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.

Le but de cette thèse était d’évaluer le potentiel antimicrobien de 21 sels organiques et inorganiques pour contrôler la pourriture molle de la pomme de terre, causée par les bactéries Erwinia carotovora subsp. carotovora et Erwinia carotovora subsp. atroseptica. Les résultats obtenus ont montré que 11 sels ont complètement inhibé la croissance bactérienne in vitro, parmi lesquels le carbonate de sodium, le métabisulfite de sodium, le phosphate de sodium tribasique, le lactate d’aluminium, le chlorure d’aluminium, le bicarbonate de sodium, l’acétate d’ammonium, le di-hydroxy acétate d’aluminium, le sorbate de potassium et le benzoate de sodium se sont avérés bactéricides. Appliqués sur les tubercules de pomme de terre, seuls le chlorure d’aluminium, le métabisulfite de sodium et dans une moindre mesure le benzoate de sodium ont permis de réduire la sévérité de la maladie, et ce de façon curative et préventive. Il semble à la lumière des résultats obtenus, que l’effet inhibiteur des sels observé in vitro résulte de la capacité d’ionisation de l’eau (faible pKa ou pKb) de leurs constituants, ainsi que de leur lipophilicité (dans le cas du benzoate de sodium et du sorbate de potassium). Cette capacité d’ioniser l’eau des ions serait cependant altérée par le pouvoir tampon du tubercule. Pour leur part, les sels efficaces contre la maladie disposeraient de caractéristiques spécifiques leur permettant de demeurer actifs dans le tissu. Des études ultrastructurales ont montré que le chlorure d’aluminium provoque le bris de l’enveloppe bactérienne, une disparition des vésicules extracellulaires et une agrégation du cytoplasme, phénomènes non observés chez les bactéries traitées avec le métabisulfite de sodium. Enfin, l’évaluation de l’effet de certains sels sur la qualité des tubercules a montré d’une part que la perte de poids a été généralement plus importante chez les tubercules traités au chlorure d’aluminium ou au métabisulfite de sodium, et d’autre part que l’application des sels organiques, particulièrement de benzoate de sodium, a favorisé une augmentation du contenu en sucres solubles chez les tubercules. Cette étude démontre que le chlorure d’aluminium et le métabisulfite de sodium pourraient être mis à profit pour la conservation de la pomme de terre. / The objective of this thesis was to evaluate the antimicrobial potential of 21 organic and inorganic salts to control Erwinia carotovora subsp. carotovora (Ecc) and Erwinia carotovora subsp. atroseptica (Eca), two bacteria responsible for soft rot development in stored potato tubers. The results have shown that eleven salts (at 0.2 M) have completely inhibited the bacterial growth in vitro, among which sodium carbonate, sodium metabisulfite, trisodium phosphate, aluminum lactate, aluminum chloride, sodium bicarbonate, ammonium acetate, aluminum di-hydroxy-acetate, potassium sorbate and sodium benzoate were bactericidal. On potato tubers, only aluminum chloride, sodium metabisulfite and to a lesser extent sodium benzoate have markedly controlled the disease severity, during both curative and preventive applications. Based on the obtained results, it appears that the inhibitory effect of salts in vitro relates to the water ionization capacity (low pKa or low pKb) of their constituent ions, as well as their lipophilicity. However, the effect was dampened in vivo, presumably due to the buffering capacity of tuber tissue and Donnan effect which could lead to generation of less effective ionic species. It is likely that those salts effective in vivo exhibit other properties contributing to their effectiveness. Ultrastructural studies on Eca showed that aluminum chloride caused rupture of bacterial envelope, and cytoplasmic aggregation, which were not observed in the bacteria treated with sodium metabisulfite. These observations suggest that a part of the toxic effect of aluminum chloride originates from alterations of the bacterial envelope, whereas rapid bacterial death caused by sodium metabisulfite occurs intracellularly through interaction with biomolecules, facilitated by the diffusion of SO2. Finally, evaluation of the effect of salts on tuber quality revealed that tuber weight loss was generally higher with aluminum chloride and sodium metabisulfite treatments, while the organic salts, particularly sodium benzoate, increased sugar content of the tubers. It was concluded that aluminum chloride and sodium metabisulfite can be profitably used to fight potato storage soft rot.

