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

L’apparition de fibrose pariétale dans la maladie de Crohn est responsable de sténoses et fistules, principales indications chirurgicales. Le but de notre travail était d’évaluer différentes séquences IRM pour différencier l’inflammation de la fibrose à partir d’un modèle original de colite radio-induite. Nous avons inclus un groupe « contrôle » de 10 rats, un groupe « inflammation » avec inflammation et fibrose sous-muqueuse de 24 rats et un groupe « mixte » avec inflammation et fibrose transmurale de 39 rats. Nous avons montré que ce modèle était reproductible et mis au point sur une IRM petit animal 7 T des séquences dont les résultats étaient homogènes, montrant la qualité à la fois des séquences et du modèle. Les signes IRM ont été comparés à l’analyse histologique des pièces (inflammation et fibrose). Les séquences utilisées (pondération T2 et T1, diffusion, transfert d’aimantation et perfusion sans injection) montraient des différences significatives entre les rats des groupes inflammation et mixte. Les séquences ayant la meilleure performance diagnostique pour différencier les deux groupes étaient l’intensité en pondération T2, la diffusion et le transfert d’aimantation. Les combinaisons de signes IRM ayant les meilleures AUC étaient celles comprenant la perfusion, à 0.95 pour la meilleure. Une analyse multivariée de la corrélation entre les signes IRM et les scores histologiques d’inflammation et de fibrose a montré de plus que la perfusion était le seul paramètre lié à la fibrose. Les perspectives sont maintenant de tester ces séquences pour évaluer des traitements anti-fibrosants en cours de développement et de les transposer à des patients pour mieux adapter la prise en charge thérapeutique. / Crohn's disease transmural bowel wall inflammation can lead to fibrosis causing luminal narrowing and stricture formation which are the main indications to surgery. The aim of our study was to evaluates MR sequences to distinguish inflammation from fibrosis using an original model of radiation-induced colitis. We included a “control” group of 10 rats, an “inflammation” group of 24 rats with inflammation and submucosal fibrosis and a “mixed” group of 39 rats with inflammation and transmural fibrosis. We showed that this model was very reproducible and developed sequences on a 7 T MR which results were homogeneous, showing both the quality of the sequences and of the model. MR data were compared with the histological analysis (inflammation and fibrosis) of the resection pieces. MR sequences (T2 and T1 weighted, diffusion weighted, magnetization transfer and FAIR perfusion) showed significant differences between irradiated and control rats and between inflammation and mixed groups. Sequences with the best AUC to differentiate the two groups were T2-weighted intensity, diffusion and magnetization transfer. The combinations of MR signs with the best AUC were those including perfusion, at 0.95 for the best. A multivariate analysis of the correlations between MR imaging and pathologic inflammation and fibrosis scores showed that perfusion was the only parameter related to fibrosis. Prospects are now to test these sequences to evaluate antifibrotic treatments currently under development and to transpose these sequences to patients to evaluate intestinal fibrosis and improve patients’ management.

