La diversité génétique de 92 cultivars d'orges canadiennes a été mesurée en utilisant deux types des marqueurs moléculaires (SSR et DArT) et le pedigree. Au total, 368 alleles ont été identifiés aux 50 locus SSR et utilisés pour créer une matrice de distance génétique. Le nombre d'allèles par locus variait de 2 à 13 (x = 7,36) et l'indice PIC variait entre 0,34 et 0,86 (x = 0,69). Pour les marqueurs bialléliques DArT, la matrice de distance génétique s'est basée sur 971 marqueurs dont les indices PIC variaient entre 0,06 et 0,50 (x = 0,39). Une troisième matrice de distance a été calculée basée sur le coefficient de parenté. Un groupement des génotypes a été effectué basé sur les trois matrices de distances génétiques et les dendrogrammes obtenus ont montré des relations génétiques parmi les cultivars d'orge. Une comparaison de la similarité topologique des trois dendrogrammes réalisée en utilisant l'indice de congruence a montré une très bonne concordance entre les trois dendrogrammes. Des analyses statistiques ont par ailleurs montré une corrélation fortement significative entre les matrices SSR et DArT (r = 0,80, p< 0,002) mais une plus faible corrélation positive du pedigree avec les deux types de marqueur (r = 0,46, p<0,002; r = 0,52, p< 0,002). Ces informations comparant les résultats de différentes méthodes d'estimation de la diversité génétique seront utiles pour l'amélioration et la conservation des ressources génétiques d'orge.

Les colonies d'abeilles domestiques, Apis mellifera L., sont affectées négativement par plusieurs facteurs. Le manque de diversité florale, dû à l'intensification de l'agriculture, est un des facteurs impliqué dans le dépérissement récent du cheptel d'abeilles domestiques nord américain. Au Québec, les colonies d'abeilles sont de plus en plus sollicitées pour assurer le bon rendement des cultures qui requièrent le service de pollinisateurs telles le bleuet nain et la canneberge. Ces deux cultures, souvent intensives, offrent une flore environnante de faible diversité aux abeilles. Ce projet de recherche visait à évaluer l'importance de la diversité florale sur le développement des colonies d'abeilles introduites de façon consécutive dans les bleuetières et les cannebergières, i.e. pendant la même saison apicole. Les résultats démontrent que les monocultures de bleuets nains ne semblent pas offrir une diversité florale adéquate pour le développement normal du couvain d'abeilles. Cette étude aura aussi permis d'acquérir des techniques d'identification de grains de pollen frais, une expertise rare.

