nouvelles variétés de laitue plus résistantes à la montaison, ce problème est moins important aujourd'hui que dans le passé. Toutefois, durant l'été très chaud de 2005, on a observé de nombreux champs de laitues dont les coeurs étaient très longs, avant même que la plante ait atteint un poids souhaitable pour le marché. Dans cette étude, nous avons 1) quantifié les effets de la photopériode et de la température nocturne sur la croissance des transplants en serre, 2) déterminé les conditions de photopériode et de température favorables à la croissance végétative de la laitue de type Iceberg et Romaine au champ et 3) développé une méthode de culture de transplants en serre permettant d'inhiber la montaison au champ. Cette étude montre que la longueur de la tige ainsi que l'indice de résistance à la montaison des laitues Romaine et Iceberg à la récolte est significativement réduite par les courtes photopériodes durant la phase transplant. De plus, une température nocturne élevée (22°C) pendant le stade transplant diminue l'indice de résistance à la montaison des laitues Romaine à la récolte

Les activités humaines agricoles, urbaines et industrielles, sans cesse croissantes, sont à l'origine d'une contamination de notre environnement par les métaux lourds. Alors que de nombreuses molécules organiques peuvent être dégradées, les métaux lourds ne le peuvent pas et leur concentration augmente régulièrement dans les sols et les eaux. Ceci expose les plantes à des concentrations croissantes de métaux lourds. L'accumulation de métaux lourds dans les plantes présente un risque toxique pour l'Homme, car les plantes cultivées sont le point d'entrée dans la chaîne alimentaire. Par comparaison aux autres espèces, la laitue «Lactuca sativa» a tendance à présenter des teneurs élevées en cadmium, un métal lourd très toxique dont la concentration croît régulièrement dans les sols cultivés pour des raisons environnementales. En termes de sécurité alimentaire, il est donc important de produire des variétés accumulant des teneurs en cadmium réduites, et la laitue est un bon modèle pour débuter ce type d'approche. L'objectif de notre thèse était de caractériser aux niveaux physiologique, génétique, et moléculaire, les déterminants majeurs contrôlant l'accumulation du cadmium chez la laitue. Notre objectif a été décliné en différentes opérations. Tout d'abord une analyse de diversité nous a permis de décrire la capacité d'accumulation de cadmium de 18 génotypes de laitue et de sélectionner des génotypes présentant des performances extrêmes vis-à-vis du cadmium. Ainsi, des génotypes présentant des performances extrêmes du point de vue de la tolérance au cadmium, de l'accumulation de cadmium et de la capacité de translocation du cadmium des racines vers les parties aériennes ont été sélectionnés. Dans une deuxième étape, nos variétés extrêmes pour les caractères d'accumulation de cadmium et de translocation de cadmium des racines vers la partie aérienne ont été utilisées pour développer une approche physiologique. L'objectif de cette approche était de montrer l'origine de leur variabilité afin de comprendre les déterminants physiologiques contrôlant l'accumulation du cadmium chez la laitue. Dans le cadre de cette approche, des expériences d'efflux faites en utilisant du cadmium radioactif (109Cd) ont montré que la variété la moins accumulatrice de cadmium se caractérise par un efflux de cadmium marqué plus important par comparaison aux autres variétés. Cette variété possède vraisemblablement un mécanisme d'efflux plus efficace par comparaison aux autres variétés qui pourraient être le déterminant majeur permettant d'obtenir une plus faible accumulation de cadmium chez cette variété. Notre étude a permis de montrer une forte corrélation positive entre teneur en cadmium et teneur en zinc. Ce qui a permis d'émettre l'hypothèse d'un transport très associé entre le cadmium et le zinc. / Cadmium is an extremely toxic pollutant causing a great number of diseases. It is a widespread metal which concentration rises in cultivated soils, thus exposing food or feed crops to it and ultimately causing potential major sanitary problems as a consequence of its entry in the food chain. Among the vegetable species used for food, lettuce shows one of the highest capacities of accumulating cadmium. Our objectives are to characterize mechanisms controlling cadmium accumulation in this species and identify the corresponding genetic determinants, ultimately aiming at breeding lettuce for cadmium under-accumulation.A phenotypical analysis of cadmium accumulation was carried out on 18 lettuce genotypes representing the genetic diversity of the species, revealing a great variability of response, both with respect to cadmium accumulation and cadmium translocation from roots to shoot. The lettuce genotypes displayed independent variations for both traits, and also between these traits and cadmium tolerance. In contrast, a very strong positive correlation linked cadmium and zinc accumulation. Increasing calcium and iron concentration in the culture medium had a protective effect against cadmium accumulation, however this characteristic did not discriminate the lettuce genotypes presenting extreme cadmium accumulation phenotypes. Interestingly, experiments measuring 109Cd influx in roots, 109Cd efflux from roots and 109Cd translocation from roots to shoots revealed that the genotype displaying the least cadmium accumulation could be discriminated from the genotype displaying the highest one by its markedly increased ability to efflux cadmium from the roots to the culture medium. Progeny analysis from crosses between the genotypes displaying extreme performances for cadmium accumulation, cadmium translocation from roots to shoots and cadmium tolerance revealed that none of these traits was supported by a single genetic determinism. QTL mapping is under development. Surprisingly, the genetic analysis demonstrated that the ability to limit cadmium accumulation (and thus probably to increase cadmium efflux from the roots) was recessive.In conclusion, phenotypic analysis of cadmium accumulation in a large set of lettuce genotypes revealed that a major determinant limiting cadmium accumulation in these species is the ability to efflux cadmium from the root to the culture medium.

