Des écosystèmes sahéliens ont été étudiés afin de préciser le rôle de la symbiose mycorhizienne et de la flore mycorhizosphérique dans la structuration des communautés végétales. Les expérimentations ont porté sur trois états d’évolution des systèmes sol–microorganismes–plantes : (i) l’implication des champignons mycorhiziens à arbuscules (champignons MA) dans les mécanismes de co-existence végétale dans un écosystème herbacé faiblement anthropisé ; (ii) l’étude de l’influence des champignons MA dans l’atténuation des effets allélopathiques des essences exotiques à croissance rapide [Gmelina arborea, Eucalyptus camaldulensis] sur les organismes natifs (communautés microbiennes et herbacées) et enfin, (iii) l’étude de l’invasion du sol par une herbacée exotique (Amaranthus viridis) sur la structure et le fonctionnement de certaines communautés microbiennes du sol (champignons MA, bactéries totales, rhizobia), la disponibilité dans le sol de C, N, P et la régénération de cinq espèces d’Acacia sahélien. Les résultats indiquent que (i) la présence et l’abondance des champignons MA dans le sol, ainsi que la richesse en phosphore, peuvent fortement influencer la répartition des espèces végétales ; (ii) les champignons MA constituent des agents biologiques qui favorisent la croissance des plantes et permettent de restaurer les sols dégradés et de promouvoir la biodiversité végétale et enfin, (iii) l’invasion de Amaranthus viridis, une espèce végétale peu mycotrophe, modifie profondément certaines caractéristiques biochimiques du sol et réduit significativement les potentiels infectieux mycorhizien et rhizobien dans le sol, compromettant ainsi la survie des plants d’Acacia. Cependant, l’inoculation des plants avec des propagules de champignon MA permet d’atténuer significativement l’effet dépressif de la plante invasive sur le développement des Acacias. / Sahelian ecosystems have been studied to define the role of mycorrhizal symbiosis and mycorrhizospheric flora in plant communities’ structuration. The study concerns three main levels of soil – microorganisms – plant systems evolution: (i) the implication of Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) like Agent-mediated coexistence processes in an herbaceous weakly disturbed ecosystem; (ii) the study of the impact of AMF like Agent-mediated allelopathic effect of exotic fast growing trees [Gmelina arborea Roxb, Eucalyptus camaldulensis] on endogenous organisms (herbaceous and soil microbial communities) and lastly, (iii) the study of soil invasion by an exotic herbaceous plant [Amaranthus viridis] on soil microbial community (AMF, total bacteria, rhizobia) structure and function, on C, N, P availability in soil and, on the regeneration of five sahelian Acacia species. The results indicate that (i) the presence and abundance of AMF in soils, associated with P availability, could strongly mediate plant species coexistence processes and thus, determine plant species partitioning in terrestrial ecosystems; (ii) AMF’s are biological agents which optimize plant growth, restore degraded lands and promote plant biodiversity and finally, (iii) Amaranthus viridis, a very weakly mycotrophic plant species, alters soil chemistry and promotes a reduction in soil mycorrhizal and rhizobial communities after its invasion, thus compromising the survival of Acacia seedlings. Furthermore an increase in soil mycorrhizal propagules could make it possible to mitigate significantly the depressive effect of the invasive plant on the re-establishment of these Acacia species.

Thèse de doctorat : Géosciences : Nancy 1 : 2009. Thèse de doctorat : Géosciences : Université Cheikh Anta Diop de Dakar (Sénégal) : 2009. / Titre provenant de l'écran-titre.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Interaction plantes - microorganismes : Toulouse 3 : 2008. / Thèse en accès restreint. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 165-183.

Thèse (de maîtrise)--Université Laval, 2002. / Bibliogr.: f. 32-35. Publié aussi en version électronique.