Des extraits naturels de certaines plantes, dont le Laurus Nobilis L, le Rosmarinus Officinalis, YOriganum Majorana, et les feuilles d'olivier Olea Europeae L, ont été étudiés afin d'améliorer la qualité des huiles végétales utilisées pour la cuisson. Il s'agit d'une manière servant à éviter l'addition d'antioxydants de synthèse en enrichissant l'huile à chauffer par des substances naturelles. Pour ce qui est des plantes aromatiques, l'activité antioxydante de leurs extraits ainsi que de leurs huiles essentielles ont été comparées avec le butylhydroxytoluène (BHT). L'extrait de feuilles d'olivier a été testé et comparé, à son tour, aux différentes substances. L'extraction des huiles essentielles des plantes aromatiques a été effectuée par hydrodistillation de la matière végétale lyophilisée. Leur composition a été déterminée par Chromatographie Gazeuse (GC) et par Chromatographie Gazeuse-Spectrophotométrie de Masse (GC)-(MS). Les extraits végétaux ont été obtenus par macération dans l'éthanol (95%). Leur contenu phénolique total a été estimé par la méthode de Folin-Ciocalteau. Différentes expériences de chauffage ont été réalisées pour tester l'effet antioxydant des extraits éthanoliques et aromatiques de plantes. En effet, des échantillons d'huile de Canola enrichis à 1% (p/p) d'extrait ont été chauffés dans un four, dans des flacons ouverts, à une température de 120 ° C durant cinq jours puis à une température plus élevée de 180 ° C. Leur composition en acides gras insaturés a été suivie respectivement chaque jour et chaque heure par analyse GC. Les extraits éthanoliques et les huiles essentielles ont présenté respectivement deux intervalles de rendement distants en pourcentage (p/p) : 6,6-13,8% et 0.6-1,1%. Les huiles essentielles des trois plantes aromatiques (Laurus Nobilis L., Rosmarinus Officinalis, d'Origanum Majorana) sont respectivement et particulièrement riches en 1,8-cinéole (23,2% et 45,2%) et en terpinén-4-ol (38,3%). Le taux des phénols totaux des extraits éthanoliques, en milligramme équivalent d'acide gallique (EAG) par gramme de matière sèche, était respectivement de 276 mg EAG g⁻¹, 228 mg EAG g⁻¹, 215 mg EAG g⁻¹ et finalement 203 mg EAG g⁻¹ de phénols totaux pour l'extrait éthanolique des feuilles d'olivier. L'analyse des résultats de l'oxydation de l'huile de Canola ainsi que l'interprétation de l'évolution du taux de l'acide linolénique (Cl8:3) et de l'acide linoléique (Cl8 :2) ont montré un effet antioxydant plus ou moins significatif des extraits de plantes éthanoliques par rapport au BHT. L'efficacité la plus élevée a été associée principalement à YOlea europea L. puis d'Origanum Majorana, suivi du Rosmarinus, officinalis et du Laurus Nobilis L. L'activité antioxydante la plus basse était associée au BHT dans la plupart des conditions utilisées. Les résultats suggèrent l'introduction de différents extraits de plantes dans la préparation d'aliments pour une meilleure préservation, aussi bien lors de l'entreposage ou lors du chauffage des aliments.

Des études ont démontré que l'utilisation d'inhibiteurs non-spécifiques de PDE comme la caféine augmentait la production laitière. La présente étude avait pour but d'investiguer pour la première fois la présence fonctionnelle de la famille d'enzymes appelée phosphodiesterases (PDE) dans la glande mammaire bovine. Il a donc été démontré que la PDE4D, une PDE connue comme étant impliquée dans la sécrétion de caséines, y est présente et fonctionnelle. De plus, cette étude s'est étendue au niveau de l'expression et de la régulation fonctionnelle des PDE durant une lactation complète. Il a alors été démontré que les gènes de la PDE4D et la PDE7A, toutes deux spécifiques à l'AMPc, ainsi que la PDE5A, spécifique au GMPc, sont exprimés dans la glande mammaire bovine. Ces résultats suggèrent aussi une régulation post-traductionnelle des PDE dans ce tissu. Finalement, les essais enzymatiques AMPc mesurant l'activité PDE totale ont décrit une courbe inverse à celle de la production laitière. De par leur présence la PDE4D, la PDE5A et la PDE7A doivent jouer un rôle au niveau de lactation chez la vache laitière.

