Plusieurs études ont discuté du potentiel des cystatines en protection des plantes contre les insectes phytophages nuisibles. Ces protéines s'accumulent dans les tissus végétaux soumis à l'herbivorie, où elles exercent leurs fonctions protectrices en réprimant l'activité des protéases sécrétées dans le tube digestif de l'ennemi herbivore. Lorsque retrouvées en abondance dans la plante, les cystatines montrent un effet de protection mesurable, fonction de leur efficacité à interagir avec les protéases digestives de l'insecte. Dans le cas d'une forte inhibition, un déséquilibre fonctionnel est engendré, qui provoque un blocage de la digestion des protéines et une carence nutritionnelle menant à des troubles de développement. Un long processus coévolutif entre la plante et ses ennemis herbivores a mené toutefois à des adaptations métaboliques chez l'insecte en réponse aux inhibiteurs de protéases, qui lui permettent souvent d'éviter l'effet négatif des inhibiteurs ingérés. Pour cette raison, un grand intérêt a été porté au fil des ans à l'amélioration des qualités fonctionnelles des inhibiteurs de protéases par différentes approches du génie des protéines. Plusieurs chercheurs se sont intéressé, en particulier, au cas du doryphore de la pomme de terre (Leptinotarsa decemlineata Say), un insecte ravageur d'importance majeure dans les cultures de pommes de terre à travers le monde. Dans l'optique d'améliorer l'efficacité des cystatines contre les protéases digestives du doryphore, ce projet de thèse avait pour objectif d'explorer le potentiel d'une nouvelle approche du génie des protéines, le design par substitution de boucles' (de l'anglais Loop Replacement Design, ou LRD), pour en générer des variants à efficacité améliorée contre les protéases digestives de l'insecte cible. Un survol de la diversité fonctionnelle des cystatines végétales répertoriées dans la banque génomique GenBank a d'abord été réalisé pour identifier des cystatines candidates à capacités inhibitrices variées, à partir desquelles devaient ensuite être puisés les éléments fonctionnels pour le design des inhibiteurs hybrides. Les éléments fonctionnels sélectionnés ont été 'greffés' sur une cystatine modèle à potentiel inhibiteur modéré, la cystatine de tomate SlCYS8, pour la confection des cystatines hybrides à boucles substituées. Plus spécifiquement, des tests enzymatiques en laboratoire ont permis de confirmer le potentiel de l'approche LRD pour le design de cystatines améliorées. En bref, nos résultats ont démontré une amélioration significative du potentiel inhibiteur de la cystatine SlCYS8 modifiée de manière à inclure les sous-régions fonctionnelles de cystatines à plus fort potentiel inhibiteur, ils ont démontré, à l'inverse, un coût fonctionnel mesurable dans le cas des inhibiteurs hybrides intégrant les régions fonctionnelles de cystatines moins efficaces. Ces résultats confirmaient l'intérêt de l'approche LRD pour le développement de cystatines améliorées contre les protéases digestives d'un insecte nuisible et mettaient en relief, sur le plan biochimique, un découplage fonctionnel des différents éléments structuraux de ces protéines. À la lumière de ces conclusions et en complément au premier volet du projet, un deuxième volet a consisté à déterminer l'influence de la partie restante, ou « charpente » (de l'anglais : scaffold), des cystatines sur leur activité inhibitrice. Pour ce faire, les éléments fonctionnels de la cystatine SlCYS8 ont été greffés aux charpentes structurales d'autres cystatines. L'activité inhibitrice des hybrides générés a été évaluée ensuite pour déterminer si cet élément structural, qui n'est pas un élément fonctionnel à proprement parler, influençait l'activité de l'inhibiteur. En bref, nos données ont montré une influence marquée de la charpente des cystatines sur leur potentiel inhibiteur et la pertinence de considérer cet élément structural comme un « élément fonctionnel secondaire » dans toute stratégie d'ingénierie moléculaire des cystatines à des fins de phytoprotection. En somme, ce projet de thèse aura permis d'établir le potentiel d'une approche LRD pour la production de cystatines hybrides à forte activité inhibitrice contre les protéases digestives du doryphore de la pomme de terre. Nos travaux auront permis aussi de mettre en évidence l'influence, sur le plan fonctionnel, de la charpente protéique des cystatines, un élément structural négligé jusqu'ici dans le design de variants améliorés de ces protéines. Des travaux complémentaires seront maintenant bienvenus pour déterminer le potentiel protecteur des nouveaux hybrides exprimés in planta. Des travaux seront utiles également pour mesurer leur potentiel comme partenaires de fusions traductionnelles, une approche complémentaire aux stratégies actuelles de mutagénèse pour le design d'inhibiteurs de protéases hybrides à spectre d'action étendu.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Parasitologie - Biologie moléculaire : Lille 2 : 2008. / Résumé en français et en anglais. RTK = Récepteurs Tyrosine Kinase. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 104-118.

