Les plantes ont développé, au cours du temps, des mécanismes de protection leur permettant de survivre et de se développer en dépit des nombreux stress biotiques auxquels elles sont soumises. Cette thèse doctorale, en trois volets, visait à caractériser les réponses biochimiques et physiologiques de la pomme de terre (Solanum tuberosum) attaquée par un insecte coléoptère, le doryphore de la pomme de terre (Leptinotarsa decemlineata). Le premier volet du projet visait à caractériser l'impact de l'insecte sur le protéome foliaire de la plante, en utilisant comme modèle des plantes traitées avec des larves de doryphore, des plantes soumises à des blessures mécaniques et des plantes infestées par un insecte suceur, le puceron de la pomme de terre (Macrosiphum euphorbiae). Le second volet visait à caractériser le protéome des sécrétions orales du doryphore, avec pour objectif de cerner l'incidence relative des protéines de l'insecte et de la plante hôte aux sites de blessure générés par l'herbivore. Le troisième et dernier volet visait, enfin, à déterminer l'impact des altérations du protéome foliaire de la plante sur ses capacités photosynthétiques, et à mettre en évidence l'impact possible des composantes moléculaires de la plante sur les réponses observées. En résumé, nos résultats ont démontré que plusieurs protéines des métabolismes primaire et secondaire, incluant des protéines associées à la photosynthèse, sont régulées dans les feuilles en réponse au doryphore de la pomme de terre. L'impact négatif de l'herbivore sur plusieurs protéines photosynthétiques, notamment celles du photosystème I, a toutefois des répercussions négligeables sur la capture de lumière par la plante. La seconde phase du processus photosynthétique, en revanche, est affectée de manière notable par le doryphore, vraisemblablement par l'action de molécules provenant aussi bien de l'insecte que de la plante elle-même. Ces résultats suggèrent, dans l'ensemble, un impact spécifique, mais limité du doryphore de la pomme de terre sur le protéome primaire et les fonctions photosynthétiques de sa plante hôte. Ils suggèrent aussi la mise en place de mécanismes compensatoires in planta et la grande plasticité du métabolisme primaire de la plante en réponse à l'herbivore. / Higher plants have developed, over time, a variety of protection mechanisms allowing them to survive and cope with a variety of biotic stress cues in their surrounding environment. The main goal of this three-part doctoral thesis was to characterize the biochemical and the physiological responses of potato (Solanum tuberosum) to defoliation by the coleopteran insect herbivore Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata). The first objective of the project was to characterize the impact of the insect on the host plant's leaf proteome, using as a model plants treated with potato beetle larvae, mechanically wounded plants and plants infested with a sucking/piercing insect, the potato aphid (Macrosiphum euphorbiae). The second objective was to gain some insight about the proteome of potato beetle oral secretions, with the aim of assessing the relative incidence of insect and host plant proteins at wound sites generated during insect feeding. The third objective, finally, was to determine the impact of leaf proteome alterations on photosynthetic capacities of the host plant, and to determine the possible impact of the plant's own molecular constituents on the responses observed. In brief, our results showed that several proteins involved in the primary and the secondary metabolisms, including photosynthesis-related proteins, were regulated in leaves in response to potato beetle feeding. However, the negative impact of the insect on several photosynthetic proteins, notably photosystem I proteins, only had negligible effects on the light capture process by the plant. The second phase of photosynthesis, on the other hand, was significantly affected by the insect, presumably via molecular effectors from both the insect and the host plant itself. These findings suggest, overall, a specific, but somewhat limited impact of Colorado potato beetle larvae on the leaf proteome and photosynthetic capacities of the potato host. They also suggest the possible induction of compensatory mechanisms in planta and the high plasticity of primary metabolism functions in the plant upon herbivore feeding.

