Les insectes ravageurs sont un fléau pour les forêts canadiennes, causant de lourdes pertes en termes de récoltes commerciales. L'un des plus importants ravageurs forestiers au Canada est la chenille de la tordeuse des bourgeons de l'épinette, Choristoneura fumiferana, laquelle contracte une infection au polydnavirus TrIV (Tranosema rostrale ichnovirus) lorsqu'elle est parasitée par la guêpe T. rostrale. TrIV entraîne alors un arrêt du développement chez ces chenilles, prolongeant leur vie larvaire et permettant ainsi aux oeufs et aux larves du parasitoïde de compléter leur croissance à l'intérieur de la larve parasitée. Le génome segmenté à ADN double-brin de TrIV contient huit familles de gènes connues, dont la famille TrV qui compte sept membres et qui semble unique au virus TrIV. Dans le cadre d'une analyse fonctionnelle des gènes de la famille TrV, j'ai évalué par qPCR à partir d'ARN totaux de C. fumiferana et de T. rostrale, l'abondance des transcrits de chacun des sept gènes chez des chenilles parasitées en fonction du temps et du site de transcription (tissu) ainsi que dans des ovaires de guêpes et chez des guêpes mâles. De plus, j'ai quantifié les segments génomiques portant les gènes de la famille TrV. Je démontre ici que l'expression de la plupart des gènes de cette famille atteint son maximum, chez la larve hôte, autour du troisième jour après la ponte, suivi par une diminution de la transcription. Le gène TrVl est le plus fortement transcrit, suivi de TrV2 et TrV7, autant chez des larves entières que dans des tissus spécifiques. Parmi ces tissus, l'abondance des transcrits est généralement plus élevée dans 1'epithelium cuticulaire que dans les autres tissus échantillonnés. Chez la guêpe, les transcrits de certains gènes de la famille TrV sont détectables dans l'ovaire, mais leur abondance est marginale lorsque comparée à celle mesurée chez les larves parasitées. Dans le génome de TrIV, une proportion plus grande des segments génomiques portant le gène TrVl semble en partie responsable de niveaux plus élevés de ses transcrits chez la larve parasitée. La forte expression des gènes TrVl, TrV2 et TrV7 dans les larves parasitées ainsi que leur présence négligeable dans les ovaires de guêpe, suggèrent qu'ils pourraient être impliqués dans l'induction de l'arrêt de développement chez l'hôte, suite à l'infection par le virus TrIV. Le gène TrV4 étant plus faiblement transcrit que ceux mentionnés précédemment, mais plus hâtivement, pourrait jouer un rôle dans l'évitement passif à la réponse immunitaire de l'hôte.

L’aquaculture est à la base de l’alimentation de nombreux pays orientaux où la demande croît constamment. Afin de répondre aux besoins alimentaires de la population, les aquaculteurs doivent souvent élever le poisson dans des conditions extrêmes et stressantes pour l’animal. Conséquemment, le système immunitaire des poissons est diminué et les infections bactériennes deviennent fréquentes. Plusieurs traitements antibactériens sont à la disposition des aquaculteurs, mais ceux-ci sont rarement souhaitables comme ils ont souvent une faible efficacité ou peuvent stresser davantage les individus élevés. Ainsi, l’investigation de nouveaux agents antibactériens potentiels est cruciale. La communauté scientifique s’est éveillée dans les dernières années aux propriétés antibactériennes, antifongiques et antivirales des huiles essentielles et de leurs composantes. Dans la présente étude, neuf composantes retrouvées dans différentes huiles essentielles ont été évaluées face à quatre des agents pathogènes les plus répandus en aquaculture, soit Aeromonas salmonicida, Flavobacterium columnare, Streptococcus iniae et Vibrio parahaemolyticus. La concentration minimale inhibitrice des neuf molécules a été déterminée, démontrant la cinnamaldéhyde comme étant le meilleur agent antibactérien parmi celles-ci. Des combinaisons de molécules ayant inhibé la croissance bactérienne n’ont pas démontré d’effet synergique lorsque combinées ensemble. La microscopie électronique à transmission a été utilisée pour observer les altérations visibles de la membrane bactérienne et des structures extracellulaires chez S. iniae après exposition à la cinnamaldéhyde. Aucune différence visible n’était observable entre les bactéries exposées et non exposées à la cinnamaldéhyde. La capacité de la cinnamaldéhyde à inhiber la formation de biofilm a été évaluée par coloration au cristal violet. Les résultats observés suggèrent que cette molécule peut affecter négativement la formation de biofilm de certaines bactéries à l’étude. À la lumière des résultats de cette étude, la cinnamaldéhyde semble être un agent antibactérien d’intérêt dans le traitement ou la prévention d’infections bactériennes en aquaculture.