Les espèces végétales exotiques peuvent devenir envahissantes une fois naturalisées sur un nouveau territoire. La méthode de lutte la plus efficace étant la prévention, il est primordial de pouvoir prédire à l'avance si une nouvelle espèce introduite deviendra envahissante. Afin d'en arriver à un outil d'aide à la décision facile d'utilisation, il importe de développer des modèles plus simples, ayant peut-être un pouvoir explicatif moins grand, mais qui seront par contre plus faciles à comprendre et à utiliser. Il est possible de simplifier un modèle en utilisant moins de variables mais en les choisissant mieux, sur une base théorique. Le but de ce mémoire est donc de tester la force de la relation liant l'aire de répartition d'origine eurasiatique avec l'abondance et l'étendue de l'aire de répartition d'introduction en Amérique du Nord. La variable explicative principale, l'aire de répartition d'origine eurasiatique, a été utilisée avec deux autres covariables, soit le temps de résidence sur le continent nord-américain et le cycle de vie des espèces afin de bâtir un modèle statistique. Ce dernier a été testé à deux échelles géographiques, soit à l'échelle d'un pays entier, les États-Unis, et à une échelle plus régionale. L'utilisation de spécimens d'herbier et d'autres sources de données disponibles en ligne a permis de construire une base de données comportant un grand nombre d'espèces (N = 481). Les modèles ont révélé qu'avec peu de variables explicatives, il est possible d'expliquer une proportion importante du phénomène d'envahissement et d'abondance (> 40 %) dans certaines régions des États-Unis. Cette recherche contribue au développement d'un outil d'aide à la décision simple et démontre qu'il est possible d'expliquer une partie importante le phénomène d'abondance et d'étendue des espèces exotiques grâce à des données disponibles et à un petit nombre de variables bien sélectionnées.

Thèse (de maîtrise )--Université Laval, 2006. / Bibliogr.: f. 30-35. Présenté aussi en version électronique.

Les arbustes éricacées sont réputés pour nuire à la croissance de l’épinette noire (Picea mariana (Mill.) [B.S.P.]) par une forte compétition pour les ressources. L’ouverture de la voûte forestière par la coupe peut intensifier cette compétition et mener à l’envahissement des plantes éricacées. L’objectif de ce projet de recherche était d’expliquer, par l’évaluation de la réponse des traits fonctionnels, le potentiel d’envahissement des éricacées et la stagnation de la croissance de la régénération naturelle d’épinette noire après coupe dans le domaine de la pessière noire à mousses de l’est. Le premier volet de la thèse démontre que le thé du Labrador (Rhododendron groenlandicum [Oeder] Kron & Judd) s’acclimate rapidement à l’augmentation de lumière causée par la coupe, spécialement dans les coupes les plus intenses, par des modifications physiolgiques. De son côté, les traits morphologiques de l’épinette noire n’ont pas répondu au changement d’environement créé par la coupe, indicant soit une absence ou un délai d’acclimatation. La deuxième expérience terrain a permis de constater que la photosynthèse de l’épinette noire était influencée négativement par la présence des plantes éricacées sur le parterre de coupe, et ce, peu importe la qualité de la station étudiée. Cette réduction du taux de photosynthèse serait attribuable à la plus faible disponibilité en azote minéral dans les parcelles témoin résultant d’une forte compétition souterraine des plantes éricacées pour les ressources nutritives du sol. Une troisième expérience en serre a démontré que la masse foliaire par unité de surface (LMA) du Rhododendron et du Kalmia a diminué avec l’ombrage. L’épinette noire a montré une taux d’absorption et un taux d’absorption spécifique supérieurs à des niveaux d’azote plus élevés comparativement aux éricacées. La plasiticité envers la lumière fut supérieure pour le Kalmia (sauf pour la LMA) et celle envers l’addition d’azote fut supérieure pour le Rhododendron et l’épinette suggérant que la plasticité des traits est en accord avec le statut successionnel des espèces. / Ericaceous shrubs are known to impair black spruce (Picea mariana (Mill.) [B.S.P.]) growth by creating a strong competition for below and aboveground resources. Opening of the forest canopy with harvest can intensify this competition and lead to enroachment of ericaceous shrub. Our objective was to explain, through evaluation response of functional traits, ericaceous potential enroachment after logging and stagnant growth of black spruce advance regeneration in the Quebec’s eastern black spruce-feathermoss sub-domain. The first chapter demonstrated the rapid acclimation of bog Labrador tea (Rhododendron groenlandicum [Oeder] Kron & Judd) to higher light availability created by logging, especially in the more intense treatements, through a modification of both physiological leaf traits. On the other hand, black spruce leaf traits did not respond to changes in environement associated with logging; this may indicate either an absence or a delay in acclimation. In a second field experiment, black spruce photosynthetic rate was negatively influenced by ericaceous shrub presence on the cutting area, regardless of the site fertility quality. The lower photosynthesis rate of black spruce, when associated with ericaceous shrubs, could be resulting of a lower mineral soil nitrogen availability created by a greater belowground competition for ressources form the ericaceous shrubs. A third experiment under greenhouse conditions showed that Rhododendron and Kalmia leaf mass per unit of area (LMA) was reduced by shading, but was similar for black spruce. There were few differences in trait response to N addition among species. Black spruce showed higher absorption rate and specific absorption rate at higher N levels, compared to the two ericads. Plasticity to light was higher for Kalmia (except for LMA) and plasticity for nitrogen addition was higher for Rhododendron black spruce suggesting that trait plasticity is in accordance with successional status of these species.