Titre de l'écran-titre (visionné le 8 novembre 2023) / Pour la culture de petits fruits, la régie de culture sous grands tunnels est utilisée pour l'obtention d'un microclimat favorable au rendement des plants et pour diminuer la pression des ravageurs. De plus, l'utilisation d'une barrière anti-insectes au pourtour des abris tunnels permet de réduire l'incidence des populations de ravageurs. Cette étude a été menée afin de comparer les effets de cinq recouvrements (TÉMOIN, CLAIR-D, CLAIR, GRIS et ROSE) et de l'incidence d'une barrière anti-insectes sur les cultures de framboises (Rubus idaeus L.) et de bleuets (Vaccinium corymbosum L.) en pots. Les expériences ont été menées aux Fraises de l'Île d'Orléans au cours des saisons de culture 2021 et 2022. L'impact du microclimat sur les populations d'insectes ravageurs (cicadelles, thrips, pucerons et Drosophila suzukii) a été évalué sur les cultures de framboises et de bleuets alors que l'effet sur la productivité a été mesuré sur les framboisiers seulement. L'efficacité d'une barrière anti-insectes sur les ravageurs a été étudiée que pour la culture de bleuets. Les différences de qualité spectrale et de températures mesurées sous les différents recouvrements n'ont pas été suffisantes pour qu'une différence significative de la performance agronomique des plantes soit observée, dont le rendement et la qualité des fruits. En revanche, des différences significatives d'abondance des principaux ravageurs ont été mesurées dans les bleuetiers et les framboisiers. Ainsi, un revêtement ayant les propriétés du revêtement CLAIR, soit une grande transmissivité du rayonnement photosynthétiquement actif (PAR), une faible transmission de lumière diffuse, d'UV et d'infrarouge a favorisé chez le framboisier les populations de certains ravageurs dont le puceron et la cicadelle. D'autre part, la barrière anti-insectes a permis de réduire significativement les populations de pucerons et de drosophiles à ailes tachetées et s'avère une pratique de contrôle fort prometteuse pour les producteurs. Combiner un revêtement optimisant les paramètres agronomiques et minimisant les populations de ravageurs avec une barrière anti-insectes constitue une alternative durable afin de réduire l'utilisation de biopesticides et de pesticides pour la production respective de petits fruits en régie biologique et conventionnelle.

En l'absence du texte intégral de Jeremy McNeil, conférencier invité lors de la 11e Journée Sciences et Savoirs de l'Acfas-Sudbury, les éditeurs présentent ici une bréve synthèse des propos tenus par McNeil, lors de son exposé et aussi lors de l'entrevue qu'il a accordé a Normand Renaud, a l'émission Au nord des sentiers battus, le 2 avril 2004. Nous remercions la Société Radio-Canada de nous avoir fourni une copie de cette entrevue et l'autorisation de nous en servir

Thèse de doctorat--Biologie--Rennes 1, 2005. / Contient aussi des articles de périodiques en anglais. Bibliogr. p. 193-213. Notes bibliogr. Résumés en français et en anglais.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 5 mai 2008). Bibliogr.