Objectifs: QSOX1 est une sulfhydrile oxydase spécifiquement induite dans le cœur en cas d’insuffisance cardiaque aiguë (ICA). Nous avons analysé les conséquences cardiovasculaires de l’invalidation de QSOX1 dans un modèle d’ICA. Méthodes: Les souris QSOX1 - / - ont été générées sur un fond génétique C57Bl / 6 J. Les animaux mâles adultes ont été analysés à l’état basal, après un stress cardiaque aigu induit par des injections d'isoprotérénol (ISO, 300 mg / kg / 12h) pendant 2 jours, ou lors d’une hypertension par infusion d'AngII (1 μg /kg /min) pendant 28 jours. Résultats: Les souris QSOX1 - / - présentent une cardiomyopathie dilatée avec une fraction de raccourcissement (FR) plus faible que celle des WT. Les cœurs QSOX1 - / - sont caractérisés par une altération de l'homéostasie calcique, des signes de stress RE avec activation chronique de l’ « unfolding protein response » (UPR). Après un stress ISO, les souris QSOX1 - / - développent une ICA. Au plan artériel, les souris QSOX1 - / - présentent une hypotension artérielle associée à un phénotype « sécrétoire » de quelques CMLVs des média coronaires. L’AngII augmente de façon similaire la pression systolique des 2 souches de souris, mais dès 10 jours les souris QSOX1 - / - présentent des signes d’ICA, une absence d’hypertrophie adaptative de la média et une fibrose périvasculaire plus importantes que chez les WT. Conclusion: Ensemble, les données indiquent que QSOX1 est nécessaire 1 – au repliement protéique approprié dans le réticulum endo / sarcoplasmique (ER / SR), 2- pour la résolution et la réponse protectrice à un stress cardiaque aigu et enfin 3- pour l'adaptation cardiovasculaire à l'hypertension. / Objectives: QSOX1 is a sulphhydryl oxidase specifically induced in the heart in acute heart failure (AHF). We analysed the cardiovascular consequences of QSOX1 invalidation in AHF model.Methods: QSOX1- / - mice were generated on a C57Bl / 6J genetic background. Adult male animals were analysed at baseline, after acute cardiac stress induced by isoproterenol injections (ISO, 300 mg / Kg / 12h) for 2 days, or during hypertension by infusion of AngII (1 μg / kg / min) for 28 days. Results: QSOX1- / - mice exhibit dilated cardiomyopathy with a lower shortening fraction (FR) than that of WT. QSOX1- / - hearts are characterized by altered calcium homeostasis, signs of ER stress with chronic activation of unfolding protein response (UPR). After an ISO stress, QSOX1- / - mice developed an ICA. At the arterial level, QSOX1- / - mice exhibit arterial hypotension associated with a "secretory" phenotype of some VSMCs in coronary media and an F-actin content of media higher than that of WT. AngII similarly increased the systolic pressure of the 2 strains of mice, but from day 10, the QSOX1- / - mice showed AHF signs, absence of adaptive hypertrophy of the media and marked perivascular fibrosis.CONCLUSION: Together, data indicate that QSOX1 is required for 1 - appropriate protein folding in the endo / sarcoplasmic reticulum (ER / SR), 2- resolution and protective response to acute cardiac stress, and 3- cardiovascular adaptation to hypertension.

Nous proposons une méthode d'inversion non linéaire des amplitudes des ondes directes P, SV et SH basée sur l'algorithme du recuit simulé, afin de déterminer à partir d'un nombre limité de stations, le mécanisme au foyer de séismes induits en contexte de réservoir. Cette méthode permet de déterminer aussi bien les paramètres du plan de faille (azimut, pendage et angle de glissement) décrivant une source double-couple, que les six composantes du tenseur des moments décrivant une source plus générale. <br />L'inversion double-couple et l'inversion du tenseur des moments sont testées sur quatre séismes induits dans le réservoir géothermique de Soultz-sous-Forêts. Les mécanismes obtenus sont en accord avec ceux déterminés par Charléty et al. 2007.<br />La méthode d'inversion est appliquée à la sismicité de la saline de Vauvert enregistrée par un réseau permanent de deux stations 3-composante. Dans un premier temps, la méthode est testée sur 15 séismes enregistrés durant le déploiement temporaire d'une antenne de quatre capteurs 3-composante. La comparaison entre l'inversion utilisant les deux stations permanentes et l'antenne temporaires et l'inversion utilisant seulement les deux stations permanentes montre des mécanismes au foyer double-couple identiques pour les séismes localisés entre les deux stations permanentes. Dans un deuxième temps, la méthode est appliquée à un essaim de sismicité. Les mécanismes au foyer obtenus pour 532 évènements, indiquent pour la majorité une rupture le long de fractures sub-verticales NE-SW, interprétée comme de probables ruptures sur les plans stratigraphiques des bancs d'insolubles intercalés dans la formation de sel.