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Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. 52-58. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2008. / Bibliogr.: f. [68]-77. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

La connaissance des sols est primordiale pour traiter des enjeux agronomiques et environnementaux comme ceux de la production de nourriture, de l’utilisation efficace des nutriments et de la conservation des sols. Ce projet de doctorat a comme objectif de proposer des modèles reliant les caractéristiques pédologiques à la gestion des pratiques de fertilisation et de conservation des sols, en particulier, des sols sous culture de pommes de terre (Solanum tuberosum L.). Il comprend trois parties. D’abord, la méthode du pH Shoemaker-McLean-Pratt (SMP), non respectueuse de l’environnement, s’est montré être inadéquat pour déterminer les besoins en chaux (LR) des sols nécessitant de faibles pHH2O cibles (< 6.5) ou pour maintenir des pH adéquats avec de faibles LR (< 1.5 g CaCO3 kg-1). La spectroscopie infrarouge a permis une estimation précise de la capacité d’échange cationique déterminée à l’acétate d’ammonium (pH 7.0) (CEC-NH4OAc). La CEC-NH4OAc inférée dans un intervalle de prédiction de ± 2.3 cmolc kg-1 permet d’élaborer un modèle d’estimation précis du LR pour atteindre le pH cible. Afin d’orienter les pratiques bénéfiques à la qualité des sols, des critères diagnostiques du degré d’agrégation des sols ont été élaborés en relation avec leur composition (texture, C organique) en utilisant la prairie comme système cultural de référence. Ensuite, les cultures annuelles ont montré un effet négatif plus important sur la stabilité des agrégats en sols argileux, alors que les sols loameux et sableux se sont montrés plus susceptibles à la dégradation de la structure à de faibles teneurs en C organique. Les indices courants d’agrégation basés sur le diamètre moyen des agrégats se sont montrés moins adéquats au développement de seuils critiques comparativement aux indices fractal et compositionnel. Afin d’intégrer les caractéristiques pédologiques aux modèles de réponse de la pomme de terre aux fertilisants, un regroupement numérique de séries de sols a finalement été développé à partir des descriptions morphologiques des profils modaux. Le gradient textural et les deux principaux processus pédogénétiques (podzolisation, gleyification) ont été synthétisés en trois classes d’appartenance floue permettant une expression graduelle des groupes de sols en appui aux modèles de réponse aux ajouts de fertilisants. Ce projet présente des approches innovantes de synthèse et d’interprétation des connaissances pédologiques appuyées par des techniques d’analyses numériques afin d’orienter les bonnes pratiques culturales contribuant à la pérennité des agroécosystèmes. / Soil knowledge base is fundamental to address environmental and agronomic issues such as food production, efficient use of nutrients and soil conservation. This project aimed to provide models linking pedological characteristics to management practices of crop fertilization and soil conservation, specifically to guide potato (Solanum tuberosum L.) cropping. This Ph.D. project comprises three parts. First, the Shoemaker-McLean-Pratt (SMP) pH buffer, that contains noxious substances, showed to be inappropriate to support lime requirement (LR) determination of soils requiring low target pHH2O (< 6.5) or to maintain adequate pH levels at low LRs (< 1.5 g CaCO3 kg-1). Cation exchange capacity determined by the ammonium acetate (pH 7.0) method (CEC-NH4OAc) can be accurately estimated from infrared spectroscopy (IR). The CEC-NH4OAc inferred by IR spectroscopy within a prediction interval of ± 2.3 cmolc kg-1 allowed supporting an accurate estimation model of LR to achieve a target pH as alternative to the SMP buffer method. To guide beneficial cultural practices that enhance soil quality, diagnostic criteria of soil aggregation degree were elaborated thereafter in relation with soil composition (texture and organic C) using grassland as reference cropping system. Annual cropping systems showed more deleterious effect on the aggregate stability of clayed soils compared to other textural classes, while loamy and sandy soils were shown to be more susceptible to soil structure degradation at lower organic C content. The current aggregation indices based on the weighted and geometric mean diameter of aggregates was less appropriate to develop critical values compared to fractal and compositional indices. Finally, to integrate pedological characteristics of subsoil into potato fertilization response models, a numerical clustering of soil series has been developed using morphological descriptions of modal profiles. The textural gradient and the two major pedogenic processes (podzolization, gleying), which are primarily associated with water regime, were synthesized into three continuous soil classes allowing a gradual expression of soil groups for integration into crop response nutrient models. This project presents innovative approaches to synthesize and interpret the pedological knowledge as supported by digital analysis techniques to guide good cultural practices that contribute to the sustainability of potato agro-ecosystems and their ecosystem services.