La résistance au PVY chez des lignées transgéniques exprimant un inhibiteur de protéase est due en partie à des changements physiologiques occasionnés par l'inhibiteur recombinant exprimé dans la plante. Après clonage et expression hétérologue des protéases de maturation du PVY, nous avons étudié les interactions entre ces protéases et différentes cystatines végétales, démontrant par des tests in vitro que les protéases du PVY ne sont pas sensibles à l'action des inhibiteurs testés. Nous avons ensuite inoculé le virus sur des lignées transgéniques de pomme de terre exprimant la cystatine II du maïs (CCII) et des lignées transgéniques exprimant un inhibiteur de type aspartate, l'inhibiteur de cathepsine D (CDI) de tomate. Ces deux lignées présentent des altérations aux niveaux de leur métabolisme et étaient résistantes au virus PVY. Ces résultats, suggèrent que les inhibiteurs de protéases CCII et CDI exprimés chez les Solanacées entraînent des changements physiologiques significatifs chez la plante hôte induisant indirectement une résistance partielle ou totale au PVY.

La pomme de terre est la culture agricole qui est victime du plus grand nombre de maladies et de ravageurs pouvant ainsi causer des dégâts de rendements relativement importants. La télédétection en agriculture permet de spatialiser ces stress par la correspondance entre les caractéristiques biophysiques de la végétation et les propriétés optiques des images. Les aéronefs sans pilote (ASP) constituent des plateformes de plus en plus répandues permettant l’acquisition d’imagerie aérienne à très hautes résolutions spatiale et temporelle. L’objectif général du projet visait à développer un outil d’aide à la surveillance phytosanitaire de cultures de pomme de terre, économique, opérationnel sur le terrain et basé sur la télédétection, en appui aux méthodes traditionnelles de dépistage. Les objectifs spécifiques suivants étaient visés : automatiser une chaîne de traitement d’imagerie pour l’agriculture, acquise à partir d’un aéronef sans pilote ; appliquer des indices basés sur l’imagerie visible proche infrarouge et infrarouge thermique pour la détection de stress dans la culture de la pomme de terre ; développer un outil d’aide à la décision en appui aux méthodes de dépistage actuelles ; évaluer le potentiel des ASP pour le suivi des cultures de pommes de terre. Le projet s’est déroulé en deux phases et sur deux sites d’études au Québec, en Montérégie et au Saguenay-Lac-Saint-Jean. La première année, des corrélations entre les mesures des paramètres biophysiques et les valeurs spectrales de l’imagerie ont permis d’établir une estimation de la biomasse humide à partir de l’indice de végétation MSAVI 2 avec un coefficient de détermination de 0,81. Une fois la relation végétation/imagerie établie, des cartes zonales de ravageurs, maladies et problèmes de développement pour les dépistages ont pu être réalisées la seconde année. Les classifications supervisées des zones de maladies ont été validées à 100 %, celles des ravageurs à 89,5 % et celles des problèmes de développement à 81 %. Enfin, une analyse technico-économique a été effectuée pour évaluer l’utilisation des ASP dans le domaine agricole et comparer l’utilisation d’un tel outil d’aide à la décision par rapport à d’autres types d’imagerie multispectrale (satellite, aérienne). Les coûts de production de cartes de dépistage par ASP sont actuellement beaucoup plus importants que par les autres moyens d’acquisition. Cependant, la croissance du nombre d’entreprises d’opérations et de services par ASP aura vraisemblablement comme conséquence de faire diminuer les coûts de vols dans les prochaines années. De plus, la très haute résolution spatiale et la rapidité de mise en place constituent des avantages techniques qui jouent en faveur de l’emploi des ASP en agriculture. Un projet comme celui-ci illustre l’utilité des ASP en télédétection agricole mais également les nombreuses problématiques à résoudre pour obtenir un produit livrable à l’agriculteur en concordance avec ses besoins techniques et financiers dans une optique de préservation de l’environnement. Du vol de l’ASP jusqu’au traitement de l’imagerie, en passant par l’intégration des capteurs, les défis à relever sont nombreux. Cependant, la ferveur actuelle pour ces technologies est telle que les avancées technologiques dans le domaine sont très rapides. On peut imaginer qu’à l’échelle mondiale, l’utilisation des ASP en agriculture pourrait faire diminuer les quantités d’intrants agricoles tout en augmentant les rendements des cultures.