La tache bactérienne (Xanthomonas campestris pv. vitians) cause d’importantes pertes économiques dans la culture de la laitue (Lactuca sativa) lorsque les conditions sont propices à son développement. Un seul produit étant homologué au Canada contre cette maladie, peu d’options s’offrent aux producteurs pour lutter contre cette dernière. Cette étude avait pour objectif d’évaluer différents sels (benzoate de sodium, bicarbonate de sodium, carbonate de sodium, métabisulfite de sodium et sorbate de potassium) et extraits végétaux à base de feuilles de chêne (Quercus rubra), choux frisés (Brassica oleracea var. sabellica) et clous de girofle (Syzygium aromaticum) pour lutter contre la tache bactérienne. Sur la base des concentrations bactéricides minimales (CBMs), les sels se sont avérés plus toxiques envers X. campestris pv. vitians que les extraits végétaux avec des valeurs de CBM inférieures. Parmi les extraits végétaux testés, les extraits à l’éthanol de feuilles de chêne et les extraits de clous de girofle se sont révélés les plus toxiques envers la bactérie. Le bioessai I a montré l’efficacité du carbonate de sodium et du benzoate de sodium à réprimer la maladie en présence d’une pression de maladie faible à modérée. De même, différents extraits de clous de girofle, feuilles de chêne et choux frisés (en combinaison ou non avec un sel) ont permis une réduction marquée de la maladie lors des bioessais II et III. En présence d’une forte pression de maladie (bioessai IV), aucun des traitements ayant causé une réduction intéressante de la tache bactérienne lors des essais I, II et III n’a toutefois mené à une réduction suffisamment importante de la maladie pour permettre la commercialisation des laitues. Plusieurs extraits végétaux et sels ont montré au cours de cette étude un potentiel prophylactique intéressant qui pourrait éventuellement être exploité dans un programme de lutte intégrée contre la tache bactérienne de la laitue.

La dispersion natale des organismes vivants représente l'un des sujets en biologie les moins bien compris de nos jours, bien qu'elle fasse l'objet de recherches depuis plusieurs décennies. En particulier, les causes ultimes de la dispersion et les facteurs influençant le comportement de dispersion d'un individu demeurent peu explorés, notamment chez les grands mammifères. Dans cette étude, j 'ai tiré profit de l'application récente des outils moléculaires à des échantillons de poils pour examiner l'effet de la densité de population sur le comportement de dispersion des individus des deux sexes chez l'ours noir d'Amérique (Ursus americanus). Pour atteindre cet objectif, j'ai étudié la structure spatiale d'apparentement génétique des individus à dix marqueurs microsatellites, dans quatre grilles d'échantillonnage (500-1000 km2 ) renfermant des densités variables d'ours noir, grâce à l'emploi de tests de Mantel et d'analyses d'autocorrélation spatiale. Le patron de dispersion typique des mammifères a été observé dans les zones de faible densité de population, à savoir un biais de dispersion en faveur des mâles. De plus, les résultats suggèrent une influence négative de la densité de population sur le comportement de dispersion des individus des deux sexes, reflétant vraisemblablement une compétition accrue pour l'espace et les ressources (femelles) et des coûts plus importants associés à la dispersion (mâles). Enfin, dans une perspective évolutive, le patron de dispersion densitédépendante négative observé souligne le besoin de considérer éventuellement les questions liées à la capacité de reconnaissance des individus apparentés génétiquement et au choix potentiel de partenaires par les femelles, avant de tirer des conclusions quant aux causes ultimes de la dispersion chez cette espèce.

La mise en place de barrières à la reproduction et, par conséquent, la spéciation elle-même, engendrent et maintiennent la biodiversité. Les principaux objectifs de mes travaux étaient premièrement d'identifier l'ampleur des différences d'expression de gènes entre des jeunes espèces de grand corégones nains, normaux, ainsi que leurs hybrides. Par la suite, grâce à une technique révolutionnaire de séquençage, nous avons obtenu de l'information de séquence et de polymorphisme pour plusieurs milliers de gènes. Finalement, le génotypage de marqueurs SNPs en populations naturelles et simultanément dans une famille de poissons hybrides a permis d'évaluer l'effet de la sélection naturelle sur la divergence génétique des corégones. Ainsi, cette thèse apporte une meilleure compréhension de la divergence adaptive et de l'isolement reproducteur chez le corégone, tout en identifiant spécifiquement des gènes candidats impliqués dans le processus de spéciation.