Cette thèse présente une étude expérimentale de la fluorescence induite par laser analysée par un spectromètre à transformée de Fourier haute résolution de la molécule KLi. Des courbes de potentiel précises ont été calculées pour l'état fondamental, X1+, de 39K7Li et 39K6Li. Une étude simultanée de ces deux isotopologues a établi une brisure de l'approximation de Born-Oppenheimer faible mais significative. Nous avons aussi détecté 6 niveaux vibrationnels élevés de l'état a3+, également corrélé à l'asymptote atomique Li(2s) + K(4s). Bien que les données ne couvrent que 25 % du puits de potentiel, une expression analytique donne une bonne extrapolation vers le minimum du potentiel et ajuste toutes les données dans limites de l'incertitude expérimentale. Une expérience similaire de CuCl2 formé en jet supersonique a conduit à déterminer la constante de spin-orbite de l'état X2g de CuCl2. Des spectres de polarisation de NaLi ont été aussi analysés, donnant des informations préliminaires sur deux états excités

Les travaux de thèse présentés ici ont été motivés par les besoins de connaissances, sur le mélange et la combustion des flammes jets non prémélangées, rencontrées dans les propulseurs de type aérobies (statoréacteurs). En effet, il existe encore de nombreux problèmes inhérents à ce type de propulseurs, notamment en ce qui concerne le mélange et la combustion de fluide de densités très différentes, puis l'allumage et la stabilisation de flammes, caractérisées par une importante hétérogénéité des réactifs. Pour le faire, nous avons déterminé expérimentalement, l'influence sur le mélange et la combustion, d'une variation du rapport de vitesse r (entre l'écoulement de combustible et les écoulements d'airs amont), puis d'une variation de la masse volumique des écoulements d'air et enfin d'une modification de la nature du combustible (comparaison entre de l'hydrogène pur et des mélanges méthane/hydrogène). Ces travaux expérimentaux sont menés au sein d'une soufflerie dédiée à l'étude des flammes jets non prémélangées, dans des écoulements subsonique à haute vitesse. Pour les besoins de l'étude, différents diagnostics, notamment optiques, ont été mis en place de manière permanente ou ponctuelle : mesure de pressions et de températures, chimiluminescence, vélocimétrie par imageries de particules (PIV) et fluorescence induite par plan laser sur radicaux OH (PLIF-OH). La première partie de l'étude nous a permis de mettre en exergue l'influence d'une variation du rapport de densité s (initiée par la modification de la température des écoulements d'air amont) sur le mélange et la combustion. Il est ressorti de l'étude que le ratio de masse volumique n'avait que peu ou pas d'influence sur le mélange et la combustion des flammes jets non prémélangées d'hydrogène/air subsonique à haute vitesse. Une deuxième partie de l'étude nous a permis d'observer l'influence d'une variation du rapport de vitesse r sur le mélange et la combustion. Pour le faire 3 flammes d'hydrogène/air avec des vitesses d'entrée de combustible différentes ont été mises en œuvre. Nous avons pu conclure que la diminution du rapport de vitesse (associée à l'augmentation de la vitesse d'entrée du combustible) conduisait à l'amélioration du mélange au sein des écoulements et une meilleure efficacité de la combustion (définie à partir du dégagement de chaleur). Nous avons également pu conclure que sous l'hypothèse d'une vitesse des écoulements d'air amont constante, l'augmentation de la vitesse du combustible était accompagnée d'une amélioration de l'entraînement (évasement du jet). Une troisième partie de l'étude nous a permis de mettre en avant l'influence de la nature du combustible sur le mélange et la combustion. La modification de la nature du combustible entraîne à la fois une modification du rapport de densité s et de la composition du mélange. Ainsi le mélange et la combustion de 4 combustibles différents ont été comparés dans les mêmes conditions aérothermodynamiques: de l'hydrogène pur et 2 mélanges de méthane/hydrogène avec 5%-mol et 10%-mol de CH4. L'étude du mélange a révélé que le ratio de masse volumique