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'objectif global était d'évaluer la diversité génétique d'une collection de variétés de pommes de terre indigènes originaires de l'île de Chiloé, pour caractériser la résistance de ces variétés au mildiou (Phytophthora infestans) et pour en savoir davantage sur l'état de conservation in-situ. Les sujets suivants a été élaboré: a) la conservation in situ de Solanum indigènes à l'île la grande de Chiloé et son impact sur la diversité, b) l'évaluation de la diversité morphologique des pommes de terre indigènes que nous avons recueillis c) l'évaluation de la diversité génétique par marqueurs microsatellites et AFLP, d) la caractérisation du terrain et des résistances in-vitro au mildiou. Sur la base des résultats des enquêtes, nous pouvons conclure que le maintien in situ de la diversité de pommes de terre indigènes n' est pas bien conservé, en raison des forts changes sociaux et économiques sur l'île de Chiloé. Il y a un processus clair de remplacer les variétés indigènes pour les cultivars commerciaux en réponse aux conditions du marché. Les variétés natives sont présents dans 80,5% des fermes de Chiloé, mais la diversité a été considérablement réduite. Les résultats de la diversité morphologique ont montré la formation de groupes sous le nom populaire et des attributs locaux affectés par les agriculteurs eux-mêmes. L'évaluation moléculaire de la collection (SSRs et AFLP) révèle un haut degré de diversité génétique. Les deux marqueurs ont été uniformes dans la classification Solanum fernandezianum comme le génotype plus éloigné. La SSR a permis l'estimation de la teneur des informations polymorphes pour sept loci dont les valeurs se situaient entre 0,63 à 0,89. Les deux types de marqueurs, n'a pas fourni les mêmes groupes parmi les accessions. L'étude SSR basé a montré une faible différenciation entre les pommes de terre indigènes et l'amélioration des variétés cultivées. L'analyse de la diversité sur la base des AFLP n'était pas incompatible avec ce résultat parce que, malgré contenant un seul cultivar (Désirée), le cultivar a été regroupée avec les variétés indigènes. En ce qui concerne la résistance au mildiou, la plupart des accessions sont dans les rangs modérément résistante à modérément sensible. / The overall objective was to assess the genetic diversity of a collection of native potato varieties originating from the island of Chiloe, to characterize the resistance of these varieties to late blight (Phytophthora infestans) and to inquire about the status of in-situ conservation. The following specific topics was developed: a) conservation in-situ of native Solanum within the great isle of Chiloe and its impact on diversity, b) evaluation of the morphological diversity of the native potatoes that we have collected c) assessment of genetic diversity of the collection by the mean of microsatellite and AFLP markers, d) characterization of field and in-vitro resistances to late blight. Based on the results of the surveys, we can conclude that in-situ maintenance of native potato diversity i is not well preserved, due to strong social and economic changes on the island of Chiloe. There is a clear process of replacing native varieties for commercial cultivars in response to market conditions. Native varieties are present in 80.5% of the farms of Chiloe, but the diversity of varieties has been significantly reduced. The results morphological diversity showed the formation of groups under the popular name and local attributes assigned by the farmers themselves. Molecular evaluation of the collection (SSRs and AFLP) reveals a high degree of genetic diversity. Both markers were consistent in classifying Solanum fernandezianum as the more distant genotype compared to all the others. The SSRs allowed the estimation of the polymorphic information content for seven loci which values ranged between 0.63 to 0.89. Both types of markers, did not provide the same groupings among the accessions. The SSR-based study showed a low differentiation between native potatoes and improved cultivated varieties. The analysis of diversity based on the AFLP was not inconsistent with this result because despite containing only one cultivar (Desiree), the cultivar was grouped with the native varieties. In relation to resistance to late blight, most accessions of native potato fall into the ranks moderately resistant to moderately susceptible.