Les micro-organismes constituent 90 % de la matière vivante océanique. Parmi eux, le Crenarchaeota Candidatus Nitrosopumilus maritimus a récemment été isolé, révélant que les membres du même clade sont responsables d'une grande part de la nitrification, dans le cycle de l'azote. Ce potentiel biochimique est détecté chez les Crenarchaeota avec une approche moléculaire, avec la présence et l'expression du gène de la sous-unité A de l'ammonium monooxygénase (amoA). L'environnement échantillonné, la région des Eaux du Nord (Nord de la Baie de Baffin, entre l'île Ellesmere et le Groenland) a une productivité biologique parmi les plus élevées en Arctique. Celle-ci résulte notamment d'apports externes de nitrate, le produit final de la nitrification. Les résultats obtenus démontrent que le gène amoA était abondamment présent et exprimé dans les Eaux du Nord, que sa distribution et son expression étaient influencées par certains paramètres environnementaux et que sa diversité phylogénétique différerait entre les analyses basées sur l'ADN (présence) et l'ADNc (expression).

Exposé au froid, l'oiseau peut perdre d'importantes quantités de chaleur par les pieds, particulièrement lors des vasodilatations au froid (VDAF) nécessaires pour éviter la congestion vasculaire et le gel tissulaire. La difficulté de mesurer les pertes de chaleur par les pieds aviens avec les techniques disponibles nous a incités à développer une méthode par calorimétrie infrarouge calibrée à partir d'un pied palmé artificiel (PPA) chauffé électriquement. La morphologie du PPA était basée sur celle des pieds de la Grande Oie des neiges (Chen caerulescens atlantica).... L'étude a également permis de mettre en évidence l'effet isolant procuré par les couches limites du PPA et du substrat. Nous en concluons que, malgré une calibration exigeante, la calorimétrie thermographique s' avère une méthode prometteuse pour quantifier, avec un minimum de contraintes expérimentales, les pertes de chaleur en conditions naturelles chez les oiseaux.

À la suite d’une coupe forestière, les parterres en régénération peuvent subir un enfeuillement favorable à l’orignal. L’accroissement des populations de loups qui s’en suit affecte alors les populations du caribou forestier. Ce projet vise à évaluer si la contribution de la coupe forestière à cette compétition apparente varie selon un gradient latitudinal. Nous avons modélisé la sélection d’habitat d’orignaux, de loups et de caribous. Après la prise en compte de l’âge de la coupe, l’enfeuillement des parterres diminuait avec la latitude. La sélection des parterres de coupe par les orignaux et les loups augmentait en fonction de leur enfeuillement. Les caribous évitaient les coupes, particulièrement celles riches en feuillus. La cooccurrence de l’orignal et du loup dans les coupes augmente donc en fonction de l’enfeuillement. Ainsi, la contribution de la coupe forestière à la compétition apparente dans le système orignal-loup-caribou devrait diminuer vers le nord de la forêt boréale. / Moose benefit from deciduous vegetation that becomes increasingly available during the regeneration of logged forests. This numerical response of moose populations can lead to an increase in gray wolf abundance, which impacts forest-dwelling caribou populations. This study evaluates if the contribution of logging to such apparent competition could vary along the latitudinal axis. We modelled habitat selection behaviour of moose, wolves and caribous monitored by telemetry. After controlling for time since harvest, deciduous vegetation availability decreased with increasing latitude. Moose and wolves avoided cutovers with low deciduous vegetation availability, while they selected harvested stands with high deciduous vegetation availability. Caribou avoided cutovers, and their avoidance increased with the level of deciduous regeneration. The co-occurrence between moose and wolves in cutovers increased with deciduous vegetation availability. Therefore, the contribution of logging to the apparent competition in the moose-wolf-caribou system should be stronger in southern than in northern boreal forest.

