Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La cinétique du couple Ti(IV)/Ti(III) en milieu acide a été étudiée. Les expériences effectuées en voltamétrie à signaux carrés sur l'électrode de mercure avec des balayages aller et retour montrent l'existence de plusieurs formes électroactives réagissant simultanément ou successivement. Les complexes de Ti(IV) formés avec HSO4- ou C2O42- se réduisent plus facilement que les formes hydroxylées de l'ion titanyle. Les expériences ont été modélisées et interprétées avec des schémas réactionnels CE et triangulaires, où deux espèces de Ti(IV) liées par une réaction lente se réduisent en Ti(III). La réduction catalytique de Ti(IV) en milieu oxalate-chlorate a été aussi étudiée. Le courant catalytique est affecté par la cinétique de formation du complexe dioxalaté de Ti(IV). La simulation numérique a permis de préciser l'étape responsable de l'effet catalytique. L'accord entre la théorie et l'expérience est excellent. L'ensemble de cette étude a été mis a profit pour l'électroanalyse de Ti(IV).

De nombreux métaux sont indispensables au métabolisme cellulaire, d’autres sont considérés toxiques même à de faibles concentrations. Différents champignons appartenant à des différents groupes taxonomiques ont été identifiés dans des milieux pollués et ont révélé une capacité à survivre et à croître en présence de concentrations potentiellement toxiques. Pour s'adapter à ce stress, les champignons ont développé plusieurs mécanismes au niveau intracellulaire et extracellulaire. En particulier, ils sont connus pour leur capacité à sécréter un large panel de protéines. Cependant, leur rôle dans l'adaptation des champignons à la toxicité des métaux n'a pas encore été étudié. Pour répondre à cette question, le champignon Botrytis cinerea a été soumis à un stress métallique en présence de cuivre, zinc, nickel ou cadmium, les protéines sécrétées ont été collectées et séparées par 2D-PAGE. Deux métabolites ont également été analysés, l'acide oxalique et la nicotianamine. Enfin, les capacités de biosorption des champignons isolés à partir de sols pollués ont été étudiées. L'analyse du sécrétome a révélé 116 spots dont le volume varie en réponse d'au moins un métal. Cinquante-cinq de ces spots sont associés à des protéines uniques. La classification fonctionnelle de ces protéines a révélé que la production d'oxydoréductases et des enzymes dégradant la paroi cellulaire a été modifié en réponse aux métaux. L’étude de la production d'acide oxalique par Botrytis cinerea en réponse aux métaux montre une induction de la sécrétion d'oxalate en réponse au Zn et une accumulation de la nicotianamine, métabolite intracellulaire capable de fixer les métaux chez les plantes. Le gène de la nicotianamine synthase, est d’ailleurs surexprimé en présence de Cu, Zn et Ni. Plusieurs espèces fongiques ont été isolées à partir de sols pollués par des métaux, parmi ceux-ci Trichoderma asperellum et Zygorrhynchus moelleri montrent les meilleurs capacités de biosorption (10mg de Cu/g de matière sèche) des ions Cu / Metal ions are essential elements in many cellular processes. However, metal excess becomes toxic and constitutes a global environmental hazard. A range of fungi from all major taxonomic groups were found in metal-polluted habitats and the ability to survive and grow in the presence of potentially toxic concentrations is frequently encountered. To adapt to this stress, fungi have evolved several mechanisms at both intracellular and extracellular levels. In particular, fungi are well known for their ability to secrete a large panel of proteins. However, their role in the adaptation of fungi to metal toxicity has not yet been investigated. To address this question, here, the fungus Botrytis cinerea was challenged to copper, zinc, nickel or cadmium stress and secreted proteins were collected and separated by 2D-PAGE. Two metabolites were also analyzed, oxalic acid and nicotianamine. Finally, biosorption capacities of fungi isolated from polluted soils were investigated. Secretome analysis revealed one hundred and sixteen spots whose volume varied in at least one tested condition were observed on 2D gels. Fifty-five of these spots were associated with unique proteins and functional classification revealed that the production of oxidoreductases and cell-wall degrading enzymes was modified in response to metals. Study of oxalic acid and nicotianamine (NA) production by Botrytis cinerea in response to tested metals reveal that Zn induces oxalate secretion and that NA synthase gene is upregulated in presence of Cu, Zn and Ni. Many fungal species were isolated from metal polluted soils among them Trichoderma asperellum and Zygorrhynchus moelleri which show the maximum biosorption capacities of Cu ions