Les dommages causés par les pathogènes des plantes sont une menace redoutable pour l’environnement, la diversité, ainsi que pour une partie considérable des ressources naturelles forestières et agronomiques telles que les arbres, les plantes et les récoltes. Les endroits situés à proximité des ports d’importation pour le commerce international et des sites de décharge de déchets verts sont considérés comme étant à risque pour l’introduction d’organismes exotiques et indésirables tels que des insectes, des phytopathogènes et des plantes envahissantes. Bien qu’il existe plusieurs méthodes développées et validées selon des standards établis visant à détecter certains genres préoccupants ou espèces ciblées, la plupart d’entre elles sont mal adaptées aux analyses à grande échelle ou sont limitées en ce qui concerne le nombre d’organismes différents pouvant être détectés simultanément. L’objectif principal de ce projet était de développer une méthode de détection nouvelle, plus rapide, à haut débit, hyper sensible et couvrant de plus grandes superficies afin de contribuer à l’amélioration des méthodes de dépistage et de lutte contre les phytopathogènes et les espèces envahissantes. Le projet a tiré avantage d’enquêtes en entomologie d’envergure nationale et préétablies par l’Agence Canadienne d’Inspection des Aliments en réutilisant les liquides de préservation provenant de pièges à insectes. Ces pièges, en plus de pièges à spores et de pièges à granules de pollen issus du butinage par des abeilles, ont été utilisés pour recueillir des échantillons environnementaux à travers le Canada. Le développement d’un pipeline bio-informatique adapté aux types d’organismes recherchés a permis de supporter et d’analyser efficacement les grandes charges de données produites par la plateforme de séquençage de nouvelle génération (SNG) Ion Torrent. De plus, la conception d’amorces de fusion a conféré un pouvoir de multiplexage significatif aux analyses. Le pipeline intégré au métabarcodage a permis d’effectuer la biosurveillance d’entités phytopathogènes fongiques et oomycètes, de plantes envahissantes ainsi que de localiser des régions géographiques d’intérêt où des organismes indésirables ont été trouvés. Les résultats suggèrent l’existence de pathosystèmes entre des insectes xylophages et des maladies fongiques n’ayant jamais été reportés auparavant. De plus, certains pathogènes fongiques et leurs plantes hôtes ont été trouvés dans les échantillons de granules de pollen, et les espèces de plantes identifiées par SNG corroboraient avec l’identification visuelle des plantes ayant été effectuée sur le terrain. Certains des résultats obtenus par métabarcodage ont été validés avec des tests qPCR spécifiques à certaines espèces cibles, ce qui a confirmé le pouvoir et la sensibilité de cette nouvelle méthode. Par exemple, de minimes quantités de propagules d’espèces de Phytophthora spp. ont été obtenues. Plusieurs espèces faisant partie de genres préoccupants ont été détectées, dont les champignons phytopathogènes Heterobasidion annosum s.s., H. abietinum/H. parviporum, Leptographium spp., Ophiostoma spp., Gremmeniella spp. et Geosmithia spp. et les oomycètes phytopathogènes Peronospora spp., Pythium spp. et Phytophthora spp. Ces résultats prometteurs indiquent que des organismes de réglementation de partout dans le monde pourraient ajouter cette méthode de métabarcodage à leur boîte à outils servant à faire la biosurveillance et la détection d’espèces réglementées. Dans le cas où des zones nécessitant des enquêtes approfondies étaient localisées selon les résultats de métagénomique, des tests qPCR ou tout autre test validé demeurent essentiels, surtout lorsqu’il s’agit d’identifier des espèces critiques comme des ravageurs réglementés. En outre, comme les technologies de séquençage évoluent continuellement, elles produisent des données dont la qualité s’améliore constamment, et ce, à moindre coût. Par conséquent, il est anticipé que la qualité des bases de données sur lesquelles repose le métabarcodage se perfectionne du même coup, permettant également d’augmenter la capacité de résolution de la nouvelle méthodologie décrite. / Damage caused by plant pathogens represents a devastating threat to the environment, diversity, and a significant part of natural forest and agronomic resources such as trees, plants, and crops. Areas that are in close proximity to international trade ports and green waste disposal facilities are considered high-risk introduction sites for exotic and unwanted organisms such as insects, phytopathogens, and invasive plants. Although there are many standard methods developed to detect numerous specific genera of concern or target species, most are ill-suited for large-scale screening, or are limited in the number of different organisms that can be assessed at a time. The main objective of this project was to develop a new detection method which is fast, high-throughput, highly sensitive, and targets vast survey areas, in order to contribute in the improvement of the methods for screening and battling of phytopathogens and invasive species. Spore traps, insect traps, and honeybee-foraged pollen clusters were used to collect environmental samples across Canada. The project took advantage of entomology surveys conducted by the Canadian Food Inspection Agency by reusing preservative fluids from those insect traps. The development of a bioinformatics pipeline customized for the types of organisms screened allowed for the handling and efficient analysis of the large data loads produced with the Ion Torrent next-generation sequencing (NGS) platform. Additionally, the design of fusion primers conferred the analyses a significant multiplexing power. Integrating the pipeline to metabarcoding allowed for the biosurveillance of fungal and oomycete phytopathogens, as well as invasive plants, and pinpointing geographical regions of concern where unwanted species were found. Results suggest the existence of wood-boring insects and fungal diseases pathosystems never previously reported. In addition, certain fungal pathogens and their plant hosts were detected from the pollen cluster samples, and the plants species identified by NGS corroborated the records of the visual plant inspections performed in the field. Some of the metabarcoding results were validated with some species-specific qPCR assays, which confirmed the power and the sensitivity of this new method. For example, very low levels of some Phytophthora species propagules could be detected. Multiple species within genera of concern were identified, including the plant pathogenic fungi Heterobasidion annosum s.s., H. abietinum/H. parviporum, Leptographium spp., Ophiostoma spp., Gremmeniella spp., and Geosmithia spp., and the oomycetes Peronospora spp., Pythium spp., and Phytophthora spp. These promising results indicate that regulatory agencies across the world could combine our new metabarcoding approach to their regulated species monitoring and detection toolbox for biosurveillance and screening. In the case where areas requiring further inquiries are pinpointed based on the metagenomics results, qPCR or alternate validated assays remain essential, especially to resolve the identification of critical species such as regulated pests. Furthermore, given that constantly evolving sequencing technologies yield increasing quality data continually, and at reduced costs, it is anticipated that the quality of the databases on which metabarcoding relies will improve at the same time, therefore increasing the resolving capacity of the new method described.

Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Avec la prise de conscience de l'impact environnemental et sanitaire des pesticides et l'apparition de phénomènes de résistance face à ces produits, les exigences règlementaires européennes (UE 1107/2009) encadrant leur mise sur le marché sont de plus en plus drastiques. Pour répondre à ces exigences, de nouveaux types de produits de protection des cultures font leur apparition : les bio-pesticides, ou produits de biocontrôle. Il s'agit de produits naturels d'origine végétale, animale ou microbienne, à priori moins rémanent et impactant pour l'environnement que les pesticides conventionnels. C'est dans ce contexte que mes travaux de thèse ont eu pour but le développement de biopesticides d'origine végétale destinés à lutter contre les champignons pathogènes des plantes, pour lesquels il existe encore peu ou pas de moyens de lutte naturels. Au cours de cette thèse, j'ai pu sélectionner à travers différents criblages, écologique, économique et biologique deux extraits végétaux efficaces sur des cibles biologiques d'intérêt et présentant une toxicité sur organismes non cibles bien plus faible que des fongicides conventionnels. Les molécules responsables de l'activité ont été identifiées par fractionnement bio-guidé et analyses spectrales. L'activité des extraits a pu être validée en champs notamment sur mildiou de la vigne (Plasmopara viticola) et moniliose de la nectarine (Monilinia fructigena) après une optimisation de leur formulation. / With the awareness of the environmental and sanitary impact of pesticides and emergence of resistance phenomena, the European regulation requirements (EU 1107/2009) supervising their marketing authorization are more and more drastic. To meet these requirements, new phytoprotection products are emerging: biopesticides also called biocontrol products. They are natural product of plant, animal or microbial origins, likely to be less persistent and more environmentally friendly than conventional pesticides.It is against this background that my thesis work aimed to develop some biopesticides from plant origin, for protection against phytopathogenic fungi for which there are no or few natural product.In this work, I selected, by ecological, economical and biological screening, two plant extracts, effective against biological targets and far less toxic against non-target organism than tested conventional pesticides.Active molecules were identified by bioguided fractionation and spectral analysis. Extracts activities have been evaluated in field test against vine downy mildew (Plasmopara viticola) and Moniliose infection (Monilinia fructigena)