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

Le doryphore de la pomme de terre (Leptinotarsa decemlineata Say) est un ravageur important des cultures de pomme de terre (Solanum tuberosum L) à travers le monde, qui montre une capacité d'adaptation remarquable au climat et aux insecticides employés pour le contrôler. Le développement d'alternatives à l'utilisation des insecticides pour le contrôle du doryphore est aujourd'hui un enjeu économique, environnemental et même de santé publique. Dans cette optique, des lignées de pomme de terre hybrides ont été produites récemment par hybridation de cultivars de pomme de terre avec l'espèce sauvage Solanum brevicaule, une solanacée proche de la pomme de terre exprimant dans ses feuilles le composé glycoalcaloïde dehydrocommersonine. Dans le cadre de ce projet, des tests de consommation foliaire « sans choix » (no-choice) ont été réalisés pour l'ensemble des stades de développement du doryphore avec la lignée 15953-12, un hybride Solanum brevicaulex Solanum tuberosum rétrocroisé (BC₅), pour évaluer son statut de résistance par le suivi des taux de croissance, de consommation foliaire et de mortalité de l'insecte, de son temps de développement, du comportement des larves et du succès reproducteur des adultes. Le taux de mortalité des larves nourries de la lignée 15953-12 a été de 30% supérieur à celui d'insectes témoins nourris de plants de pomme de terre. Le développement des larves a été altéré, avec une augmentation du temps de développement de 8,6 jours (133%) et un poids des adultes réduit de 37% à l'émergence par rapport au groupe témoin. Le poids des adultes était toujours plus faible de 33% une semaine après l'émergence et peu de femelles avaient pondu sur la plante hybride. Le nombre d'œufs pondus par les couples nourris de la lignée 15953-12 était réduit de 87% par rapport aux insectes témoins. Une réduction significative de la consommation foliaire (46%) et un évitement de la plante hybride par les larves ont semblé être les principales causes des effets observés, en concordance avec les effets généralement attribués aux composés glycoalcaloïdes. Des recherches additionnelles seront maintenant nécessaires pour évaluer le potentiel de résistance génétique du doryphore à la lignée 15953-12 et, plus spécifiquement, à la dehydrocommersonine. / Colorado Potato Beetle (CPB) (Leptinotarsa decemlineata Say) is a worldwide pest of cultivated potato (Solanum tuberosum L). The CPB can quickly and easily adapt to climate or insecticides, which explains why it is such a widespread and hardy pest. Nowadays, finding alternatives to heavy insecticide usage to control the CPB is much needed not only from economic and ecological standpoints but also from a public health perspective. To this end, plant lines were developed recently by hybridization of potato cultivars with Solanum brevicaule, a wild tuber-bearing species containing the foliar glycoalkaloid dehydrocommersonine. No-choice feeding assays were conducted across all life stages of CPB with line 15953-12, a Solanum brevicaule x Solanum tuberosum BC₅ hybrid, to assess plant resistance through the monitoring of insect growth rate, development time, leaf consumption rate, mortality, larval behaviour and adult reproductive fitness. Larvae raised on the hybrid plant showed a 30% mortality rate, which is greater than the mortality rate of potato-fed insects. Larval development was both stunted and prolonged, with an 8.6-day (133%) increase in development time and a 37% decrease of adult weight upon emergence. After one week, adults raised and fed on the hybrid were 33% lighter than their control counterparts and fewer females laid eggs. The total amount of eggs per CPB couples on the hybrid line was 87% lesser than the control group. Significatively reduced feeding (46%) and avoidance of the hybrid plant by young larvae were likely the cause of the observed effects, in line with the usually reported effects of glycoalkaloids on herbivorous insects. Further studies will now be needed to document the long-term adaptation potential of CPB to line 15953-12, and, more specifically, to dehydrocommersonine, through natural selection.

Le doryphore de la pomme de terre (Leptinotarsa decemlineata Say) est un ravageur important des cultures de pomme de terre (Solanum tuberosum L) à travers le monde, qui montre une capacité d'adaptation remarquable au climat et aux insecticides employés pour le contrôler. Le développement d'alternatives à l'utilisation des insecticides pour le contrôle du doryphore est aujourd'hui un enjeu économique, environnemental et même de santé publique. Dans cette optique, des lignées de pomme de terre hybrides ont été produites récemment par hybridation de cultivars de pomme de terre avec l'espèce sauvage Solanum brevicaule, une solanacée proche de la pomme de terre exprimant dans ses feuilles le composé glycoalcaloïde dehydrocommersonine. Dans le cadre de ce projet, des tests de consommation foliaire « sans choix » (no-choice) ont été réalisés pour l'ensemble des stades de développement du doryphore avec la lignée 15953-12, un hybride Solanum brevicaulex Solanum tuberosum rétrocroisé (BC₅), pour évaluer son statut de résistance par le suivi des taux de croissance, de consommation foliaire et de mortalité de l'insecte, de son temps de développement, du comportement des larves et du succès reproducteur des adultes. Le taux de mortalité des larves nourries de la lignée 15953-12 a été de 30% supérieur à celui d'insectes témoins nourris de plants de pomme de terre. Le développement des larves a été altéré, avec une augmentation du temps de développement de 8,6 jours (133%) et un poids des adultes réduit de 37% à l'émergence par rapport au groupe témoin. Le poids des adultes était toujours plus faible de 33% une semaine après l'émergence et peu de femelles avaient pondu sur la plante hybride. Le nombre d'œufs pondus par les couples nourris de la lignée 15953-12 était réduit de 87% par rapport aux insectes témoins. Une réduction significative de la consommation foliaire (46%) et un évitement de la plante hybride par les larves ont semblé être les principales causes des effets observés, en concordance avec les effets généralement attribués aux composés glycoalcaloïdes. Des recherches additionnelles seront maintenant nécessaires pour évaluer le potentiel de résistance génétique du doryphore à la lignée 15953-12 et, plus spécifiquement, à la dehydrocommersonine. / Colorado Potato Beetle (CPB) (Leptinotarsa decemlineata Say) is a worldwide pest of cultivated potato (Solanum tuberosum L). The CPB can quickly and easily adapt to climate or insecticides, which explains why it is such a widespread and hardy pest. Nowadays, finding alternatives to heavy insecticide usage to control the CPB is much needed not only from economic and ecological standpoints but also from a public health perspective. To this end, plant lines were developed recently by hybridization of potato cultivars with Solanum brevicaule, a wild tuber-bearing species containing the foliar glycoalkaloid dehydrocommersonine. No-choice feeding assays were conducted across all life stages of CPB with line 15953-12, a Solanum brevicaule x Solanum tuberosum BC₅ hybrid, to assess plant resistance through the monitoring of insect growth rate, development time, leaf consumption rate, mortality, larval behaviour and adult reproductive fitness. Larvae raised on the hybrid plant showed a 30% mortality rate, which is greater than the mortality rate of potato-fed insects. Larval development was both stunted and prolonged, with an 8.6-day (133%) increase in development time and a 37% decrease of adult weight upon emergence. After one week, adults raised and fed on the hybrid were 33% lighter than their control counterparts and fewer females laid eggs. The total amount of eggs per CPB couples on the hybrid line was 87% lesser than the control group. Significatively reduced feeding (46%) and avoidance of the hybrid plant by young larvae were likely the cause of the observed effects, in line with the usually reported effects of glycoalkaloids on herbivorous insects. Further studies will now be needed to document the long-term adaptation potential of CPB to line 15953-12, and, more specifically, to dehydrocommersonine, through natural selection.