Le parasite Varroa destructor provoque depuis plus de 30 ans la perte de nombreuses colonies à travers le monde. L’utilisation d’acaricides de synthèse s’est avérée inefficace au Canada et ailleurs dans le monde à la suite de la sélection de varroas résistants. Dans ce contexte, il est devenu impératif de trouver de nouveaux moyens pour contrôler cette peste apicole. Ce travail original de recherche a pour but de déterminer les paramètres fondamentaux d’une lutte intégrée contre la varroase fondée sur l’utilisation périodique de différents pesticides organiques (l’acide oxalique, l’acide formique et le thymol) associée à des seuils d’interventions. Les seuils d’intervention ont été déterminés à l’aide de régressions linéaires entre les taux de parasitisme par V. destructor et la formance zootechnique des colonies d’abeilles mellifères (production de miel et force des colonies). Un total de 154 colonies d’abeilles du Centre de recherche en sciences animales de Deschambault (CRSAD) ont été suivies de septembre 2005 à septembre 2006. Les seuils calculés et proposés à la suite de cette recherche sont de 2 varroas par jour (chute naturelle) au début mai, 10 varroas par jour à la fin juillet et de 9 varroas par jour au début septembre. L’efficacité des traitements organiques avec l’acide oxalique (AO), l’acide formique (AF) et le thymol a été vérifiée en mai (avant la première miellée) en juillet (entre deux miellées), en septembre (après la miellée et pendant le nourrissage des colonies) et en novembre (avant l’hivernage). L’acide oxalique a été appliqué en utilisant la méthode d’égouttement (4% d’AO p/v dans un sirop de sucrose 1 :1 p/v). L’acide formique a été appliquée sous forme de MiteAwayII™ (tampon commercial imbibé d’AF 65% v/v placé sur le dessus des cadres à couvain), Mitewipe (tampons Dri-Loc™ 10/15cm imbibés de 35 mL d’AF 65% v/v placés sur le dessus des cadres à couvain) ou Flash (AF 65% coulé directement sur le plateau inférieur d’une colonie, 2 mL par cadre avec abeilles). Le thymol a été appliqué sous forme d’Apiguard™ (gélose contenant 25% de thymol p/v placée sur le dessus des cadres à couvain). Les essais d’efficacité ont été réalisés de 2006 à 2008 sur un total de 170 colonies (98 appartenant au CRSAD et 72 appartenant au privé). Les résultats montrent que les traitements de printemps testés ont une faible efficacité pour le contrôle des varroas qui sont en pleine croissance durant cette période. Un traitement avec l’AF à la mi-été permet de réduire les taux de parasites sous le seuil en septembre mais il y a risque de contaminer la récolte de miel avec des résidus d’AF. Les traitements en septembre avec le MiteAwayII™ suivis par un traitement à l’acide oxalique en novembre (5 mL par égouttement entre chaque cadre avec abeilles, 4% d’AO p/v dans un sirop de sucrose 1 :1 p/v) sont les plus efficaces : ils réduisent les niveaux de varroase sous le seuil de 2 varroas par jour au printemps. Nos résultats montrent également que les traitements réalisés tôt en septembre sont plus efficaces et produisent des colonies plus fortes au printemps comparativement à un traitement réalisé un mois plus tard en octobre. En conclusion, ce travail de recherche démontre qu’il est possible de contenir le développement de la varroase dans les ruchers au Québec en utilisant une méthode de lutte intégrée basée sur une combinaison d’applications d’acaricides organiques associée à des seuils d’intervention. / For nearly 30 years, Varroa destructor has been responsible for the loss of many honey bee colonies around the world. The continued use of synthetic acaricides has resulted in their reduced efficacy against this pest in Canada and in other countries because of the selection of resistant mite populations. With this situation still present, it has become of utmost importance to develop efficient methods to control this apicultural pest. The major goal of this original work is to determine the fundamental parameters underlying the use of an integrated pest management (IPM) strategy against the varroa mite. The IPM strategy developed in this research is based on the periodic use of organic pesticides (oxalic acid, formic acid and thymol) and treatment threshold. Treatment thresholds were determined from linear regressions between the varroa mite levels and the zootechnical performances (honey production and colony strength) of honey bee colonies. A total of 154 honey bee colonies from the livestock of the “Centre de recherche en sciences animales de