Les bactéries peuvent exploiter quasiment toutes les niches écologiques, dont les organismes multicellulaires. Les relations hôte-bactéries se classent sur une grande gamme d’interactions allant du mutualisme au parasitisme. Dans ce contexte, l’objectif théorique de mon doctorat est d’étudier les relations complexes existant entre un poisson, l’Omble de fontaine, et le cortège microbien qui l’accompagne. Cette espèce est la cible d’infections opportunistes par des bactéries pathogènes du genre Flavobacterium. L’objectif appliqué visait à développer une approche alternative aux antibiotiques pour prévenir et traiter les infections opportunistes. Le premier résultat du projet a mis en lumière qu’un stress hypoxique entraînait une diminution des bactéries à potentiel bénéfique provoquant une dysbiose, favorisant à son tour l’infection par les pathogènes. Nous avons donc ensuite isolé des bactéries issues du microbiome pour tester leurs effets antagonistes vis-à-vis des pathogènes F. columnare et F. psychophilum. Nous avons pu ainsi découvrir sept candidats potentiels in vitro et tester un candidat qui s’est montré efficace par compétition par interférence dans le traitement de la maladie de l’eau froide in vivo. Le dernier objectif de cette thèse consistait à tester la présence de régions géniques chez l’hôte permettant le recrutement des bactéries bénéfiques dans le microbiome. Nous avons donc analysé le microbiome cutané de 86 individus d’une famille d’hybrides de deuxième génération. Nous avons observé une forte variabilité interindividuelle et déterminé trois régions géniques impliquées dans la modulation de trois taxons bactériens dont Methylobacterium, qui est primordial dans le maintien de l’homéostasie du microbiome. Tous nos résultats appuient le rôle du microbionte cutané dans la protection contre les infections opportunistes. / Bacteria can colonize every ecological niche including multicellular organisms, due to their fast growth and their biochemical abilities, . Host-bacteria relationships are complex and range from parasitism to mutualism. Under this framework, my theoretical objective is to study the relationship complexity between brook charr and its microbial partners. This fish species is targeted by opportunistic infections from bacterial pathogens belonging to the Flavobacterium genus. My applied objective focuse on the development of alternative strategies to prevent and treat these infections without antibiotics. The first result of this project highlight that hypoxic stress induce a diminution of the potentially beneficial bacteria leading to a dysbiosis, which in turn triggers opportunistic infections. Then, we isolated bacteria from the microbiome to test their antagonistic effects on two pathogens Flavobacterium columnare and F. psychrophilum. We identify seven potential candidates in vitro, one tested in vivo and being effective to prevent cold-water disease via interference competition. The last objective is to test the existence of host genetic regions associated with the recruitment capacity of beneficial genera in the microbiome. To this end, we analyze the skin microbiome of 86 progenies issued from a dihybrid cross. A strong inter-individual variability is observed and we identify three genetic regions involved in the recruitment of three bacterial genera including Methylobacterium, which is very important to maintain microbiome homeostasis. Overall, the results demonstrate the role of skin microbiota in brook charr resistance against opportunistic infections.

En Arctique, la productivité marine comprend deux floraisons successives de producteurs primaires, les algues deglace et le phytoplancton, qui sont étroitement liée à la phénologie de la glace de mer. Ceux-ci constituent la base du réseau trophique et fournissent l’énergie transférée vers les niveaux trophiques supérieurs. Ainsi, tout changement affectant la banquise arctique aura de fortes implications sur la phénologie des producteurs primaires, et affectera par conséquent tous les autres niveaux trophiques. Des études antérieures ont démontré le potentiel des Isoprénoides Hautement Ramifiés (HBIs) pour quantifier les contributions relatives des deux pools de producteurs primaires vers les niveaux trophiques supérieurs. Ici, nous combinons les HBIs avec les isotopes stables afin (i) d’évaluer si et à quel point les oiseaux marins arctiques dépendent de la glace de mer, et (ii) de déterminer si les variations de glace affectent leur écologie alimentaire et leur performance reproductive. L’étude cible deux espèces abondantes en Arctique présentant des écologies distinctes: le guillemot de Brünnich (Uria lomvia) et le fulmar boréal (Fulmarus glacialis). Pour chaque espèce, 60 œufs ont été récoltés sur l’île du Prince Leopold (Arctique canadien) pendant des années aux conditions de glace fortement contrastées (2010-2013). Les distributions en HBIs et les compositions isotopiques (carbone et azote) et énergétiques ont été analysées pour chaque œuf. Les résultats montrent que la présence de glace est bénéfique pour la performance reproductive des guillemots, avec des œufs plus gros et plus énergétiques pondus durant les années plus englacées. Les guillemots sont étroitement liés à la banquise et dépendent fortement de proies associées à la glace. Au contraire, les fulmars ne présentent aucune association claire aux communautés sympagiques, et les variations du couvert de glace n’affectent ni leur écologie alimentaire ni leur performance reproductive. De fait, les guillemots semblent plus vulnérables face aux changements climatiques à venir, alors que des espèces plus résilientes comme les fulmars pourraient en tirer avantage. Dans l’ensemble, notre étude souligne l’importance des approches multi-biomarqueurs afin de mieux appréhender l’importance des ressources sympagiques pour les prédateurs supérieurs au sein d’écosystèmes marins arctiques en pleine mutation. / In the Arctic, sea ice sets the clock for marine productivity. This includes two consecutive pulses of primary producers, sea-ice algae and phytoplankton, that constitute the basis of marine food webs and provide the energy transferred to higher trophic levels. As such, any change affecting Arctic sea-ice will have strong implications on the phenology of primary producers, and cascading effects on all other trophic levels. Previous studies demonstrated the potential of Highly Branched Isoprenoid biomarkers (HBIs) to quantify the relative contributions of the two pools of primary producers to higher trophic levels. Here, we combined HBIs with stable isotopesto (i) evaluate if and how much arctic seabird rely on sea ice, and (ii) determine if changes in sea ice affect their feeding ecology and reproductive performance. We focused on two Arctic species exhibiting contrasting ecologies: the thick-billed murre (Uria lomvia) and the northern fulmar (Fulmarus glacialis). For each species, 60 eggs were collected on Prince Leopold Island (Canadian Arctic) during years of highly contrasting ice conditions (2010-2013). Eggs were analysed for HBI distributions, isotopic (carbon and nitrogen) and energetic compositions. Results showed that murres were closely linked to sea ice and heavily relied on ice-associated prey. Sea ice presence was beneficial for murres’ reproductive performance, with larger and more energetic eggs laid during icier years. In contrast, fulmars did not exhibit a clear association with sympagic communities. Even large changes in sea ice did not seem to affect their feeding ecology or their reproductive performance. Murres therefore appear more vulnerable to changes and may become the losers of future climate shifts in the Arctic, while more resilient species such as fulmars might make the most of the situation. Overall, our study emphasises the importance of combining different biomarkers to better understand the importance of sympagic resources for top predators within changing Arctic marine ecosystems