La pourriture grise (Botrytis cinerea), l'anthracnose (Colletotrichum acutatum), l'oïdium (Podosphaera aphanis) et la tache angulaire (Xanthomonas fragariae) sont des maladies responsables de pertes considérables dans la production de fraises. Cette étude avait pour objectif d'évaluer les propriétés antibactériennes/antifongiques et prophylactiques de différents sels et extraits d'essences forestières envers B. cinerea, C. acutatum, P. aphanis et X. fragariae. Dans un premier temps, les concentrations minimales inhibitrices (CMIs) ou les concentrations minimales létales (CMLs) des extraits/sels à l'étude ont été déterminées contre B. cinerea, C. acutatum et X. fragariae. La comparaison des CMIs obtenues montre d'une part, que les extraits présentent une activité davantage antibactérienne qu'antifongique et d'autre part, que l'activité antibactérienne est de loin beaucoup plus marquée dans les extraits de feuilles/rameaux que dans les extraits d'écorces. Parmi les extraits testés, les extraits de feuilles d'érable argenté, de feuilles d'érable à sucre, de feuilles d'érable à sucre récoltées au sol à l'automne (FESRSA), de géraniine semi-purifiée et de géraniine purifiée à partir d'un extrait de FESRSA ont montré la plus forte activité antibactérienne. Avec des CMIs inférieures à 1 mg/mL, le sorbate de potassium, le benzoate de sodium et le métabisulfite de sodium ont montré parmi les sels testés la plus forte activité inhibitrice envers B. cinerea ou X. fragariae. Dans un deuxième temps, l'effet de différents extraits/sels sur le développement des maladies a été évalué lors d'essais menés sur des fraisiers cultivés en serre. Ainsi, différentes concentrations des extraits/sels ont été appliquées sur le feuillage de fraisiers inoculés avec l'un ou l'autre des agents pathogènes. Les résultats obtenus montrent que l'application de l'extrait de feuilles d'érable à sucre et de l'extrait de feuilles d'érable argenté permet une réduction intéressante de la tache angulaire. Toutefois, l'application foliaire des extraits/sels n'a pas réduit les symptômes d'oïdium, d'anthracnose ou de pourriture grise comparativement aux traitements témoins.

