De nos jours, les agents pathogènes des plantes, engendrent encore des pertes agricoles importantes. A terme, la solution la plus adaptée semble être la création de variétés de plantes cultivées présentant une résistance génétique à large spectre et durable. Créer de telles plantes nécessite la compréhension des mécanismes de résistance mis en jeu dans des pathosystèmes modèles, tels que celui impliquant le gène de résistance Rx et le virus X de la pomme de terre. Dans ce système, la protéine Rx intervient dans la perception d’un facteur d'avirulence issu du virus: sa protéine de capside (Cp). Cependant, les mécanismes moléculaires déclenchant la résistance chez la plante exprimant Rx demeurent obscurs. Cette étude s’est focalisée sur l’étape de reconnaissance de l’éliciteur viral par Rx. Une première approche a permis la mise en évidence d’un éliciteur minimal de 90 acides amine. L’étude d’un fragment légèrement plus grand par des méthodes de biochimie structurale, tend à exclure un modèle selon lequel, la différence de structuration tertiaire entre Cp élicitrice et Cp non élicitrice déterminerait la reconnaissance par Rx. Une seconde approche, de biologie moléculaire, a mis en évidence deux protéines hôte interagissant avec ce petit fragment éliciteur. L'étude s’est focalisée sur un gène codant un facteur de transcription, nbERF5, et a révélé que cette protéine interagit aussi bien avec les Cp de souches de Potexvirus avirulentes que virulentes dans la résistance liée à Rx, mais également avec la protéine de résistance Rx et l’intéracteur direct: RanGAP2. La poursuite de la caractérisation de cet ERF, permettra de déterminer son importance dans la résistance liée à Rx. / Nowadays, phytopathogenic agents are still causing significant agricultural losses. The most suitable option appears to be the creation of crop species carrying a genetic durable and broad spectrum resistance. In order to create such varieties, we need to understand the mechanisms underlying resistance, involved in model Pathosystems, Such as the one composed of the resistance gene Rx and the potato virus X. In that system, the host gene encodes a protein assimilated to a receptor implicated in the perception of an avirulence factor produced by the virus: its capside protein (Cp). Nevertheless, the molecular mechanisms triggering the resistance remain largely unknown. This study has been focused on the elicitor recognition mediated by Rx. A first approach led to the identification of a minimal elicitor containing 90 amino acids has. The structural characterization of a slightly larger protein fragment using biochemical methods suggested that the difference in the tertiary structuration of both elicitor and non-elicitor Cp would not be the determinant of Rx mediated recognition. Second, a molecular approach led to the discovery of two host proteins interacting with the small elicitor fragment. The work was focused on a transcription factor, nbERF5 and showed that this protein interacts similarly with elicitor or non-elicitor Cps of Rx mediated resistance. Interestingly, this gene product is able to directly interact with the Rx protein, but also with the direct interactor of Rx: RanGAP2, protein required for the Rx mediated resistance efficiency. Further characterization of this ethylen response factor will help us to understand its role in Rx mediated resistance.

Le but de ce travail de thèse était de développer de nouvelles familles de ligands polyfonctionnels pour étudier, dans un premier temps, leur chimie de coordination vis-à-vis de métaux de transition et, dans un second temps, en fonction des espèces formées, leurs propriétés physiques (magnétiques par exemple) et/ou catalytiques. L’évaluation de leur potentiel pour la formation de nouveaux matériaux ou la fonctionnalisation de supports métalliques faisait également partie intégrante des objectifs de cette thèse. De ce fait, chaque ligand a été fonctionnalisé avec des groupements adaptés à l’ancrage sur surfaces, comme des fonctions zwitterioniques ou des thio-éthers. / The aim of this thesis was to develop new families of polyfunctional ligands to study their coordination chemistry towards transition metals and, depending on the products formed, to investigate their physical (e.g. magnetic) and / or catalytic properties. The evaluation of their potential for the formation of new materials as well as for the functionalization of metal surfaces was also part of the objective of this thesis. Therefore, each ligand has been functionalized with groups suitable for the anchoring on metallic surfaces, such as zwitterionic or thioethers moieties.