Les fucanes, ou fucoïdanes, sont des polysaccharides caractéristiques des algues brunes comme Saccharina longicruris. Leur hydrolyse par des enzymes bactériennes amplifie leurs activités biologiques. Cependant, peu d'enzymes capables d'hydrolyser les fucoïdanes ont été découvertes et leurs actions sont spécifiques à la structure de chaque fucoïdane. Le but de ce projet est d'identifier des bactéries marines capables d'hydrolyser le fucoïdane. Des bactéries fucosidase positives ont d'abord été isolées par des préenrichissements à partir d'échantillons d'algues et d'eau de mer prélevés dans le fleuve St-Laurent (Ste-Luce, mai 2007) et sélectionnées par une réaction chromogénique. Le séquençage d'une section de la petite sous-unité du gène d'ADNr 16S a révélé que les bactéries sélectionnées appartenaient à Pseudoalteromonas spp. La cinétique de croissance d'une souche de Pseudoalteromonas dans un milieu à base d'eau de mer (Marine Broth) avec ou sans les différents sucres composant le fucoïdane (glucose, fucose ou galactose) n'a pas révélé de différence entre les milieux testés. Le dosage des activités enzymatiques de type fucosidase et fucoïdane hydrolase des extraits bruts de biomasse a été déterminé par la mesure de la libération du nitrophénol lors de l'hydrolyse du PNP-oc-L-fucoside et par le dosage des sucres réducteurs, respectivement. L'activité spécifique de la fucosidase, optimisée à 20°C, est d'environ 0,014 U/mg et elle est constante dans le temps. Celle de la fucoïdane hydrolase, atteint sa valeur maximale de 0,67 U/mg après une heure d'incubation et est optimale à 50°C. Ce travail a permis l'isolement d'une bactérie productrice de deux enzymes capables de dégrader les fucoïdanes, soit la fucosidase et la fucoïdane hydrolase. Les gènes codant pour ces enzymes pourront ultérieurement être identifiés et servir au développement d'un procédé commercial de fractionnement du fucoïdane par bioconversion.

La connaissance du microbiote du lait est importante pour contrôler la qualité microbiologique du lait. Le but de cette étude était d'évaluer la diversité et la dynamique de la communauté microbienne de laits traités et non traités entreposés à basse température par les méthodes d'empreintes moléculaires telles que la banque de clones d'ADNr 16S, la PCR quantitative (qPCR), le polymorphisme des longueurs des fragments de restriction terminaux (T-RFLP) et l'électrophorèse sur gel de gradient dénaturant (DGGE). Des laits crus (UT) ont été traités par addition de gaz carbonique (CO₂), thermisation (TH) ou microfiltration (MF) et ont été entreposés à 4 °C et à 8 °C pendant 7 jours. Les banques de clones ont permis de déterminer la composition de la population bactérienne des laits. Les deux unités taxonomiques opérationnelles (UTOs) les plus abondantes dans la banque de clones appartenaient aux classes Gammaproteobacteria et Bacilli. Les genres bactériens dominants dans les laits traités (UT, CO₂ et TH) ont été affiliés à Staphylococcus, Streptococcus, Clostridium, Aerococcus, Facklamia, Corynebacterium, Acinetobacter et Trichococcus. Les bactéries dominantes dans les laits microfiltrés étaient associées à Stenotrophomonas maltophilia et Delftia acidovorans tandis que Staphylococcus aureus dominait dans les laits thermisés. La qPCR a été utilisée pour quantifier les bactéries dominantes dans les laits traités. Pseudomonas fluorescens dominait la population bactérienne dans les laits UT et CO₂ entreposés pendant 7 jours tandis que Streptococcus uberis dominait dans les laits CO₂ entreposés à 8 °C Les profils de PCR-DGGE ont démontré l'effet des traitements (TH, CO₂ et MF) sur les bactéries dominantes des laits traités. Les profils de T-RFLP ont démontré que l'abondance et la diversité de la communauté bactérienne a été affectée par les traitements. Le T-RFLP a démontré la dynamique des bactéries spécifiques dans les laits traités. Ces bactéries pourraient être ainsi utilisées comme marqueur dans les laits traités. Le T-RFLP a une résolution plus élevée que la PCR-DGGE lors de l'analyse des laits traités. Cette étude montre que des bactéries spécifiques peuvent se développer pendant l'entreposage à basse température des laits traités. Les objectifs fixés dans cette étude ont été atteints avec succès en employant des méthodes moléculaires. Ce projet a ainsi mis en évidence le potentiel des méthodes moléculaires dans l'analyse de la population microbienne du lait.