s n'avait que peu ou pas d'influence, confirmant ainsi la première étude. L'étude de la combustion a permis de mettre en exergue plusieurs points. Notamment que la cinétique chimique plus lente du méthane par rapport à l'hydrogène entraîne une diminution de l'efficacité de la combustion (basée sur le taux de combustible brûlé). Néanmoins, le PCIv du méthane ~3 fois plus élevé que celui de l'hydrogène conduit à un niveau de chaleur dégagé au sein de la veine du même ordre dans les mêmes conditions aérothermodynamique. Il est également ressorti de l'étude, que l'introduction croissante de méthane dans le mélange conduit à une structure de la zone de réaction de plus en plus marquée par des discontinuités (extinctions locales de la flamme). L'accrochage et la stabilisation de la flamme ont également été abordés. Alors que la flamme d'hydrogène/air ne pose aucun problème, l'accrochage et la stabilisation de la flamme de méthane/hydrogène/air avec 34%-mol de CH4, n'a jamais pu être obtenue. Ainsi la proportion de méthane dans le mélange est apparue comme un facteur très limitant (méthane caractérisée par une chimie plus lente que l'hydrogène). La vitesse des écoulements d'air amont est également apparue comme un facteur limitant, du fait du processus d'accrochage et de stabilisation de la flamme intrinsèque au dispositif expérimental. Ainsi l'accrochage et la stabilisation des flammes de méthane/hydrogène/air n'ont pu être obtenus qu'à des vitesses des écoulements d'air amont inférieures à 80 m/s, une fois la flamme stabilisée. Un autre point important est ressorti de l'étude : nous avons pu mettre en évidence une longueur de combustion conditionnée par la présence du confinement. En effet, du fait du confinement, on observe une accélération des écoulements extérieurs au sein de la veine (encore plus importante en réactif du fait de la présence d'un gradient de pression favorable induit par la combustion). Le jet de combustible ayant été clairement identifié comme un type de jet « fortement advecté », l'accélération des écoulements extérieurs conduit à une convection globale des écoulements accrue. Enfin, les perspectives de cette étude concernent essentiellement la comparaison des résultats expérimentaux avec les résultats de simulations numériques réalisées au moyen d'un code CFD (CEDRE de l'ONERA).

Dans cette thèse, nous analysons les différents aspects des externalités de connaissance et la façon dont les citations de brevet peuvent être utilisées comme un indicateur de ces flux. La première partie de cette thèse examine la littérature traditionnelle sur les externalités de connaissance, et cela d'un point de vue à la fois qualitatif et quantitatif (la forme quantitative est réalisée grâce à une méta-analyse). Nous insistons sur les conséquences résultant de l'utilisation de différents canaux de mesure de ces externalités, précisément nous nous attardons sur les hypothèses sous-jacentes et sur leurs implications en termes d'estimations empiriques. Ce point est important car ces canaux sont la principale source d'hétérogénéité des résultats empiriques. Dans la seconde partie, nous explorons des données de brevets et de citations de brevet encore peu étudiées (ces données sont extraites de la base de données Patstat pour les offices de brevets du G5, de l'OEB et de l'OMPI). Cette analyse est à nouveau réalisée à la fois en termes qualitatifs et quantitatifs. La troisième partie, dans un premier temps, examine de façon empirique les caractéristiques des flux de connaissance entre et au sein des inventeurs des pays du G5 et cela pour 13 secteurs industriels. Dans un deuxième temps, cette partie propose et valide la création d'un indicateur de stocks de connaissance qui prend en compte les externalités de connaissance internationales. Cet indicateur se révèle particulièrement utile puisque les indicateurs traditionnels ne sont pas toujours disponibles (comme les indicateurs basés sur les dépenses de R&D). Enfin, l'indicateur précédemment créé sera appliqué à une étude de cas consacrée à l'analyse des déterminants de l'innovation pour les technologies énergétiques efficientes.