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.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / La leishmaniose est la maladie parasitaire la plus mortelle après le paludisme et il n'existe pas de vaccin chez l'homme. Des traitements sont actuellement disponibles, mais ils sont coûteux, présentent des effets secondaires non négligeables, sont peu spécifiques et des résistances émergent. Les principales molécules utilisées sont les dérivés d'antimoine pentavalent, l'amphotéricine B, la miltefosine et la paromomycine. Découvrir de nouvelles molécules, préciser le mécanisme d'action des molécules anti-leishmania connues et plus généralement étudier la résistance est donc essentiel dans la lutte contre la leishmaniose. Ceci permettra d'améliorer l'utilisation des drogues, de minimiser l'apparition de résistances et de préciser les mécanismes employés par les parasites. Dans la cadre de cette thèse, mes objectifs étaient de déterminer le potentiel thérapeutique de molécules en développement ainsi que d'élucider les mécanismes de résistance et les cibles de médicaments connus ou en développement chez Leishmania. Dans le Chapitre 1 j'ai étudié le potentiel thérapeutique de trente-huit nouveaux composés thiophène. Une sélection de mutants couplée au séquençage haut débit (Sel-seq) criblée avec le candidat GC1-19, ayant une activité plus spécifique contre L. infantum JPCM5, a permis de mettre en évidence une conversion génique au niveau du locus ABCG2, impliquée dans la résistance. L'étude de cette molécule par clonage fonctionnel couplé au séquençage haut débit (Cos-seq) a démontré que la surexpression d'une tryparédoxine peroxydase est responsable d'une faible résistance au composé GC1-19. Les dérivés thiophènes sont donc des constructions d'intérêt pour le développement de médicaments contre la leishmaniose et les criblages Sel-seq et Cos-seq sont efficaces pour déterminer quels sont les gènes impliqués dans la résistance. Afin de mieux comprendre le métabolisme des folates, j'ai réalisé une mutagenèse chimique couplée au séquençage haut débit (Mut-seq) de L. major Friedlin avec une sélection au méthotrexate (MTX) (Chapitre 2). Vingt clones ayant une diminution de la susceptibilité au MTX de 2 à 400 fois ont été séquencés. Des mutations récurrentes ont été observés dans des gènes connus pour être impliqués dans le métabolisme des folates, dont les gènes FT1, DHFR-TS et PTR1, ou dans des gènes qui n'avaient jamais été associés au métabolisme des folates comme la L-galactolactone oxidase et une méthyltransférase. Pour la première fois, j'ai mis en évidence des mutations ponctuelles et des évènements de conversion géniques dans FT1, ainsi que des mutations ponctuelles dans DHFR-TS qui confèrent de la résistance au MTX. J'ai également démontré un effet dominant positif de deux mutations dans PTR1 ainsi que d'une mutation dans DHFR-TS. La sur-expression des versions sauvages de la L-galactolactone oxidase et d'une méthyltransférase dans les mutants appropriés les resensibilise au MTX. Le Mut-seq a également montré son efficacité lorsqu'il est couplé à une sélection avec du SbIII (Chapitre 4). Il a permis de mettre en évidence la kinase CDPK1, impliquée à la fois dans la résistance à la PMM et au SbIII. Son inactivation partielle confère de la résistance au SbIII et il reste à déterminer si les mutations ponctuelles retrouvées sont responsables de la résistance observée. Ces études montrent l'importance de l'utilisation de nouveaux criblages fonctionnels, ici le Mut-seq, pour découvrir de nouveaux gènes ayant un lien avec la résistance ainsi que de nouveaux mécanismes employés par le parasite au niveau de gènes déjà associés à la résistance. Le transporteur AdoMet et les transporteurs de folate FT1 et FT5, des transporteurs membranaires de la famille des FBTs localisés sur le chromosome 10, ont été caractérisé fonctionnellement. Dans le Chapitre 3, la totalité de ce locus ainsi qu'un FBT sur le chromosome 19 ont été étudié par délétion génique et expériences de localisation cellulaire. La délétion du locus du chromosome 10, contenant 7 gènes FBT, confère de la résistance à la sinefungine et au MTX. Six de ces protéines sont situées au niveau de la membrane plasmique, tout comme le FBT présent sur le chromosome 19. La délétion de ce dernier n'impacte pas la susceptibilité au MTX. Ensemble, ces travaux de recherche montrent l'efficacité et la complémentarité des criblages génomiques Sel-seq, Mut-seq et Cos-seq pour découvrir de nouveaux mécanismes de résistance et des cibles