Cette étude a permis de démontrer que la (3-lactoglobuline (P-LG) avait la capacité de lier des peptides issus de la structure primaire de cette protéine et ce, en quantité différentes selon les conditions physico-chimiques du milieu. Les peptides chargés positivement se lieraient sur la protéine au niveau d'un site présentant une grande densité de charges négatives, lequel est situé près du sillon externe formé entre l'hélice-a et le calice. Les peptides chargés négativement se lieraient près du brin P-I impliqué dans la dimérisation de la protéine. Dans le cas des peptides hydrophobes, leur liaison se ferait au niveau de la cavité hydrophobe de la protéine lorsque le pH est assez élevé (pH > 7) pour que la boucle EF soit dans la confirmation ouverte. La liaison des peptides à différents sites en fonction de la nature des peptides a été démontrée par des analyses en spectroscopie infra-rouge à transformée de Fourier (FTIR). Ces analyses ont aussi démontré que les peptides négatifs et hydrophobes provoquent l'agrégation de la protéine à plus faible température, alors que l'agrégation survient lorsque la protéine est encore sous forme de dimères en présence de peptides chargés positivement. Des études avec les variants génétiques de la P-LG ont démontré que le variant A lie environ 2.1 moles du peptide bioactif hydrophobe p-LG 102-105, comparativement à 0.3 et 0.1 moles pour les variants B et AB, respectivement. Il a également été démontré que les préparations commerciales de P-LG (Sigma) contenaient des protéases résiduelles qui dégradaient les peptides hydrophobes après leur mise en solution avec la protéine. Des mesures en FTIR ont aussi été effectuées avec de la p-LG A et B avant et après leur dialyse. Ces analyses ont démontré que l'élimination des sels par dialyse retarde la monomérisation de la p-LG A, tant à pH 4.4 qu'à pH 8.0. Il a aussi été démontré que la P-LG A présentait, au sein de sa barrique-P, un meilleur environnement hydrophobique pouvant expliquer la plus grande affinité de ce variant pour la liaison de ligands hydrophobes. Cette étude a démontré qu'en plus de lier des molécules hydrophobes, la P-LG peut également lier des ligands chargés positivement et négativement. Cette étude confirme également que la liaison de peptides de différente nature par la P-LG a une incidence sur les propriétés thermiques de la protéine.

En raison de la perception du caractère santé des jus de fruits par les consommateurs, il serait intéressant de développer des jus de fruit fonctionnels par l'ajout de composés bioactifs. Or, nombreux sont les composés bioactifs qui sont sensibles aux procédés de transformation des aliments et à leurs conditions d'entreposage. Une technique originale d'encapsulation par emulsion multiple (E1/H/E2) pour différents composés bioactifs a été développée. Le type d'émulsifiant, leur concentration, les ratios d'eau et d'huile, les conditions d'agitation (temps, vitesse, température) et les caractéristiques des emulsions produites (viscosité, microscopie, granulométrie laser) ont été étudiés. La cinétique de stabilisation de la tension interfaciale et la concentration micellaire critique (CMC) ont été déterminées. De façon à valider le choix des concentrations optimales en émulsifiants, les isothermes de compression de Langmuir ont été mesurés. Des gouttelettes multiples (E1/H) d'un diamètre volumétrique d'environ 90 um contenant des gouttelettes aqueuses (E1) inférieures à 1 um ont été obtenues. Après 25 jours à température ambiante, le diamètre des gouttelettes multiples a atteint 110 um, indiquant une coalescence limitée. Les emulsions multiples protègent les acides gras oméga-3 et les composés hydrosolubles comme la vitamine C. Cependant, une portion de la vitamine C des emulsions multiples est instable physiquement et serait relarguée de la phase interne des emulsions vers la phase externe (dans le jus). L'effet de la température d'entreposage a montré que, quelque soit le type de composé encapsulé, il s'avère nécessaire de réfrigérer les jus à 4°C pour améliorer l'effet protecteur des emulsions.