Résumé Certaines bactéries de la rhizosphère (PGPR, rhizobactéries promotrices de la croissance des plantes) exercent un effet bénéfique sur la croissance des plantes en stimulant des mécanismes de défense inductibles chez lhôte, rendant celle-ci moins susceptible vis-à-vis dune infection ultérieure par un agent pathogène. Ce phénomène appelé résistance systémique induite (ISR) a été mis en évidence chez plusieurs plantes pour lutter contre une gamme relativement large de pathogènes fongiques, bactériens ou viraux. Cependant, les bases moléculaires des mécanismes de défense proprement dits stimulés lors de lISR restent assez méconnues malgré les nombreux travaux réalisés cette dernière décennie. Dans ce contexte, des souches de PGPR (Bacillus subtilis et Pseudomonas putida) capables de protéger certaines plantes via linduction de lISR sont étudiées depuis plusieurs années au laboratoire. Dans le cadre de cette thèse de doctorat, nous avons étudié l´effet protecteur de ces bactéries dans deux pathosystèmes différents, tomate/Botrytis cinerea et concombre/Colletotrichum lagenarium. Nos résultats ont montré la capacité de P. putida BTP1 à induire l´ISR chez la tomate et le concombre sur base de la réduction des symptômes de maladie observée et sur base de la séparation spatiale des deux agents, bénéfique au niveau racinaire et pathogène au niveau foliaire. Cette résistance a été clairement associée avec la stimulation de la voie des oxylipines chez la tomate. Linduction de cette voie métabolique a dabord été mise en évidence biochimiquement par une augmentation des activités lipoxygénase et lipide hydroperoxydase dans les feuilles des plantes traitées avec Pseudomonas. De plus, au niveau moléculaire, les analyses par northern blot nous ont permis d´identifier un nouvel isoforme de gène Lox chez la tomate qui est exprimé différentiellement chez les plants traités par la bactérie. Ce gène dénommé LoxF montre une homologie de 82% avec un des cinq isoformes connus chez cette plante, LoxC. LoxF est essentiellement surexprimé dans les feuilles de tomates pré-inoculées avec BTP1 suite à l´infection par le pathogène. Il en est de même pour lactivité enzymatique correspondante de la lipoxygénase qui naugmente significativement chez les plants traités par rapport aux témoins quaprès infection par Botrytis. Ces résultats sous-entendent un phénomène de « priming » ou « mise en alerte » étroitement associé avec linduction de résistance systémique chez les plantes. La reconnaissance de la bactérie au niveau racinaire met en alerte la plante sans que des bouleversements majeurs au niveau métabolique ou génétique ne soient observés. Lhôte réagit alors plus fortement et plus rapidement pour mettre en uvre ses mécanismes de défense une fois le pathogène perçu. Par biotest sur TLC et analyses HPLC, CPG et LC-MS, nous avons mis en évidence laccumulation dune molécule dans les feuilles de tomate prétraitées avec BTP1. Cette molécule semble être de nature apolaire mais non phénolique et ne correspond pas aux phytoalexines connues de la tomate. Des études complémentaires doivent être réalisées pour lidentifier chimiquement mais sa cinétique daccumulation dans les tissus de la plante est étroitement associée à celle de la stimulation de la lipoxygénase. Elle pourrait donc dériver de cette voie métabolique. Des réactions de défense similaires ont été observées suite au traitement avec Bacillus subtilis chez la tomate et ces essais ont permis de mettre en évidence le rôle des lipopeptides produits en tant quéliciteurs impliqués dans linduction du phénomène de lISR par cette souche. Par contre, bien que les deux souches soient capables dinduire la résistance chez le concombre, aucune accumulation claire de phytoalexines ni de stimulation significative de la voie de la lipoxygénase nont pu y être associées chez cette plante. Globalement, nos résultats suggèrent que les voies métaboliques activées dans le cadre de lISR varient en fonction de lespèce végétale même si le microorganisme inducteur est identique. Abstract Some plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) are able to stimulate inducible defence mechanisms that render the host plant less susceptible to a subsequent pathogen attack. This phenomenon called induced systemic resistance (ISR) can occur in several plant species against a wide range of bacterial, viral and fungal pathogens. Despite extensive work carried out this last decade, many aspects of the molecular basis underlying this rhizobacteria-mediated ISR remain unclear. In this context, Bacillus subtilis and Pseudomonas putida strains able to protect plants via induction of ISR have been studied for several years in our laboratory. In this thesis, we first aimed at evaluating the protective effect of these strains in different pathosystems and second at identifying the associated defence mechanisms. Our results showed