Les invasions biologiques sont un fardeau économique important si elles affectent des ressources critiques pour l'alimentation, la sante humaine ou les productions agricoles. Les ravageurs de la pomme de terre sont un challenge économique important tant ce tubercule est un aliment clé dans les pays andins. Il est possible de suivre la dispersion récente de la teigne du Guatemala, T. solanivora en Amérique du Sud depuis son introduction au Vénézuela à sa propagation progressive vers le sud. Par ailleurs, les invasions récentes fournissent un modèle unique pour analyser les processus d'adaptation de tout l'écosystème receveur au nouveau venu. Cette introduction de T. solanivora et sa coexistence avec la teigne endémique Phthorimaea operculella, nous offre la possibilité d'étudier l'adaptation de populations virales inféodées à P. operculella au nouvel hôte T. solanivora. Une étude de terrain a été engagée dans les régions productrices de pomme de terre en Colombie. A partir des larves de T. solanivora collectées sur 5 sites distincts, des infections à granulovirus ont été détectées. Tous les isolats viraux sont apparentés au Phthorimaea operculella granulovirus (PhopGV) précédemment décrit. Des différences de pathogénicité envers les deux hôtes ont été observées. Une variabilité a été détectée pour certains isolats au niveau de deux marqueurs génétiques. Les populations présentant une diversité génétique s'avèrent plus pathogènes sur les deux hôtes que des populations génétiquement homogènes. Elles offrent une opportunité pour le contrôle biologique de ces ravageurs. Des populations artificielles ont été construites pour mimer des populations naturelles mélangées. Elles se comportent de la même manière d'un point de vue biologique, mais l'évolution de la fréquence des marqueurs n'est pas liée à l'efficacité biologique, ce qui suggère que des différences non détectées dans le génome pourraient être responsables de l'adaptation de l'hôte. La productivité des infections dans les deux hôtes a été étudiée car elle est la clé de voute du développement d'un agent de contrôle biologique. Les productivités sur P. operculella (1,36 à 2,69 × 108 OBs/ mg) et T. solanivora (0,48 à 3,64 × 108 OBs/mg) ne sont pas très différentes. Les populations génétiquement mélangées ne se distinguent pas des populations homogènes par leur production totale dans l'un ou l'autre des deux hôtes, cependant, les rendements (production virale/inoculum) montrent des différences claires, les populations mélangées (naturelles ou artificielles) sont plus performantes sur les deux hôtes. Aucune réduction de la pathogénicité sur l'hôte d'origine n'a été observée après plusieurs cycles de réplication de la population virale sur l'hôte alternatif. Les populations virales originellement adaptées à P. operculella ont évolué pour infecter T. solanivora. Dans les régions où les deux hôtes sont présents, les populations virales développent une stratégie pour être efficaces sur les deux hôtes.

