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

La nécessité de gérer certaines espèces surabondantes entrant en conflit avec l'humain devient de plus en plus fréquente avec l'étalement urbain. La présence de nombreux goélands attirés dans les lieux d'enfouissement techniques (LET) est un problème répandu car ces oiseaux peuvent être une nuisance importante pour les employés du site et les résidents de la région. Les gestionnaires de LET sont donc souvent incités à mettre en place des programmes d'effarouchement afin de dissuader les goélands de se nourrir dans les déchets. C'est le cas de deux LET de la région de Montréal situés à proximité de la plus grande colonie de Goélands à bec cerclé (Larus delawarensis) au Québec. Le choix des méthodes d'effarouchement doit considérer à la fois leur efficacité, l'aspect éthique et social et les coûts financiers. Notre premier objectif était d'évaluer l'efficacité du tir de billes de caoutchouc, une méthode non létale n'ayant jamais été testée pour l'effarouchement des oiseaux, en combinaison avec l'utilisation de pyrotechnie. Nous avons comparé cette technique à l'abattage sélectif, une méthode éthiquement discutable. Notre deuxième objectif était de comparer l'efficacité à court et long terme de l'abattage sélectif à un programme intégré de fauconnerie, méthode a priori plus acceptable éthiquement mais impliquant des coûts importants. Des décomptes quotidiens en 2010 et l'utilisation de données historiques ont permis de quantifier l'efficacité des différentes méthodes. Nous avons aussi utilisé les données d'une étude concomitante suivant les mouvements des goélands depuis la colonie vers leurs sites d:alimentation. Le tir de billes de caoutchouc s'est avéré inefficace pour dissuader les goélands de fréquenter les LET par rapport aux périodes sans effarouchement. L'abattage permettait de diminuer l'utilisation du site de 38% par rapport au tir de billes de caoutchouc. Cette méthode d'effarouchement, si utilisée comme durant notre expérience, ne pourra donc pas servir d'alternative à l'abattage. Le programme de fauconnerie s'est avéré plus efficace que l'abattage sélectif à court et long terme. Ceci résultait de la quasi impossibilité pour les goélands de se nourrir dans le LET, et ce du lever au coucher du soleil, sept jours par semaine. La mortalité des goélands associée à la fauconnerie était négligeable et 56 fois moindre qu'avec l'abattage. La fauconnerie demeure donc la méthode éthique la plus efficace grâce à l'utilisation de prédateurs naturels. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Goéland à bec cerclé, effarouchement, lieux d'enfouissement technique, gestion des espèces nuisibles

La ville est un habitat ‘neuf', dynamique et encore peu étudié, le plus souvent sous l'angle des communautés d'espèces et peu sous celui des populations. Souvent traité comme une matrice hostile au vivant, cet habitat est pourtant propice à la colonisation et au maintien d'espèces comme la pie bavarde. Ce travail traite des causes et des conséquences de la colonisation et de l'établissement récents de la pie en France dans les paysages urbanisés. Elle part d'une question locale sur le contrôle des populations dans les parcs urbains (Département de la Seine-Saint-Denis) car la pie est un prédateur de passereaux au nid et ses forts effectifs en ville inquiètent. Mais si globalement les effectifs de pies sont en croissance en ville, ils seraient aussi en déclin à la campagne. Les 2 objectifs de cette thèse ont donc été de comprendre ce contraste d'évolution des populations entre ville et campagne et d'évaluer l'impact de la pie sur la conservation des autres espèces d'oiseaux.<br />Nous montrons l'influence de l'habitat le long d'un gradient urbain sur le fonctionnement spatial et la démographie des populations de pies. La croissance des effectifs en ville implique une meilleure fécondité et la disparition locale des populations à la campagne serait due à une baisse de la survie des populations. A la campagne, nos résultats tendent à prouver les effets négatifs du piégeage. Nous montrons aussi les effets de la qualité de l'habitat notamment au travers de la nourriture apportée par l'homme en ville. En revanche, la corneille noire, une espèce en croissance et le principal compétiteur et prédateur de la pie, n'aurait pas impact sur la dynamique d'évolution des pies en France.<br />Quelles implications pour la gestion des populations de cette espèce considérée comme ‘nuisible' ? Quelles sont les conséquences de l'expansion rapide de la pie dans les parcs urbains sur l'avifaune native ? Testé par un retrait expérimental de pies, nous ne montrons pas d'impact de ce prédateur sur les populations et les communautés d'oiseaux. A l'avenir, si le contrôle des populations de pies était nécessaire, nous présentons les meilleures stratégies de piégeage afin de permettre un contrôle local des effectifs sans compromettre la conservation de cette espèce en France.