the capacity of P. putida BTP1 to induce ISR in the tomato/Botrytis cinerea and cucumber/Colletotrichum lagenarium pathosystems on the basis of reduction of disease symptoms and on the basis of the spatial separation of the two agents, beneficial at the root level and pathogenic at the leaf level. This resistance was clearly associated the stimulation of the oxylipin pathway in tomato. The induction of this metabolic pathway was evidenced biochemically by an increase in the lipoxygenase and lipid hydroperoxydase activities in the leaves of plants treated with Pseudomonas compared to controls. Moreover, at the molecular level, northern blot analyses enabled us to identify a new isoforme of Lox gene in tomato which is expressed differentially in plants treated with the bacterium. This gene called LoxF shows a homology of 82% with one of the five isoformes known in this plant, LoxC. LoxF is mainly expressed in tomato leaves pre-inoculated with BTP1 after infection by pathogen. The same applies for the lipoxygenase enzyme activity which increases significantly in treated plants only after infection by Botrytis. These results imply a phenomenon of "priming" closely associated with the systemic resistance induction in plants. The recognition of the bacterium at the root level primes the plant but in most cases major changes at the metabolic or genetic level are not observed. The host then reacts more strongly and more quickly to express defence mechanisms once the pathogen is perceived. In addition, by combining the use of TLC-based biotests and analytical methods such as HPLC, CPG and LC-MS analyses, we highlighted the accumulation of a molecule in BTP1-pretreated tomato leaves. This molecule seems to be of a non-polar nature but not phenolic and does not correspond to any phytoalexin known in tomato. Complementary studies must be carried out to identify its structure but its kinetic of accumulation in the plant tissues is closely associated with the stimulation of the lipoxygenase enzyme. It could thus derive from this metabolic pathway. Similar defence reactions were observed in tomato following treatment with Bacillus subtilis and through these tests, we also highlighted the role of some lipopeptides produced by this strain as elicitors responsible for the induction of the ISR phenomenon. On the other hand, although the two strains are able to induce resistance in cucumber, no clear accumulation of phytoalexins nor of significant stimulation of the lipoxygenase pathway could be associated with disease reduction in this plant. All together, our results suggest that the metabolic pathways activated during ISR vary in function of the plant and pathogen species even if the inducing micro-organism is identical.

In the so-called induced systemic resistance phenomenon (ISR), some non pathogenic rhizobacteria are able to stimulate defence mechanisms in the host plant thereby rendering it less susceptible to subsequent phytopathogen attack. This immunization process is initiated into the plant following the perception of elicitors (or determinants) produced by the beneficial microorganism. Previous studies performed in our laboratory have demonstrated the ability of Pseudomonas putida strain BTP1 and Bacillus subtilis strain S499 (or M4) at triggering ISR. By using these two rhizobacteria, the global objective of this thesis is to contribute to a better understanding of this molecular dialogue between ISR-inducing bacteria and plant cells. Our first researches with BTP1 led to the isolation, as an elicitor, of a new compound produced by Pseudomonas. It was purified from bacterial culture supernatant and identified as a benzylamine core alkylated with two methyl and one tetradecyl groups, conferring its hydrophobic properties. On the basis of this structure, the BTP1 determinant was called NABD, for N-Alkylated Benzylamine Derivative. By testing the pure molecule or mutant strains altered in its production, we have shown that NABD was mainly responsible for ISR-activity of the BTP1 strain on bean and cucumber while in tomato, another unidentified compound could also be involved. In the case of Bacillus subtilis S499, we used similar approaches to demonstrate for the first time that the lipopeptides surfactin and fengycin may act as elicitors to stimulate systemic resistance, thereby attributing them a new role in the biocontrol of plant diseases. Structure/activity studies have revealed the implication of the benzylamine aromatic core in the biological activity of NABD. In the case of surfactin, reduced activity of some homologues indicates that its perception is dictated by structural clues such as the length of the acyl moiety and the presence of charges in the cyclic peptide part. Also in support to their involvement in ISR triggering, significant quantities of NABD and lipopeptides were recovered from the rhizosphere of bacterized