cellulaires. Ces criblages ont montré leur utilité aussi bien en réalisant la sélection avec un médicament utilisé contre la leishmaniose en thérapie, les antimoniés, mais aussi avec un médicament utilisé contre d'autres maladies, le MTX, ou encore lors de sélections avec des composés en développement comme les dérivés thiophènes. / Leishmaniasis is the deadliest parasitic disease after malaria and there is no vaccine for humans. Treatments are currently available, but they are expensive, have significant side effects, are not very specific, and resistance is emerging. The main molecules used are pentavalent antimony derivatives, amphotericin B, miltefosine and paromomycin. Discovering new molecules, clarifying the mechanism of action of known anti-leishmanial molecules and more generally studying resistance are therefore essential in the fight against leishmaniasis. This will make it possible to improve the use of drugs, reduce the appearance of resistance and clarify the mechanisms deployed by the parasites. As part of this thesis, my objectives were to determine the therapeutic potential of molecules in development as well as to elucidate the resistance mechanisms and targets of drugs known or in development against Leishmania. In Chapter 1, I studied the therapeutic potential of thirty-eight new thiophene compounds. A Sel-seq screen with the candidate GC1-19, being more active against L. infantum JPCM5, made it possible to highlight a gene conversion event at the ABCG2 locus, involved in resistance. The study of this molecule by Cos-seq screening demonstrated that the overexpression of a tryparedoxin peroxidase is responsible for low resistance to the compound GC1-19. Thiophene derivatives are therefore scaffolds of interest for the development of drugs against leishmaniasis and Sel-seq and Cos-seq screens are effective in determining which genes are involved in resistance. In order to better understand folate metabolism, I performed a Mut-seq screen coupled with methotrexate (MTX) selection in L. major Friedlin (Chapter 2). Twenty clones with a 2- to 400-fold decrease in MTX susceptibility were sequenced. Recurrent mutations have been observed in genes known to be involved in folate metabolism, including the FT1, DHFR-TS and PTR1 genes, or in genes previously not associated with folate metabolism such as L-galactolactone oxidase and a methyltransferase. For the first time, I demonstrated point mutations and gene conversion events in FT1, as well as point mutations in DHFR-TS that confer resistance to MTX. I also demonstrated a dominant positive effect of two mutations in PTR1 as well as one mutation in DHFR-TS. Overexpression of wild-type versions of L-galactolactone oxidase and a methyltransferase in the appropriate mutants resensitize them to MTX. Mut-seq has also shown its effectiveness when coupled with selection with SbIII (Chapter 4). It made it possible to highlight the CDPK1 kinase, involved in both resistance to paromomycin and SbIII. Its partial inactivation confers resistance to SbIII and it remains to be determined whether the point mutations found are responsible for the observed phenotype. These studies show the importance of using new functional screens, here Mut-seq, to discover new genes linked to resistance as well as new mechanisms used by the parasite at the level of genes already associated with resistance. The AdoMet transporter and the folate transporters FT1 and FT5, as well as other membrane transporters of the FBT family located on chromosome 10, were functionally characterized. In Chapter 3, this entire locus as well as an FBT on chromosome 19 were studied by gene deletion and cellular localization experiments. Deletion of the chromosome 10 locus, containing 7 FBT genes, confers resistance to sinefungin and MTX. Six of these proteins are located at the plasma membrane, similarly to the FBT gene product encoded on chromosome 19. Deletion of the latter does not impact susceptibility to MTX. Together, this research shows the effectiveness and complementarity of Sel-seq, Mut-seq and Cos-seq genomic screens to discover new resistance mechanisms and cellular targets. These screenings have shown their usefulness both by carrying out selection with a drug used against leishmaniasis in therapy, antimonials, but also with a drug used against other diseases, MTX, or even during selections with compounds in development such as thiophene derivatives.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2005. / Titre de l'écran-titre (visionné le 9 février 2006). Bibliogr.