Les nanoparticules ultrafines de carbonate de calcium (NPCC) dont la taille n'excède pas 100 nm peuvent trouver leur utilisation dans un large spectre d'applications. En effet, elles se sont révélées importantes comme additif efficace dans l'industrie papetière et dans l'industrie plastique. Récemment, les NPCC ont ouvert la voie à la libération contrôlée de molécules bioactives. Le développement de NPCC synthétisées spécifiquement pour des besoins particuliers est un nouveau secteur de recherche innovateur qui vient renforcer le domaine déjà attractif des nanotechnologies. L'objectif principal de ce projet de maîtrise est de synthétiser les nanoparticules de carbonate de calcium par différentes méthodes à savoir par précipitation en phase aqueuse, par emulsion simple et par double emulsion. L'effet de paramètres opératoires tels que la vitesse d'agitation, le temps d'agitation, la température et les concentrations en ions calcium et carbonate sur la taille et la morphologie des particules synthétisées a été évaluée. Les particules synthétisées ont été caractérisées par diffraction de rayons X (XRD), microscopie électronique par transmission (TEM) et par analyse thermogravimétrique (TGA). La calcite et l'aragonite sont les principaux polymorphes obtenus tels que révélés par les analyses XRD. L'augmentation du temps d'agitation fait diminuer la taille des particules. L'effet de la vitesse d'agitation se traduit par une diminution de la taille des particules entre 300 et 14000 rpm où la taille minimale est atteinte. Au-delà de cet intervalle, le phénomène d'agrégation produit une augmentation de taille des particules. L'élévation de la température conduit à l'augmentation de la taille des particules par modification de la solubilité de la calcite et l'apparition de l'aragonite à partir de 80°C. Les concentrations des ions calcium et carbonate sont les paramètres clés dans le contrôle de la taille des NPCC à cause du degré de saturation qu'ils apportent en solution. En effet, une augmentation de la concentration d'ions calcium conduit à une diminution de la taille des NPCC alors que le contraire est observé avec celle des ions carbonate.

Les vaches sont généralement taries 60 jours entre deux lactations. Des études récentes ont démontré qu'une régie de 30 à 35 jours pourrait être plus adaptée aux vaches hautes productrices d'aujourd'hui qui produisent encore passablement de lait 60 jours avant le vêlage et sont donc difficiles à tarir. Cependant, la majorité de ces études incluent un nombre restreint de vaches et n'ont pas assez de puissance statistique pour évaluer les effets sur le métabolisme, la santé et la reproduction. De plus, la plupart des études ne mesurent pas les impacts sur des lactations complètes ni les retombées économiques de cette pratique. L'objectif de ce projet de doctorat était donc de combler certaines des lacunes de la littérature et d'évaluer dans une seule étude les impacts à moyen terme d'une régie de tarissement court sur la productivité, la santé et la reproduction des vaches ainsi que l'impact de cette régie sur la rentabilité des fermes. Cette étude incluait 850 vaches dans 13 fermes commerciales. Dans chaque ferme et à tous les deux mois, les vaches étaient assignées à une régie de tarissement court (35 jours) ou conventionnel (60 jours) selon leur parité, la production laitière de la lactation précédente et l'intervalle vêlages prévu. Chaque troupeau a été visité toutes les deux semaines pendant deux ans et les données complètes de production, reproduction, santé, état de chair ainsi que toutes autres observations pertinentes ont été recueillies pendant toute la durée de l'étude. Les résultats démontrent qu'une régie de tarissement de 35 jours permet d'obtenir du lait supplémentaire en fin de lactation et n'affecte pas la production de lait corrigé pour l'énergie dans la lactation suivante. À l'exception d'une augmentation des rétentions placentaires chez les vaches multipares, aucun effet nélàste sur la santé, le métabolisme et la reproduction n'a été noté suite à une régie de tarissement court. Toutefois, ce type de régie a permis une diminution générale de l'acétonémie en début de lactation. Malgré que les résultats obtenus varient d'une ferme à l'autre, le calcul de l'impact économique suggère que cette nouvelle pratique est avantageuse pour une ferme québécoise moyenne et devient donc une stratégie intéressante à considérer pour la plupart des producteurs laitiers.