plants. The influence of some physiological and physico-chemical factors on NABD production by BTP1 was further investigated in in vitro experiments. Our results show that the molecule is more efficiently produced at low cell growth rate and in the presence of amino acids in the medium but is negatively iron-regulated. Other abiotic factors, such as low oxygen concentration or low pH do not have drastic effects on NABD biosynthesis by the strain. Globally, with regard to specific conditions that the strain undergoes in the rhizosphere environment, it supposes that the nutritional/physiological state of BTP1 cells growing on plant roots is compatible with an effective production of the elicitor. Plant responses induced following root treatment with Bacillus subtilis S499 have also been investigated. Working on whole plants, it first revealed an increase in enzyme activities of the oxylipin pathway (lipoxygenase (LOX) and lipid-hydroperoxydase) after infection. Further investigations were conducted on cultured tobacco cells and we have shown the induction of some early events, such as extracellular pH alkalinization, reactive oxygen species production, defence enzyme stimulation (LOX and phenylalanine ammonia lyase (PAL), and accumulation of some phenolics from the phenylpropanoid pathway. These experimentations performed with Bacillus lipopeptides are the first conducted with ISR-specific elicitors and led to the characterization of early events that can also be triggered by pathogen associated molecules. It is still not clear whether bacterial LPs are recognized by plant cells via specific receptors but the amphiphilic and detergent properties of surfactin strongly suggest that these LPs can interact via a less specific mechanism based on some limited destabilization of the membrane structure. In conclusion, NABD and lipopeptides studied in this thesis enlarge the range of elicitors from non pathogenic bacteria isolated to date, and may be considered as members of a new class of ISR-inducing compounds of amphiphilic nature./ Lors du phénomène appelé « résistance systémique induite » (ISR), des rhizobactéries non pathogènes peuvent conférer à la plante un certain degré de protection à des attaques ultérieures par un phytopathogène via la stimulation de mécanismes de défense systémiques. Cette « immunité » sinitie suite à la perception par la plante de molécules dites élicitrices produites par le microorganisme bénéfique. Lobjectif de cette thèse est de contribuer à la caractérisation de ce dialogue moléculaire en se basant sur des études antérieures poursuivies au laboratoire qui ont mis en évidence la capacité des souches Pseudomonas putida BTP1 et Bacillus subtilis S499 (aussi dénommée M4) à induire lISR chez leur hôte végétal. La première partie des recherches sur BTP1 a permis disoler en tant quéliciteur un nouveau type de composé produit par les Pseudomonas. Cet éliciteur a été isolé à partir de surnageant de culture de la bactérie et est constitué dun noyau benzylamine dont lazote est alkylé par deux groupements méthyle et un groupement tétradécyle, responsables de lhydrophobicité relative de la molécule. Sur cette base, ce métabolite a été dénommé NABD (N-alkylated benzylamine derivative). Grâce au traitement des plantes avec le composé purifié ou via lutilisation de mutants altérés dans sa production, nous avons démontré que le NABD était responsable de lessentiel de lactivité ISR de BTP1 sur le haricot et le concombre. Dans le cas de la tomate par contre, il semble quil ne soit pas le seul éliciteur impliqué. En ce qui concerne Bacillus subtilis S499, en utilisant des approches similaires, nous avons pour la première fois montré limplication de deux lipopeptides, la surfactine et la fengycine, comme agents stimulateurs de lISR, permettant ainsi de leur attribuer un nouveau rôle dans le contrôle biologique des maladies des plantes par Bacillus. Une étude de la relation structure/activité a été entamée et a révélé un rôle du noyau aromatique dans létablissement de la résistance systémique par le NABD. Pour la surfactine, limportance de la longueur de la chaîne alkylée ainsi que la présence des charges sur les acides aminés suggèrent que son activité élicitrice soit liée à ses propriétés amphiphiles. La détection en quantités significatives des deux types déliciteurs dans la rhizosphère des plants traités par les bactéries est également en faveur de leur rôle biologique. Dans le cas de BTP1, nous avons étudié linfluence de certains paramètres physiologiques, nutritionnels et physico-chimiques sur la production du NABD. Les résultats montrent que la production du NABD est dépendante de la présence dacides aminés dans le milieu, quelle est effective à un taux de croissance faible du microorganisme, quelle est négativement influencée par le fer mais quelle nest pas inhibée par une restriction en oxygène dissous