L'abscission prématurée des aiguilles constitue un problème majeur pour l'industrie de l'arbre de Noël dans les provinces Atlantiques du Canada. Les objectifs de cette étude étaient donc de déterminer: 1) l'effet de l'éthylène endogène et exogène sur l'abscission des aiguilles, 2) l'effet de l'utilisation d'inhibiteurs de l'activité de l'éthylène sur l'abscission des aiguilles, 3) l'activité des cellulases associées à l'éthylène et l'abscission des aiguilles, 4) l'interaction entre l'éthylène et la variabilité génotypique, et 5) l'effet de l'éthylène sous des conditions de perte d'eau réduite. Nos résultats ont démontré que l'éthylène est impliqué comme signal d'abscission pour les aiguilles du sapin baumier. Il a été constaté que l'évolution de l'éthylène endogène a augmenté à des taux variant de 10,5 à 20,0 (j.L-g"lh"' suivie immédiatement de l'abscission complète des aiguilles. Selon la concentration utilisée, l'apport exogène d'ethylene a réduit la durée de rétention des aiguilles de 30 à 70%. En absence d'éthylène exogène, l'inhibition de l'éthylène avec AVG ou 1-MCP a retardé respectivement l'abscission des aiguilles de 113 et 73%. D'autre part, l'éthylène a stimulé l'activité des cellulases. Les branches ne démontrant aucun signe d'abscission ont eu une activité cellulase de 0,4 unité alors que les branches induites par l'éthylène exogène et endogène ont eu une activité respective de 4,6 et 3,1 unités. Les génotypes ayant une faible durée de rétention de leurs aiguilles ont libéré 50% plus d'éthylène et ont réagi à l'éthylène exogène plus tôt que les génotypes possédant une durée de rétention élevée de leurs aiguilles. Enfin, le contrôle de la perte d'eau a significativement retardé l'abscission induite par l'éthylène. Ainsi, l'exposition des branches à 90% d'humidité ou à une température de 5°C a diminué la perte d'eau, l'évolution de l'éthylène et l'abscission des aiguilles. Le stockage des branches à une humidité de 90% a été particulièrement efficace augmentant de plus de 3 fois la durée de rétention des aiguilles. Il est ainsi suggéré que le sapin baumier réagisse à de faibles stress hydriques en libérant de l'éthylène. Une exposition de courte durée à l'éthylène est toutefois bénéfique alors qu'une exposition continuelle stimule les enzymes hydrolytiques qui culminent en l'abscission des aiguilles.

Cette thèse se concentre principalement sur l'activation du CO2 dans les polymérisations radicalaires et catalytiques des oléfines. Le polyéthylène a tout d'abord été synthétisé par un procédé de polymérisation radicalaire dans du CO2 supercritique (scCO2) dans des conditions douces (T? 100 °C, P? 300 bar) sans ajout de solvant organique pour solubiliser l'amorçeur. Nous avons utilisé l'AIBN, le peroxyde de lauryle ou le peroxyde de benzoyle pour étudier différents modes d'amorçage. La décarboxylation de ce dernier peut être supprimée dans le scCO2 et conduit à la formation de polyéthylène fonctionnalisé par des groupements esters. En outre, une interaction entre le triéthylaluminium (AlEt3) et les radicaux a été dévoilée, l'effet d'AlEt3 sur la polymérisation radicalaire de l'éthylène a été étudié, révélant son rôle d'agent de transfert de chaîne irréversible dans ce processus. Cette interaction, en combinaison avec celle d'AlEt3 avec le CO2 ont été exploitées pour permettre l'incorporation de CO2 dans les chaînes de polymère. Ainsi, si le motif CO2 est présent dans les chaînes de polyéthylène en utilisant AlEt3, le CO2 est bien pour la première fois un réactif efficace dans la polymérisation radicalaire de l'éthylène. D'autre part, des copolymérisations aléatoires et séquencées d'éthylène-isoprène par des procédés de transferts de chaînes à l'Aluminium catalysés par des complexes de fer ont été réalisées. Ensuite, chaque monomère a été polymérisé indépendamment dans du CO2 supercritique en utilisant le catalyseur de fer optimal lui correspondant afin d'obtenir des procédés plus écologiques pour la polymérisation de ces monomères dont le but ultime sera l'incorporation de motifs carboxyliques. Les essais visant à fonctionnaliser le polyéthylène et d'autres polyoléfines avec du CO2 à l'aide de diverses stratégies constituent un domaine d'intérêt majeur pour de futurs développements au sein de notre laboratoire / This thesis focuses primarily on the utilization of CO2 in radical and catalytic polymerizations of a-olefins. Polyethylene was synthesized by a free radical polymerization process in supercritical CO2 (scCO2) under mild conditions (T? 100 °C, P? 300 bar) without addition of any initiator diluent, using AIBN, lauroyl peroxide, or benzoyl peroxide to investigate different initiation modes. The decarboxylation of the latter can be suppressed in scCO2 to yield ester-functionalized polyethylene. Furthermore, an interaction between triethylaluminum (AlEt3) and radicals was unveiled, the effect of AlEt3 on ethylene radical polymerization was investigated showing its role as an irreversible chain-transfer agent in this process. This interaction in conjunction with the reactivity of AlEt3 towards CO2 were harnessed to allow for CO2-incorporation within polyethylene chains. Thus, since CO2 was incorporated within the polyethylene chains using AlEt3, CO2 for the first time behaved as an effective reagent in ethylene radical polymerization. On the other hand, ethylene-isoprene random and block copolymerizations via iron-catalyzed chain shuttling processes have been achieved. Subsequently, each monomer was polymerized in supercritical CO2 using its corresponding dedicated iron catalyst in order to achieve sustainable processes to polymerize these monomers with the hope of incorporating some carboxylic moieties. Trials to functionalize polyolefins by CO2 using various strategies is an area of interest in the upcoming work of our laboratory