Deschambault” (CRSAD) were monitored from September 2005 to September 2006. Based on our findings, we propose economic treatment thresholds for three periods in the year: early May, late July and early September that are respectively 2, 10 and 9 varroa mites per day. Efficacy of the various organic treatments: formic acid (FA), oxalic acid (OA) and thymol was evaluated in May (before the first honey flow), in July between two honey flows, in September (after the honey flow and before the fall feeding of colonies) and in November (before wintering). OA was applied using the trickling method (4% OA w/v in a sucrose syrup 1:1 w/v). FA was applied using MiteAwayII™ (pads imbedded with FA 65% v/v placed on top of brood frames), Mitewipe (Dri-Loc™ pads 10/15cm imbedded with 35 mL FA 65% v/v placed on top of brood frames), Flash (FA 65% poured directly on the bottom board of colonies, 2 mL per frame with bees). Thymol was applied using Apiguard™ (gel with 25% de thymol w/v placed on top of the brood frames). Efficacy trials were realised from 2006 to 2008 on a total of 170 colonies (98 from the CRSAD and 72 owned by a commercial beekeeper). Results show that treatments applied in spring give low efficacy on reducing varroa mite populations that are in full growth at this time because of large amounts of brood available for mite reproduction. Application of a FA treatment in mid-summer offers the opportunity to reduce mite populations at the 11 mites per day September threshold but FA summer application is accompanied by a risk of incorporating residues in the harvested honey. Application of MiteAwayII™ in September followed by an oxalic acid treatment in November (trickling method 4% OA w/v in a sucrose syrup 1 :1 w/v, 5 mL between frames with bees) gave the best efficacy results: varroa mite levels are reduced below the 2 mites per day spring threshold. Our results also show that an early September management strategy of colonies for winter preparation (varroa treatment and fall feeding) gives greater varroa control, higher colony winter survival and stronger colonies in spring when compared to a later treatment in October. In conclusion, this work shows that varroa mite control in honey bee colonies in Québec is possible by using an integrated pest management strategy based on the application of a combination of organic acaricides in association with treatment thresholds.

Le parasite Varroa destructor provoque depuis plus de 30 ans la perte de nombreuses colonies à travers le monde. L’utilisation d’acaricides de synthèse s’est avérée inefficace au Canada et ailleurs dans le monde à la suite de la sélection de varroas résistants. Dans ce contexte, il est devenu impératif de trouver de nouveaux moyens pour contrôler cette peste apicole. Ce travail original de recherche a pour but de déterminer les paramètres fondamentaux d’une lutte intégrée contre la varroase fondée sur l’utilisation périodique de différents pesticides organiques (l’acide oxalique, l’acide formique et le thymol) associée à des seuils d’interventions. Les seuils d’intervention ont été déterminés à l’aide de régressions linéaires entre les taux de parasitisme par V. destructor et la formance zootechnique des colonies d’abeilles mellifères (production de miel et force des colonies). Un total de 154 colonies d’abeilles du Centre de recherche en sciences animales de Deschambault (CRSAD) ont été suivies de septembre 2005 à septembre 2006. Les seuils calculés et proposés à la suite de cette recherche sont de 2 varroas par jour (chute naturelle) au début mai, 10 varroas par jour à la fin juillet et de 9 varroas par jour au début septembre. L’efficacité des traitements organiques avec l’acide oxalique (AO), l’acide formique (AF) et le thymol a été vérifiée en mai (avant la première miellée) en juillet (entre deux miellées), en septembre (après la miellée et pendant le nourrissage des colonies) et en novembre (avant l’hivernage). L’acide oxalique a été appliqué en utilisant la méthode d’égouttement (4% d’AO p/v dans un sirop de sucrose 1 :1 p/v). L’acide formique a été appliquée sous forme de MiteAwayII™ (tampon commercial imbibé d’AF 65% v/v placé sur le dessus des cadres à couvain), Mitewipe (tampons Dri-Loc™ 10/15cm imbibés de 35 mL d’AF 65% v/v placés sur le dessus des cadres à couvain) ou Flash (AF 65% coulé directement sur le plateau inférieur d’une colonie, 2 mL par cadre avec abeilles). Le thymol a été appliqué sous forme d’Apiguard™ (gélose contenant 25% de thymol p/v placée sur le dessus des cadres à couvain). Les essais d’efficacité ont été réalisés de 2006 à 2008 sur un total de 170 colonies (98 appartenant au CRSAD et 72 