La laitue (Lactuca saliva L.) est un légume-feuille de climat frais, ayant un cycle annuel. Son importance à la fois sociale et économique facilite la mise sur pied de programmes d'amélioration où les génotypes choisis sont préservés par clonage in vitro. Cette étude porte sur des facteurs d'ordres génétique, hormonal et cultural dans le but d'établir les conditions optimales pour la régénération des explantats, issus de bourgeons apicaux et axillaires, en plants de laitue producteurs de semences. La première expérience (chap. 1) cherchait à optimiser le processus d'excision des tissus sous-jacents de l'explantat. Quatre types de coupes (diamant « DNT », carré « CAR », diamétral « DAL » et transversal « TRA ») ont été effectués, à différents niveaux (3, 6 et 9 mm), sur l'explantat. Les résultats ont montré que les explantats issus de bourgeons apicaux régénèrent mieux que ceux provenant des axillaires et que la coupe DNT6 a induit le meilleur pourcentage de régénération en plantules viables. L'expérience suivante (chap. 2) étudie l'effet génétique du cultivar sur l'organogénèse. Pour ce faire, des explantats issus de bourgeons apicaux et axillaires ont été prélevés sur des cœurs provenant de 4 cultivars de laitue (Lactuca saliva L.) pommée (cvs. Estival, Ithaca, Eldorado) et romaine (cv. Sunbelt). Nous avons observé que les explantats issus de bourgeons apicaux sont encore ceux qui ont le mieux régénéré. De plus des différences génotypiques ont été décelées, bien que le pourcentage d'explantats régénérés en plantules viables n'ait pas été influencé par le cultivar. La troisième expérience surveille l'effet de différentes combinaisons d'acide 3-indoleacétique (AIA) et de 6-benzylaminopurine (BAP) sur le développement et la viabilité des plantules de laitue pommée issues de bourgeons apicaux. Les résultats ont montré que l'AIA n'a pas affecté la régénération des plantules de laitue tandis que la BAP a négativement influencé chacune des variables à l'étude en dehors du nombre de feuilles. Nous avons déduit que la régénération peut se faire sur un milieu de culture contenant uniquement de l'AIA à une faible concentration. Le problème lié à l'aseptisation en culture in vitro a été évoqué dans le chapitre 4. Une expérience exploratoire a permis de démontrer que l'aseptisation faite simplement avec de l'hypochlorite de sodium (NaOC1) donnait de meilleurs résultats qu'en combinaison avec du peroxyde d'hydrogène. Une seconde expérience a été effectuée en utilisant différentes concentrations de NaOC1 et durées d'exposition pour aseptiser des explantats issus de bourgeons apicaux et axillaires prélevés sur des cœurs de laitue pommée. Elle a révélé qu'une aseptisation faite avec du NaOC1 à 1.2% pendant 10 minutes donnait des résultats satisfaisants. En dernier lieu, le brunissement des tissus et du milieu de culture, a été abordé au chapitre 5. Trois types de traitements antioxydants ont été utilisés, pour la première fois, sur des explantats de laitue issus de bourgeons axillaires : l'application d'une période à l'obscurité en début de culture Gours); le trempage et la coupe dans une solution d'acide citrique et d'acide ascorbique; le trempage dans une solution et/ou la mise en culture dans un milieu contenant du polyvinylpyrrolidone (PVP). Bien qu'il n'y ait pas eu de différence au niveau de l'indice d'opacité du milieu entre ces traitements, nous avons constaté que le fait de tailler l'explantat dans une goutte d'acide ascorbique et d'acide citrique est à considérer puisque ce traitement est facile à appliquer en plus de favoriser le développement de feuilles (≥ 1 cm) et de racines (≥ 1 cm). En somme, pour régénérer des explantats en plantules de laitue saines et viables provenant de n'importe quel cultivar, il faut utiliser les bourgeons apicaux comme explantats et les aseptiser avec du NaOC1 1.2% pendant 10 minutes. Puis, les tissus sous-jacents aux bourgeons doivent être excisés selon un plan de coupe DNT6, dans une goutte de solution antioxydante avant que les bourgeons soient placés sur un milieu de culture contenant uniquement de l'AIA. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Lactuca saliva L., culture in vitro, bourgeons apicaux et axillaires, taille des explantats, hormones de croissance, aseptisation, brunissement