disponible ou par une acidification du milieu. Globalement, ces données suggèrent que les conditions physico-chimiques dictant létat physiologique des cellules bactériennes in situ peuvent être propices à une synthèse effective de léliciteur au niveau des racines. Des recherches sur les réponses induites chez lhôte lors de son interaction avec S499 ont été initiées et montrent une nette augmentation dactivités enzymatiques de la voie des oxylipines (activités lipoxygénase (LOX) et lipide hydroperoxydase) dans les feuilles après infection. Une exploration plus approfondie sur suspensions de cellules de tabac en culture avec la surfactine a montré linduction de plusieurs autres mécanismes précoces de défenses, comme une alcalinisation du milieu extracellulaire, la production despèces oxydantes, lactivation denzymes de défense telles que LOX et phenylalanine ammonia lyase (PAL), et une possible réorientation de la voie des phénylpropanoïdes. Ces expérimentations menées avec les lipopeptides de Bacillus sont parmi les premières à être réalisées avec des éliciteurs spécifiques de lISR. Elles ont abouti à la caractérisation de plusieurs réponses précoces dont certaines sont aussi induites par des molécules isolées dagents pathogènes. Les lipopeptides pourraient ainsi agir en stressant les cellules de lhôte via une perturbation temporaire de la membrane externe facilitée par leur propriété amphiphile. Limplication de récepteurs dans la reconnaissance des éliciteurs de BTP1 et S499 ne peut cependant pas être exclue. En conclusion, les lipopeptides et le NABD élargissent la gamme des éliciteurs bactériens de lISR isolés jusquà présent et peuvent être considérés comme appartenant à une nouvelle classe dimmuno-stimulateurs des plantes comprenant des molécules amphiphiles.

Les modifications de structure et de diversité des communautés biologiques au sein d'un écosystème soumis à une perturbation, se traduisent généralement par la raréfaction, la disparition d'espèces sensibles et/ou l'apparition de nouvelles espèces tolérantes ou par la prolifération d'autres espèces tolérantes déjà présentes mais à une faible densité. Dans le cas d'une perturbation d'origine toxique, ceci a pour conséquence une diminution de la sensibilité globale de la communauté par rapport à la (aux) substance(s) responsable(s) de cette modification de structure et de diversité. L'évaluation de la tolérance vis-à-vis d'un toxique peut donc nous permettre de révéler a posteriori l'exposition d'une communauté biologique à ce toxique, en mettant en évidence le lien entre pression et impact sur le compartiment biotique d'un écosystème. Malgré de nombreux travaux en ce domaine, il reste cependant de nombreuses lacunes scientifiques dans la compréhension de cette tolérance induite par les pollutions (PICT). Le modèle d'étude retenu est le biofilm aquatique (ou périphyton), dont les spécificités biologiques et écologiques en font un outil d'étude très intéressant. Ce travail a permis de montrer que l'intégration du concept PICT comme un outil complémentaire dans les systèmes d'évaluation environnementale donnerait plus de pertinence écologique et de spécificité écotoxicologique à la batterie actuelle des bioindicateurs utilisés. Par ailleurs, le PICT est aussi une approche conceptuelle, à l'échelle des communautés, très riche et qui confirme l'intérêt d'aborder l'écotoxicologie avec le regard de l'écologue plus holistique que celui du toxicologue. En effet, les mesures de tolérance-induite qui prennent en compte la diversité fonctionnelle du biofilm, ainsi que les analyses taxonomiques associées, nous ont permis une meilleure compréhension de la résistance et de la résilience de cet écosystème suite à des perturbations d'origine chimique. Nos travaux nous ont aussi permis d'aborder le concept des seuils de résistance et de résilience écologiques, et de mettre en évidence le fait qu'une acquisition de tolérance à un stress donné, pourrait se traduire par le déplacement des communautés d'un état initial vers un état " alternatif " stable, même après le retrait du stress. Ces seuils écologiques ainsi que cet état alternatif stable signifient que la disparition des espèces les plus sensibles (comme l'un des processus expliquant le PICT) n'affecte donc pas les fonctions de la communauté dans son ensemble au début et ce seulement jusqu'à un certain seuil de résistance. Le PICT pourrait ainsi se traduire par une réduction de la diversité ou avec des modifications dans la composition spécifique, sans pour autant qu'il y ait un effet négatif sur le fonctionnement de la communauté. Cependant, la capacité des communautés à devenir tolérantes à une perturbation peut avoir des conséquences négatives sur les capacités de résilience et de résistance des écosystèmes. Nous avons donc abordé dans nos travaux le concept de " co-tolérance négative entre espèces " et de coût de la tolérance.