appartenant au privé). Les résultats montrent que les traitements de printemps testés ont une faible efficacité pour le contrôle des varroas qui sont en pleine croissance durant cette période. Un traitement avec l’AF à la mi-été permet de réduire les taux de parasites sous le seuil en septembre mais il y a risque de contaminer la récolte de miel avec des résidus d’AF. Les traitements en septembre avec le MiteAwayII™ suivis par un traitement à l’acide oxalique en novembre (5 mL par égouttement entre chaque cadre avec abeilles, 4% d’AO p/v dans un sirop de sucrose 1 :1 p/v) sont les plus efficaces : ils réduisent les niveaux de varroase sous le seuil de 2 varroas par jour au printemps. Nos résultats montrent également que les traitements réalisés tôt en septembre sont plus efficaces et produisent des colonies plus fortes au printemps comparativement à un traitement réalisé un mois plus tard en octobre. En conclusion, ce travail de recherche démontre qu’il est possible de contenir le développement de la varroase dans les ruchers au Québec en utilisant une méthode de lutte intégrée basée sur une combinaison d’applications d’acaricides organiques associée à des seuils d’intervention. / For nearly 30 years, Varroa destructor has been responsible for the loss of many honey bee colonies around the world. The continued use of synthetic acaricides has resulted in their reduced efficacy against this pest in Canada and in other countries because of the selection of resistant mite populations. With this situation still present, it has become of utmost importance to develop efficient methods to control this apicultural pest. The major goal of this original work is to determine the fundamental parameters underlying the use of an integrated pest management (IPM) strategy against the varroa mite. The IPM strategy developed in this research is based on the periodic use of organic pesticides (oxalic acid, formic acid and thymol) and treatment threshold. Treatment thresholds were determined from linear regressions between the varroa mite levels and the zootechnical performances (honey production and colony strength) of honey bee colonies. A total of 154 honey bee colonies from the livestock of the “Centre de recherche en sciences animales de Deschambault” (CRSAD) were monitored from September 2005 to September 2006. Based on our findings, we propose economic treatment thresholds for three periods in the year: early May, late July and early September that are respectively 2, 10 and 9 varroa mites per day. Efficacy of the various organic treatments: formic acid (FA), oxalic acid (OA) and thymol was evaluated in May (before the first honey flow), in July between two honey flows, in September (after the honey flow and before the fall feeding of colonies) and in November (before wintering). OA was applied using the trickling method (4% OA w/v in a sucrose syrup 1:1 w/v). FA was applied using MiteAwayII™ (pads imbedded with FA 65% v/v placed on top of brood frames), Mitewipe (Dri-Loc™ pads 10/15cm imbedded with 35 mL FA 65% v/v placed on top of brood frames), Flash (FA 65% poured directly on the bottom board of colonies, 2 mL per frame with bees). Thymol was applied using Apiguard™ (gel with 25% de thymol w/v placed on top of the brood frames). Efficacy trials were realised from 2006 to 2008 on a total of 170 colonies (98 from the CRSAD and 72 owned by a commercial beekeeper). Results show that treatments applied in spring give low efficacy on reducing varroa mite populations that are in full growth at this time because of large amounts of brood available for mite reproduction. Application of a FA treatment in mid-summer offers the opportunity to reduce mite populations at the 11 mites per day September threshold but FA summer application is accompanied by a risk of incorporating residues in the harvested honey. Application of MiteAwayII™ in September followed by an oxalic acid treatment in November (trickling method 4% OA w/v in a sucrose syrup 1 :1 w/v, 5 mL between frames with bees) gave the best efficacy results: varroa mite levels are reduced below the 2 mites per day spring threshold. Our results also show that an early September management strategy of colonies for winter preparation (varroa treatment and fall feeding) gives greater varroa control, higher colony winter survival and stronger colonies in spring when compared to a later treatment in October. In conclusion, this work shows that varroa mite control in honey bee colonies in Québec is possible by using an integrated pest management strategy based on the application of a combination of organic acaricides in association with treatment thresholds.