Le maïs-grain (Zea mays L.) est la principale culture céréalière au Québec. Son rendement est très influencé par la compétition des mauvaises herbes. Le premier objectif de cette étude est d'évaluer la période critique de désherbage dés mauvaises herbes dans le maïs à deux stations situées dans les régions de Montréal et M Québec durant les années 2004 et 2005. Les traitements appliqués pour déterminer la période critique de compétition sont basés sur le stade foliaire du maïs. Le deuxième objectif est de savoir si dans les conditions de champ, les premiers signes de variations du ratio rouge sur rouge lointain coïncident avec le développement d'une réponse morphologique d'évitement de l'ombre par le maïs (élongation des entre-noeuds, augmentation de la surface foliaire, augmentation du ratio de la biomasse sèche des parties aériennes sur celle des racines). Cette réponse peut être un important facteur pour expliquer la compétition hâtive des adventices avec le maïs. La biomasse sèche des parties aériennes et des racines, la surface foliaire, la hauteur du maïs ainsi que le ratio rouge sur rouge lointain de la lumière environnante ont été mesurés à chaque stade foliaire du maïs pour deux traitements : enherbé et désherbé durant toute la saison de croissance. En utilisant une perte de rendement acceptable de 5%, la période critique de désherbage s'est située entre les stades 4 et 10 feuilles dans la région de Québec. La période critique dans la région de Montréal n'a pu être déterminée à cause de la superposition des deux courbes de période critique. Ceci indique qu'un seul désherbage était suffisant au stade 8 feuilles pour prévenir les pertes de rendement. Concernant l'étude sur la morphologie, la seule caractéristique d'évitement de l'ombre présente en début de saison est l'élongation des entre-noeuds qui apparaît au stade 4 feuilles. / Field corn (Zea mays L.) is the main grain crop in Québec. Corn yields are markedly influenced by weed competition. During 2004 and 2005, the critical period of weed control in field corn was evaluated at two locations (Montréal and Québec city area). The treatments applied to determine the critical period of competition were based on corn leaf stages. In addition, corn shoot and root dry weights, leaf area, height and the red/ far-red ratio of the light environment, were measured at each of these corn leaf stages for two treatments: season long weedy plots and weed-free control plots. The main objective of this study is to determine if under field conditions, the red: far-red ratio has an influence on corn morphology through the development of shade avoidance response (elongated internodes, greater leaf area, low root to shoot dry weight ratio). This response may be an important factor for explaining the early-season weed competition in corn. Using an acceptable 5% yield loss, the critical period is between 4- and 10- leaf stage at the Québec location. The critical period in the Montréal location could not be determined since the curves to establish the critical period overlap. This indicates that a single weed control at the 8- leaf stage was sufficient to prevent yield loss in corn. The study of corn morphology study indicates that the internodes elongation is the only shade avoidance characteristic present on corn seedlings early in the season at the 4- leaf stage.

L’influence de la coupe partielle à deux intensités, soit 25% et 40% de réduction de la surface terrière, sur le taux de parasitisme chez l’arpenteuse de la pruche, Lambdina fiscellaria (Guinée), et la tordeuse des bourgeons de l’épinette, Choristoneura fumiferana (Clemens) a été étudiée. Un an après les traitements, le taux de parasitisme chez les chrysalides de l’arpenteuse de la pruche a significativement diminué dans les parcelles à 40% de coupe partielle, alors que l’année suivante, aucune influence significative des traitements n’a été démontrée. Deux ans après les traitements, le taux de parasitisme chez les larves de la tordeuse des bourgeons de l’épinette a significativement diminué suite aux coupes partielles. Cependant, cet effet n’a pas été observé l’année suivante. En outre, la présente étude démontre que l’utilisation de nourriture artificielle pour produire des larves sentinelles de la tordeuse n’influence pas significativement les taux de parasitisme observés sur le terrain. / This study investigates the influence of partial cutting at two intensities, 25% and 40% stand basal area removed, on parasitism of hemlock looper, Lambdina fiscellaria (Guinée), and spruce budworm, Choristoneura fumiferana (Clemens). In plots with 40% partial cutting the parasitism of hemlock looper pupae was significantly reduced one year after treatments but, the treatments did not significantly influence parasitism the following year. Two years after treatments, parasitism of fourth and fifth instar spruce budworm larvae was significantly reduced by partial cutting of both intensities. However, once again, this influence disappeared in the following year. In addition, the present study demonstrates that artificial rearing diet of the spruce budworm does not significantly influence parasitism of exposed larvae in the field.