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

La caractérisation de la variabilité spatiale des conditions agrométéorologiques est essentielle à la prévision des insectes ravageurs et des maladies des cultures (IRMC) et à leur gestion spécifique par site. L’objectif de notre étude a été de modéliser, estimer et spatialiser à l'échelle locale et régionale des indicateurs agrométéorologiques (IAM) ainsi que leurs incertitudes. L'imagerie multispectrale et la thermographie infrarouge aéroportée ont été utilisées pour estimer à l'échelle locale des IAM dont le NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), la proportion de couverture végétale (PCV), la température de surface (TS) et l'indice TVDI (Temperature/Vegetation Dryness Index) de l’humidité de surface. Deux nouveaux indicateurs ont été proposés: l’indicateur MTVX (Modified Temperature/Vegetation Index) de la température de l’air près de la surface (TAPS), et l’indice des conditions de stress thermique des cultures (ISTC). Les IAM ont été estimés à l'échelle régionale à l’aide des images satellite AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer). Les incertitudes résultantes (ICR) des IAM ont été formulées sur la base de la loi de propagation des incertitudes. La spatialisation des IAM a été réalisée selon une approche dynamique basée sur un krigeage multivariable intégrant les facteurs dominants de leur variabilité spatiale. Les IAM ont démontré de fortes variabilités intraparcellaires, locales et régionales. Ils permettent de répondre aux besoins de caractérisation des conditions agrométéorologiques qui régissent les occurrences et le développement des IRMC. Des corrélations élevées ont été observées entre les mesures d'occurrence de plusieurs IRMC des cultures maraîchères et les indicateurs thermiques TS, TVDI, MTVX et ISTC. Celles-ci démontrent que les conditions de température qui prédominent à la surface des champs influencent davantage les IRMC. Ces indicateurs devraient être privilégiés dans la prévision des IRMC et dans la mise en place d’approche de gestion intégrée des ravageurs. Les aspects novateurs de la modélisation des indicateurs MTVX et ISTC, la formulation des ICR et leur estimation en tout point du territoire, la mise en place d'un cadre formel basé sur les ICR et un coefficient de performance globale pour évaluer et comparer différents modèles d'estimation des IAM, ainsi que l’approche de spatialisation dynamique, constituent des apports majeurs de notre étude. / The characterization of the spatial variability of agrometeorological conditions is essential to the prediction and site-specific management of crop pests and diseases (CPD). The aim of our study was to model, estimate and spatialize local and regional agrometeorological indicators (AMI) and their uncertainties. Airborne multispectral imaging and infrared thermography were used to estimate AMIs at local scale such as the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Percent Canopy Cover (PCC), Surface Temperature (ST) and the Temperature/Vegetation dryness index (TVDI), an indicator of surface moisture. Two new indicators were also proposed: the Crop Heat Stress Index (CHSI) and the Modified Temperature/Vegetation Index (MTVX), an indicator of the near-surface air temperature. AMIs were estimated at the regional scale using satellite images from the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR). The formulation of resultant uncertainties (RUC) of AMIs was based on the law of propagation of uncertainty. The spatialization of observed AMIs in-field was performed using a dynamic approach based on a multivariate kriging that integrated the dominant factors of their spatial variability. AMIs showed a high spatial variability at intra-site, local, and regional scales. They meet the need of the characterization of agrometeorological conditions under which the CPDs appear and develop. High correlations were observed between measures of the occurrence of several vegetable CPDs and thermal indicators like ST, TVDI, MTVX, and CHSI. These correlations show that surface temperature and near-surface air temperature have the most influence on the occurrence and the development of CPDs. Therefore, these indicators should be used in forecasting and in the implementation of an Integrated Pest Management (IPM) approach. Major contributions of our study are the innovative aspects of the modeling of indicators MTVX and ISTC, the formulation of the RUs of AMIs and their estimation anywhere in the area of interest, the establishment of a formal framework based on RUs and a global performance index to evaluate and compare different models used to estimate AMIs, and the dynamic spatialization approach.

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.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.