Les problèmes phytosanitaires causés par les nématodes ont un impact mondial énorme au niveau économique, car ils s'attaquent aussi bien aux grandes cultures qu'aux cultures maraîchères, florales ou fruitières. Spécialiste de la culture de la pomme de terre, le nématode doré (Globodera rostochiensis) est un phytoparasite de quarantaine reconnu internationalement. Originaire d'Amérique du Sud et probablement introduit en Europe dans les années 1850, plusieurs hypothèses stipulent qu'il aurait été propagé par la suite à travers le monde à partir de ce deuxième centre d'exportation. Il a été découvert récemment au Québec en 2006 dans la région de St-Amable et dans quatre zones satellites. Ces sites infestés sont maintenant régis par de strictes réglementations de quarantaine afin d'éviter d'éventuelles introductions. Vu leur récente découverte au Québec, les nouvelles populations du nématode doré n'ont été le sujet que de très peu d'études génétiques. En conséquence, un manque de connaissances subsiste sur la structure et la diversité génétique de ces populations. Les marqueurs microsatellites ont déjà servi à déterminer la diversité et les liens génétiques entre diverses populations chez une autre espèce de nématode très proche génétiquement, le nématode à kyste pâle. Mes travaux de recherche visaient donc principalement à développer de nouveaux marqueurs microsatellites chez le nématode doré afin de génotyper diverses populations mondiales et de caractériser des liens génétiques entre elles. Douze nouveaux marqueurs microsatellites ont donc été développés afin de répondre à ces objectifs. Ils ont été employés pour le génotypage de quinze populations d'origines diverses, dont deux en provenance du Québec. À l'intérieur des populations, la plus grande diversité génétique a logiquement été observée chez les populations boliviennes, la région d'origine du nématode doré. Les deux populations québécoises se sont avérées très similaires entre elles, mais, de façon très surprenante, étaient sensiblement différentes à trois autres populations nord-américaines, celles de New York et de Colombie-Britannique. Elles se sont en fait révélées génétiquement plus proches de la population de Terre-Neuve et des populations européennes, et plus particulièrement d'une population écossaise. Selon les résultats, un minimum de deux introductions de nématode doré d'origines différentes aurait eu lieu en Amérique du Nord. Les nématodes à kyste de la pomme de terre éclosent suite à des stimulus contenus dans 1'exsudat racinaire de la plante hôte. Le deuxième objectif de mon étude était de standardiser la récolte et la conservation d'exsudat racinaire de pomme de terre pour des tests d'éclosion en laboratoire. Une dégradation de la qualité de l'exsudat racinaire a été détectée suite à sa conservation. Puisque celle-ci a été discernée à partir d'un mois chez l'un des deux réplicats, il est conseillé d'utiliser un exsudat récolté frais pour des tests d'éclosion en laboratoire. L'évaluation et la compréhension des liens génétiques unissant les populations mondiales du nématode doré permettent de mieux comprendre sa dispersion et d'éviter, dans le futur, de nouvelles introductions. Également, ces connaissances peuvent être appliquées dans les modes de contrôle de cette espèce en choisissant des méthodes de lutte adaptées aux populations. L'étude de la récolte et de la conservation d'exsudat racinaire permettra également dans de futures études d'obtenir des résultats plus fiables en ayant un exsudat standardisé.

La qualité de présentation d'une pomme de terre de consommation, Solanum tuberosum L., commercialisée en produit frais est devenue une exigence et un enjeu économique significatif dans les relations commerciales. Compte tenu du mode de reproduction par voie végétative de cette espèce, ces exigences sont également imposées au tubercule de semence. Organe de réserve et de propagation, le tubercule est produit sous terre, ce qui l'expose aux microorganismes telluriques et le rend potentiellement porteur d'altérations superficielles dont l'origine n'est pas encore clairement identifiée pour certaines d'entre elles. L'objectif de ce travail est de recenser et de caractériser ces altérations superficielles du tubercule et d'en déterminer les causes. Après l'établissement d'une nomenclature et d'une classification consensuelles des défauts observables sur tubercule, deux hypothèses ont été formulées et testées: (1) les défauts sont d'origine pathogène et/ou (2) ils résultent d'une réponse de la plante à des stress environnementaux. L'évaluation de la première hypothèse a mené à l'identification d'une grande diversité de microorganismes vivant à la surface des tubercules altérés. Leur pouvoir pathogène a été testé par une série de tests biologiques. Ceux-ci ont permis de reproduire les défauts sur des tubercules néoformés et de vérifier les postulats de Koch pour le champignon Rhizoctonia solani responsable de la formation de sclérotes. Pour bon