Le silicium (Si) est reconnu pour avoir plusieurs effets bénéfiques chez les plantes capables de l’absorber. Quoique son rôle dans la réduction de différents stress abiotiques et biotiques soit largement documenté, ses effets potentiels sur le soya sont peu connus puisque la capacité de cette plante à absorber le Si n’a jamais été clairement définie. Pourtant, cette plante pourrait potentiellement bénéficier d’un apport en Si pour augmenter sa résistance à plusieurs agents pathogènes, dont Phakopsora pachyrhizi, agent de la rouille asiatique. Mon projet visait donc 1) à évaluer et quantifier la déposition de Si dans les feuilles de plants de soya amendés avec Si et 2) de valider si cette absorption permet d’augmenter la résistance des plants à la rouille asiatique. Cinq cultivars de soya ont été utilisés afin de vérifier s’il existait une différence intervariétale. La déposition de Si a été vérifiée par analyse en microscopie à rayons X et par dosage ICP-OES et la sévérité de la maladie a été évaluée. Les résultats préliminaires avec le cv. Williams 82 ont révélé une faible capacité d’absorption chez les plants et un effet négligeable de l’apport en Si sur la maladie. Toutefois, lorsque le traitement en Si a été évalué chez plusieurs cultivars, une absorption différentielle a été observée et le cv. Hikmok sorip s’est avéré particulièrement apte à accumuler le Si. Fait intéressant, les plants de ce même cultivar ont démontré une immunité presque parfaite à la rouille lorsque traités avec du Si. Cette résistance semble être le résultat d’une réaction hypersensible. Nos résultats démontrent ainsi qu’un apport en Si chez le soya peut avoir un effet bénéfique contre la rouille asiatique dans la mesure où les plants traités appartiennent à un cultivar ayant une prédisposition naturelle pour absorber le Si.

Les mauvaises herbes sont souvent distribuées en îlots dans les champs agricoles. Cette disposition est propice au désherbage localisé. Cependant, cette pratique agricole est peu adoptée par les producteurs agricoles et plusieurs défis restent à relever pour sa mise en pratique fiable et économique. Cette thèse tente de répondre à trois questions fondamentales qui ont peu été étudiées, et qui sont nécessaires pour l'élaboration de plusieurs stratégies de mise en pratique du désherbage localisé. Les données utilisées sont des photos numériques de la couverture par les mauvaises herbes acquises sur la totalité de la surface de 19 parcelles de 1 ha en maïs grain. Le premier objectif était de vérifier si des capteurs optiques pouvait être utilisés dans les entre-rangs pour déterminer les besoins en herbicide sur le rang de maïs adjacent. Les résultats de ce chapitre ont démontré qu'en moyenne il n'y avait pas de différence entre la couverture par les mauvaises herbes du rang et de l'entre-rang dans 61 % des champs visités, mais qu'en comparant les zones adjacentes une à une, une erreur d'inférence de plus de 27 % s'en suivait. La deuxième partie consistait à vérifier le lien existant entre la structure spatiale d'un couvert multi-espèces et les types de mauvaises herbes présents. Les résultats de cette partie ont démontré que la structure spatiale d'un couvert multi-espèces n'est pas liée à la dominance d'un type de mauvaises herbes en particulier, que les monocotylédones et les dicotylédones sont associées de façon aléatoire et que le fait de distinguer les types de mauvaises herbes permet de détecter une structure en îlots dans 32 % des cas comparativement à 21 % dans les cas sans distinction des types de mauvaises herbes. Finalement, une technique a été développée permettant d'identifier les champs ayant un meilleur potentiel pour le désherbage localisé par un échantillonnage systématique sommaire. Les résultats de ce chapitre ont permis d'élaborer une technique utilisant la ségrégation spatiale et le niveau d'infestation pour déterminer le potentiel d'un champ pour le désherbage localisé. Nos estimés suggèrent que cette technique pourrait prendre moins de 6 minutes par hectare à l'aide d'un véhicule tout terrain.