Au Canada, les producteurs de laitue au champ souhaitent améliorer l'irrigation afin de réduire les besoins en eau et le lessivage de l'azote et du phosphore dans le sol. Une bonne gestion peut mener à une utilisation plus rationnelle de l'eau, maximiser la productivité et réduire l'incidence de désordres physiologiques chez la laitue cultivée en mottes cubiques et en sol organique. Les hypothèses de cette étude sont que la productivité et l'incidence de la brûlure de la pointe de la laitue romaine sont affectées par le potentiel matriciel du sol qui varie selon les types de sol organique et la profondeur des contenants de culture. L'objectif général de cette étude est de mettre au point une régie d'irrigation adaptée aux besoins des cultures en sols organiques et aux contraintes environnementales et ainsi, obtenir une meilleure croissance végétale grâce à une meilleure synchronisation des besoins d'irrigation de la culture. Pour ce faire, différentes gestions d'irrigation ont été étudiées de même que l'influence de la profondeur de sol sur la croissance des transplants de laitue romaine. Des essais effectués en chambre de croissance (CAC) et en serre ont permis de conclure qu'une gestion de l'irrigation entre -20 et -30 kPa augmente la productivité de la laitue romaine à la récolte mais affecte peu l'incidence de la brûlure de la pointe.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Au Canada, 84 % de la production de laitue provient du Québec et s'effectue essentiellement sur des sols organiques. Toutefois, elle possède des risques importants de stress hydrique (brûlure de la pointe) lors de périodes à forte demande d'évapotranspiration qui peuvent être accentuées par une variabilité spatiale importante des propriétés physiques du sol. Une étude visant à évaluer la performance (consommation en eau et en énergie, lessivage et rendements) de deux échelles de gestion de l'irrigation de la laitue et à étudier les mécanismes de transport de l'eau dans le sol et leurs implications dans l'apparition de symptômes de brûlure de la pointe a été réalisée. Les résultats ont démontré la pertinence d'une gestion fine de l'irrigation, se soldant par un gain de rendement de l'ordre de 17 % lorsque le potentiel matriciel de départ de l'irrigation est maintenu à - 15 kPa lors de période à forte demande d'évapotranspiration.

Au Québec (Canada), la majorité de la production de laitues se fait en sol organique dans la région du sud de Montréal. Chaque année, les agriculteurs craignent l'apparition de la brûlure de la pointe, un désordre physiologique associé à une carence en calcium au niveau de la marge des jeunes feuilles en pleine expansion. Des essais en serres sur la laitue romaine ont été réalisés afin de mesurer l'effet de la brumisation, de l'irrigation, de l'application foliaire d'Apogée (un inhibiteur de croissance) et de l'application foliaire de calcium sur la croissance de la laitue et l'incidence de la brûlure de la pointe. Les résultats démontrent que les applications foliaires de calcium ont diminué significativement l'incidence et la sévérité de la brûlure de la pointe lorsque le calcium est appliqué fréquemment. Les traitements de brumisation, d'irrigation et d'application foliaire d'Apogée n'ont pas diminué significativement la brûlure de la pointe.