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 / Des cystatines recombinantes employées en phytoprotection dans des variétés végétales transgéniques ont été étudiées pour les effets d’interférence métabolique qu’elles causaient dans la plante hôte. L’objectif de ce projet était d’évaluer ces effets pléiotropiques à l’aide de lignées de pommes de terre (Solanum tuberosum) exprimant des cystatines de céréales de façon constitutive dans l’ensemble des tissus de la plante. Nos résultats ont montré que la cystatine du maïs CCII induit, dans les feuilles, une activation de protéines endogènes reliées au stress, conférant notamment un effet protecteur contre le champignon Botrytis cinerea. La cystatine du riz OCI, exprimée dans les tubercules transgéniques, a engendré un délai de leur germination et une préservation des principaux nutriments en période d’entreposage. En somme, nos lignées de pommes de terre exprimant une cystatine recombinante démontrent des effets d’interférence métabolique à valeur agronomique éventuellement intéressante.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2003-2004 / La pomme de terre est une culture très exigeante en engrais phosphatés. Au Québec, elle est principalement cultivée dans des sols légers, acides, pauvres en matière organique et réputés pour leur pouvoir fixateur en phosphore très élevé. Dans cette étude, l'utilisation du LIOR, un lisier de porc bio-traité et déshydraté, a permis d'augmenter significativement l'efficacité des engrais phosphatés dans la culture de la pomme de terre tout en ayant l'avantage d'offrir un débouché intéressant pour les surplus de lisier de porc au Québec. C'est à partir de données recueillies lors d'essais de fertilisation réalisés de 1999 à 2002 dans les comtés de Portneuf et de Lotbinière et dans la région de Lanaudière, qu'un modèle de réponse de la pomme de terre aux différentes formulations minérales, organiques et organo-minérales à base de LIOR fut élaboré. À partir de ce modèle et des outils géostatistiques, une scénarisation de l'utilisation du LIOR à l'échelle du champ a amené une augmentation moyenne des rendements totaux de 2,4 Mg ha-1 dans la pomme de terre au-delà de l'erreur expérimentale déterminée dans les essais de fertilisation et dans le modèle de réponse.

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

Les hyperparasitoïdes sont des guêpes parasitoïdes des parasitoïdes primaires. Au sein d’un écosystème, ils occupent le quatrième niveau trophique. Une meilleure connaissance de la biologie et du comportement des hyperparasitoïdes est indispensable pour comprendre leur relation avec les parasitoïdes et leur rôle dans les écosystèmes. Dans cette étude, quatre espèces d’hyperparasitoïdes de pucerons différant quant à leur phylogénie, mode de développement (koinobionte vs. idiobionte), stades d’hôte attaqués, et spécificité parasitaire ont été choisies: Dendrocerus carpenteri (Curtis) (Megaspilidae), Asaphes suspensus Walker (Pteromalidae), Alloxysta victrix (Westwood) (Alloxystidae) et Syrphophagus aphidivorus (Mayr) (Encyrtidae). Au laboratoire, j’ai comparé leurs paramètres d’histoire de vie et comportements de recherche par une approche comparative directe au sein du système trophique: pomme de terre (Solanum tuberosum L.); puceron de la pomme de terre, Macrosiphum euphorbiae (Thomas); parasitoïde hôte Aphidius nigripes Ashmead. Les résultats ont révélé une grande variation interspécifique des paramètres d’histoire de vie des hyperparasitoïdes. Cette variation n’a pu être attribuée exclusivement à la dichotomie du mode de développement (koinobionte ou idiobionte), tel que démontré pour les parasitoïdes primaires. L’hyperparasitoïde S. aphidivorus est atypique, ayant la capacité d’attaquer soit la larve parasitoïde dans le puceron vivant, soit sa pupe après la momification du puceron. Les femelles préféraient cet hôte, lequel s’est également avéré le plus convenable au développement. Des tests d’olfactométrie et des observations comportementales ont révélé que les femelles hyperparasitoïdes en quête d’hôtes ne seraient pas attirées à distance par des odeurs. Toutefois, elles utilisent des stimuli de contact sur la plante afin de localiser leur hôte. À ce niveau, le