Le principal objectif de cette étude était de comparer le niveau de plasticité phénotypique exprimé par une population d'omble de fontaine composée d'individus ayant une stratégie de vie alternative (phénotypique migrant et résidant) et une population exprimant une stratégie de vie simple (phénotypique résidant). Une expérience en laboratoire nous a permis de comparer le phénotype de ces deux populations lorsque exposées à des courants rapides ou lents. La première expérience permet de conclure que les alevins issus de la population avec une stratégie simple gardent la même morphologie plus hydrodynamique pendant tout leur développement, ce qui n'indique aucune évidence de plasticité phénotypique face au courant chez cette population. Par contre, la morphologie des alevins ayant une stratégie alternative a changé pendant l'expérimentation. Le développement de normes de réaction significativement différentes au niveau morphologique entre ces deux populations implique une différence génétique entre ces deux populations. L'isolement génétique entre les poissons exprimant une stratégie de vie simple et ceux exprimant une stratégie de vie alternative est suggéré par le fait que les croisements entre les deux populations ont produit des alevins incapables de survive dans les canaux expérimentaux. Dans ce cas, une barrière physique prévient la montaison et nous suggérons qu'une sélection «de bord d'abîme» sur le comportement migratoire pourrait promouvoir l'expression de la résidence dans cette communauté. Les résultats de la deuxième expérience démontrent que les traits phénotypiques identifiés grâce à la première expérience n'ont pas changé significativement suivant leur exposition au courant à l'âge de six mois. Nous concluons en disant qu'il semble y avoir un effet ontogénique (interaction population-environnement pour la première expérience et pas d'interaction population-environnement pour la deuxième). Les différences morphologiques semblent devenir résistantes aux modifications de l'environnement après l'âge de 6 mois et les normes de réaction suivant l'émergence semblent apparaître de façon transitoire. Par contre, l'utilisation de courant plus rapide lors de la deuxième expérimentation a peut-être impliqué une réponse plastique face au courant de la part des deux populations.

Dans les océans, les microbes sont à la base de la chaîne alimentaire et sont essentiels aux cycles biogéochimiques marins. Le domaine de l'écologie marine moléculaire a révélé que les microbes eucaryotes présentent une grande diversité à tous les rangs taxonomiques. Des recherches étudiant le gène ARNr 18S à partir de l'ADN ont fourni des informations phylogénétiques sur les communautés microbiennes eucaryotes dans l'océan Arctique. Ce projet constitue la première étude portant sur la diversité de ces communautés à partir des transcrits d'ARNr. Ces transcrits ont révélé l'identité taxonomique des communautés microbiennes eucaryotes actives dans cette région sensible aux changements climatiques. En plus, ceci est la première étude, en haute mer, de la nitrate réductase assimilatrice (NR), un gène eucaryote fonctionnel clé. La comparaison entre l'ADN et l' ARN fourni de l'information sur l'histoire des masses d'eau et permet de lier la taxonomie et l'activité dans un environnement naturel.