L’intérêt pour l’entomophagie est grandissant en raison de ses nombreux avantages tant environnementaux que nutritionnels. L’acceptabilité sociale de cette pratique dans les sociétés occidentales est un obstacle majeur de cette industrie. Il est reconnu que l’incorporation des insectes sous forme d’ingrédients plutôt qu’entiers favorise l’acceptabilité des consommateurs. Toutefois, la farine d’insectes possède une faible fonctionnalité et est davantage utilisée comme agent de remplissage dans des aliments. L’hydrolyse enzymatique est une méthode largement utilisée afin de modifier la fonctionnalité de diverses protéines et son efficacité peut être améliorée par l’utilisation d’un prétraitement aux hautes pressions hydrostatiques (HPH). Dans le cadre de ce projet, la fonctionnalité de farines d’insectes brutes et d’hydrolysats protéiques générés à partir de farines prétraitées ou non par pressurisation avant l’hydrolyse enzymatique a été déterminée. La solubilité et la capacité de rétention d’huile ont été améliorées par ce procédé contrairement à la capacité de rétention d’eau et aux propriétés moussantes et gélifiantes. Laviscosité et les propriétés émulsifiantes ont été peu améliorées. Cependant, leurs fonctionnalités généralement améliorées en comparaison de celles des farines pourraient faciliter leur acceptabilité. Plus spécifiquement, il est reconnu qu’une expérience positive de consommation favorise l’acceptabilité notamment lorsque des chefs sont inclus dans ce type de processus. Pour ce projet, une étude qualitative basée a priori sur la théorie de la diffusion de Rogers a également été effectuée afin de déterminer la perception de cuisiniers novateurs sur l’utilisation d’ingrédients d’insectes. Tous les participants avaient une opinion positive envers l’entomophagie, mais trouvaient que les inconvénients majeurs de la farine étaient sa texture, son odeur et sa faible acceptabilité par les consommateurs. Comprendre ces perceptions permettra d’accroître l’utilisation des ingrédients d’insectes dans la gastronomie et éventuellement l’acceptabilité sociale. / Interest in Entomophagy increases due to several environmental and nutritional benefits, but the social acceptability of this practice is a major obstacle in Western societies. Studies have shown that incorporating insect as an ingredient rather than whole insects promotes consumer acceptability. As a result of their poor functionality, insect meals arecommonly used as a filler agent. Enzymatic hydrolysis is a widely used method to modify and improve the functionality of various proteins, but the effectiveness of this method can be enhanced by using high hydrostatic pressures (HHP) as a pre-treatment. In this project, the functionality of insect meals and protein hydrolysates prepared from meals that were pretreated or not prior enzymatic hydrolysis by pressurization has been determined. The solubility and oil binding capacity were enhanced by this process in contrast to water binding capacity as well as foaming and gelling properties. Viscosity and emulsifying property were slightly increased comparatively to insect meal. However, their different functionalities from those of insect meals could facilitate their acceptability. Specifically, it is acknowledged thata positive consumption experience promotes the entomophagy acceptability especially whenchefs are included in the process. For this project a qualitative study based a priori on Roger’sdiffusion of innovation theory was also conducted to explore the perceptions of innovative chefs on the use of insect ingredients. All participants had a positive opinion of entomophagy and the majority was ready to use it. Understanding these perceptions will increase the use of insect ingredients in the gastronomy and eventually social acceptability.