miellat de puceron est apparu comme l’un des principaux stimuli utilisés par les femelles, lesquelles discriminaient entre le miellat de puceron et celui de cochenille, Coccus hesperidum, n’abritant pas d’hôtes potentiels. Par contre, les femelles hyperparasitoïdes n’ont pas distingué le miellat de pucerons sains non-parasités, et celui de pucerons parasités par A. nigripes. Cette étude indique que plusieurs facteurs influencent simultanément l’histoire de vie des hyperparasitoïdes de pucerons. Leur subdivision habituelle en endoparasitoïdes koinobiontes de larves parasitoïdes dans les pucerons vivants, et ectoparasitoïdes idiobiontes de pupes de parasitoïdes dans les pucerons momifiés ne traduit pas toutes les différences interspécifiques observées. Des différences d’ordre phylogénique seraient également importantes, ces espèces provenant de taxons différents. A bien des égards, les paramètres de vie et le comportement des hyperparasitoïdes de pucerons diffèrent de ceux des parasitoïdes primaires de pucerons. / Hyperparasitoids are parasitic wasps that attack primary parasitoids. They constitute the fourth trophic level in many ecosystems. A better understanding of hyperparasitoid biology and behaviour is needed to unravel the nature of parasitoid - hyperparasitoid interactions and their role in the functioning of communities and ecosystems. In this thesis, the life history traits and host searching behaviour of aphid hyperparasitoids are studied using a direct comparative approach. Four species were chosen that differ in development mode (koinobiont or idiobiont), host stage attacked and host range: Dendrocerus carpenteri (Curtis) (Megaspilidae), Asaphes suspensus Walker (Pteromalidae), Alloxysta victrix (Westwood) (Alloxystidae) et Syrphophagus aphidivorus (Mayr) (Encyrtidae) have been studied on the same potato (Solanum tuberosum L.), potato aphid (Macrosiphum euphorbiae (Thomas)) and primary parasitoid (Aphidius nigripes Ashmead) system. The results revealed a large variation in life history traits between species, which could not be explained simply by dichotomy in development mode, as proposed for primary parasitoids. The hyperparasitoid S. aphidivorus is special because females can attack the parasitoid host in the still-living aphid, or in the mummified aphid. Female S. aphidivorus had a preference for aphid mummies, which also contain the most profitable host stage for hyperparasitoid development. Olfactometer tests and behavioural observations indicated that searching hyperparasitoid females were not attracted by olfactory cues. However, they clearly reacted to host-related contact cues while searching on a plant. Here, honeydew was one of the principal contact cues used by female hyperparasitoids to locate hosts. Females discriminated between honeydew from an aphid host and that from a non-host, the soft brown scale, Coccus hesperidum, but made no difference between honeydew from healthy, unparasitised aphids, and those parasitised by A. nigripes. This study indicates that several factors probably act simultaneaously on life history strategies. The simple classification of aphid hyperparasitoids as koinobiont endoparasitoids of parasitoid larvae in living aphids, or idiobiont ectoparasitoids of parasitoid pupae in mummified aphids does not explain all observed interspecific differences. Lineage specific effects must also be important, as the species belong to different taxa. Finally, in many aspects, the life history parameters and behaviour of aphid hyperparastoids differ from those reported for primary aphid parasitoids.

L'infusion du tourteau de graines de neem, suivie d'un lavage au méthyl-tert-butyl-éther, a été la procédure optimale pour extraire l'azadirachtine. L'importance de l'azadirachtine a été mise en relief par les bio-essais visant à évaluer la toxicité des extraits de neem contre le puceron vert du pécher. En effet, pour une même concentration en azadirachtine, les formulations NEEMAZAL®-EC, H2O/MTBE et AZT ont eu le même délai d'action sur la survie de larves de M. persicae. De plus, l'application de 30 ppm d'azadirachtine sur des feuilles de pommes de terre infectées par le PLRV a permis de réduire de 61% l'acquisition du virus par des adultes aptères. Cependant, l'ajout d'huile de neem à l'azadirachtine fut nécessaire pour obtenir une formulation capable de réduire la transmission du PVY par des adultes ailés. En revanche, aucun des traitements appliqués avec les formulations élaborées en laboratoire, même celles contenant de l'huile de neem, n'ont été capable de réduire de façon significative la transmission du PLRV, bien que ceux effectués avec le NEEMAZAL®-EC aient permis, dès 11 ppm d'azadirachtine, une réduction significative de la transmission du virus circulant.