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.

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.

En agriculture biologique, peu de produits sont autorisés pour améliorer la croissance des plantes. Cette étude qualifie les éléments solubles d’extraits de compost (EC) sur la croissance du soya. En présence ou non d’aération, six composts ont macéré dans l’eau pendant 14 jours et caractérisé. Quatre EC ont été sélectionnés, fortifiés et vaporisés sur le feuillage du soya cultivé dans du sable et traité avec de l’eau ou une solution nutritive. Les éléments solubles des EC évoluent en fonction du temps, dont les nitrates qui diminuent en fonction de l’aération. La teneur en éléments minéraux des EC est optimale après 2 jours et sans aération. L’EC «Fumier de vers» a démontré une augmentation du développement, des biomasses, et du prélèvement en éléments minéraux du soya traité avec une solution nutritive. L’effet bénéfique de cet EC semble lié à des substances de croissance solubles, autres que les éléments minéraux solubles. / In organic agriculture, there are few certified products that can be used to favor plant growth. This study was conducted to determine the soluble compounds from water extract of compost (WEC) that could benefit soybean growth. In the presence or the absence of aeration, six composts were macerated into water up to 14 days. Following the characterization of WEC, four were selected, enriched and applied on foliage of soybean grown in sand and watered with a nutrient solution or water. Over time, most soluble mineral salts went into solution, but N could be lost trough denitrification. To enhance mineral contents and minimize N loss, WEC should be produced within two days. When treated with the nutrient solution, the water extract of vermicompost enhanced soybean development, biomasses, and plant mineral contents. This WEC appears to favor plant growth through the provision of soluble growth substances, other than soluble mineral elements.

L'analyse de 169 lignées canadiennes d'orge avec 883 marqueurs DArT a permis de mettre en évidence 15 régions génomiques qui affichent un déséquilibre de liaison (DL) avec le gène Vrsl. Dans un premier volet, 13 des 15 régions en DL ont été testées à l'aide de marqueurs SSR afin de vérifier si l'une des régions détermine la densité des épis, un caractère co-sélectionné avec le gène Vrsl. Aucun des marqueurs n'a présenté une association avec la densité de l'épi. Dans un second volet, nous avons tenté de déterminer l'emplacement chromosomique du gène DEP1, un gène récemment clone chez l'orge et soupçonné de contribuer au contrôle génétique de la densité de l'épi. Les produits d'amplification des quatre introns du gène DEP1 ont été séquences et comparés entre deux cultivars d'orge afin de découvrir des polymorphismes mononucléotidiques. Une absence totale de polymorphismes entre ces cultivars a rendu impossible la cartographie du gène DEP1 chez l'orge.

Chez les fruits et légumes, les techniques de conservation post-récolte visent à prolonger leur durée de vie, augmenter leur résistance aux maladies et éventuellement améliorer leur potentiel d'aliment fonctionnel. Ds réagissent comme des êtres vivants aux stress environnementaux. Ces stress, souvent délétères, peuvent engendrer des effets bénéfiques à faibles doses, phénomène biologique nommé hormèse. Une meilleure compréhension de la physiologie des fruits et légumes après un stress permettrait d'assurer un meilleur contrôle de leur métabolisme et améliorerait leur durée de conservation. Cette étude porte sur l'évolution d'indicateurs de stress (pertes ionique et pH tissulaire) et de molécules-signal (H2O2 et ethylene) du métabolisme de la tomate suite à un stress oxydatif (UV-C). Nos résultats, combinés à ceux d'autres études tendent à montrer que seulement l'analyse des signaux initiateurs pourrait suffire à déterminer la dose hormétique d'un stress. Ces doses pourraient ainsi être utilisées comme traitements post-récolte, et contribuer à une meilleure conservation des fruits et légumes durant l'entreposage.

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.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2010-2011 / Notre groupe de recherche a récemment démontré que des apports très élevés en acides gras trans naturels (AGTn) et industriels (AGTi) avaient des effets comparables sur les lipides et lipoprotéines plasmatiques. L'impact des différents AGT sur les processus impliqués dans l'homéostasie du cholestérol demeure toutefois inconnu et il nous est apparu important d'investiguer dans cette voie. Ce mémoire présente les résultats d'une étude dont l'objectif était de comparer l'impact des AGTi et des AGTn sur les marqueurs de la synthèse endogène et de l'absorption intestinale du cholestérol. Les résultats démontrent que le niveau d'absorption du cholestérol est modifié de façon plus importante suite à la consommation d'AGTn que d'AGTi, mais cette différence ne se reflète pas dans les concentrations de LDL-C entre les deux sources d'AGT. Il semble également que la consommation d'AGT n'affecte pas la synthèse endogène de cholestérol, peu importe leur origine.

La demande de fibres de sphaignes, particulièrement dans le domaine de l'horticulture, connait une croissance importante. En culture, les espèces ciblées, soit celles de la section Sphagnum, s'établissent difficilement sur tourbe nue lorsque les conditions d'humidité sont suboptimales. Un des moyens envisagés afin d'accroître leur productivité est de prendre avantage de l'établissement rapide des sphaignes de la section Cuspidata sur tourbe nue. Nous avons observé, lors de conditions de sécheresse prolongées, que la vitesse d'établissement des sphaignes de la section Sphagnum introduites avec S. fallax (section Cuspidata) pouvait être 2 fois plus élevée qu'en l'absence de cette dernière. Une autre hypothèse testée dans cette étude est que certaines plantes vasculaires favoriseraient entre 20 et 75 % la croissance verticale des sphaignes. Nos résultats préliminaires montrent qu'après une saison de croissance, une telle association ne semble pas favoriser la survie des fragments de sphaignes lorsque les conditions d'introduction sont déjà très humides.