nombre d'autres défauts visuels, aucune relation claire entre un microorganisme et une altération n'a pu être établie. Une étude de la structure des communautés microbiennes de la géocaulosphère de tubercules, altérés ou non, a démontré que les communautés fongiques et bactériennes se comportaient selon des dynamiques différentes au cours de la culture et en fonction de l'état sanitaire du tubercule de semence mais aucune relation de causalité n'a pu être mise en évidence. Il a par contre été noté une augmentation de la population de R. solani autour des tubercules altérés. La diversité des isolats d'origine française et européenne associés aux altérations des tubercules a donc été caractérisée. Elle révèle l'existence de relations phylogénétiques indépendantes de l'origine géographique et du cultivar hôte et suggère l'existence de d'événements génétiques fréquents et d'un brassage génétique entre les populations de R. solani. Le test de la seconde hypothèse a consisté à rechercher une implication potentielle de différents facteurs abiotiques dans la formation des altérations superficielles. L'analyse d'une enquête menée auprès d'agriculteurs a mis en évidence l'implication du pH, de certaines pratiques culturales, de la sensibilité de cultivars et de conditions météorologiques particulières dans l'occurrence de certains défauts. Ce travail a permis de clarifier la nomenclature des altérations, de confirmer l'implication de R. solani dans l'apparition de certaines d'entre elles et d'envisager de nouvelles hypothèses quant à la formation de défauts suite à une réponse de la plante à un stress environnemental. Ainsi, une voie a été ouverte vers la résolution de la problématique posée par toute une filière professionnelle, responsable de la mise en marché d'un produit frais de grande consommation, et répondant aux exigences du marché en matière de présentation, qualité culinaire et, mode de production respectueux de l'environnement.

Pour les communautés d’altitude des Andes du Sud, la pomme de terre est bien plus qu’un simple produit alimentaire. Traitée comme un être vivant, sa culture fait l’objet d’une série d’offrandes rituelles tout au long de son cycle agricole. Au village de Tarcuyo (Province d’Espinar - Cusco) les semailles de ce tubercule se font avec le concours de chanteuses rituelles connues comme les wankas. Leurs vers en quechua s’adressent en premier lieu aux plants afin d’activer leur croissance, puis à d’autres destinataires telle que la Pachamama (« terre mère »), les travailleurs ou différents éléments de la nature. L’analyse de ce répertoire met en lumière divers paramètres qui constituent son esthétique musicale : relation avec la fécondité et la fertilité, aspect ludique et rituel du travail collectif, organisation du répertoire vocal sous forme de programme musical avec étapes, paramètres spécifiques des étapes qui s’enchaînent progressivement pour aboutir au sommet rituel de la performance.Des acquis de cette analyse seront mis en parallèle avec le déroulement du tinku, confrontation entre deux coalitions de communautés réalisée également avec des chants féminins (qhashwas). Cela permettra de constater des analogies significatives entre ces deux rituels agraires des Provinces Hautes de Cusco.Les wankas témoignent ainsi de l’influence que la voix peut exercer sur la pomme de terre ou sur les hommes, mais également du rôle des interprètes, intermédiaires rituels entre les villageois de Tarcuyo et les divinités de l’inframonde, dans un environnement où les traditions cèdent de plus en plus le pas à la modernité. / For communities altitude in Andean South, potato is more than a simple food product. Treated as a living being, its culture is the subject of a series of musical offerings throughout the agricultural cycle ritual. In the village of Tarcuyo (Province of Espinar – Cusco) sowing of this tuber is with the help of women singers ritual, know as the wankas. Their verses in quechua intended primarily to enable growing the plants and to other destinations such as the Pachamama (“mother earth”) workers or differents elements of nature. The analysis of this directory highlights various parameters that are his musical aesthetic: relationship with fertility and productivity, playful ritual of collective work, organization of the vocal repertoire as a program with musical stages, specific parameters steps keep coming gradually to reach the summit performance of the ritual. The achievements of this analysis will be made in parallel with the progress of the tinku, confrontation between two community coalitions also performed with female songs (qhashwas). It will see significant analogies between these two agrarian rituals High Provinces of Cusco.The wankas are also witnesses to the vocal power influencing the potatoes or people, but also the role of the singers, rituals intermediaries between the villagers of Tarcuyo and the underworld divinities, in an environment where modernity is more and more present.