L’objectif de ce travail fut la synthèse de ligands fonctionnels de type N,N'-diphosphanyl-NHC (NHC = carbènes N-hétérocycliques) et l’étude de leur chimie de coordination. La synthèse du nouveau ligand tridentate, stable et rigide, N,N'-diphosphanyl-imidazol-2-ylidene a permis des études expérimentales et théoriques et l’accès à des complexes mono-, di-, tri-, penta-, et hexanucléaires des métaux du groupe 11 (Cu, Ag et Au) originaux et aux propriétés structurales uniques. Les complexes mono- et dinucléaires avec un ou deux atomes de phosphore libres ont permis d’accéder à des complexes hétérotrinucléaires à interactions d10-d10 qui sont luminescents. La transmétallation partielle ou totale des complexes homotrinucléaires de Cu ou d’Ag avec des réactifs contenant du Pd(0) ont conduit à des complexes hétérotrinucléaires à interactions d10-d10. En plus de son comportement pontant, ce ligand peut se agir en chélate dans des complexes du palladium et du chrome. Dans le cas du Cr(III), ils montrent une activité catalytique en oligomérisation de l’éthylène supérieure à celle des complexes du Cr(II) et conduisent principalement à des oligomères. / The purpose of this work was the synthesis of N,N'-diphosphanyl-functionalized NHC ligands andtheir coordination chemistry. The novel stable and rigid tridentate N,N'-diphosphanyl-imidazol-2-ylidene was synthesized and experimental and computational information on its stability weregained. It served as a unique platform for the synthesis of novel mono-, di-, tri-, penta-, hexanuclear complexes with the coinage metals (Cu, Ag and Au), exhibiting rare structural features. The mono- and dinuclear complexes with one or two dangling P-donors provided rational access to heterotrinuclear complexes. All these coinage metal complexes have short metal-metalseparations, indicating the presence of d10-d10 interactions, and display excellent luminescentproperties. Partial or complete transmetallation of the homotrinuclear Cu or Ag complexes withPd(0) precursors led to hetero-trinuclear complexes with d10-d10 interactions. In addition to itsbridging behavior, this ligand also showed its chelating behavior in Pd or Cr(III) complexes. Thelatter displayed superior performance in ethylene oligomerization than the Cr(II) complexes andgave mostly oligomers.

Les légumineuses sont connues pour leurs capacités à établir une relation symbiotique avec des bactéries du sol fixatrices de l'azote atmosphérique. Cette interaction aboutit à la formation d'un nouvel organe au niveau des racines, la nodosité, au sein duquel le symbiote convertit l'azote atmosphérique (N2) en ammoniac, qui peut être directement consommé par les plantes. A l’intérieur de cette nodosité, la concentration en oxygène (O2) est maintenue à un très faible niveau car la réaction de réduction du N2 par l’enzyme bactérienne nitrogénase est inhibée par des traces d’oxygène. Un mécanisme de perception directe de l'O2 impliquant des membres de la famille des facteurs de transcription « Ethylene Responsive Factors » (ERFs) du groupe VII a récemment été découvert chez Arabidopsis thaliana. Ces facteurs de transcription (FT) possèdent une extrémité N-terminale caractéristique avec un résidu de cystéine à la seconde position. Dans des conditions normales d'O2, les FT sont conduit à la dégradation suivant une voie spécifique du protéasome. En condition de stress hypoxique, les TFs sont stabilisés et peuvent activer l’expression des gènes de réponse à l'hypoxie. Il a été démontré que la présence d’O2 et de NO était nécessaire pour déstabiliser ces protéines, et qu'une réduction de la disponibilité de l'un ou l'autre des gaz est suffisante pour protéger le résidu cystéine N-terminale de l'oxydation. L’objectif de cette thèse a été d'étudier le rôle de la famille ERF-VII dans la perception et l'adaptation au manque d'O2 chez M. truncatula. Des travaux ont aussi été menés pour déterminer l’importance du NO dans le fonctionnement en microoxie de la nodosité. Quatre gènes codant pour des facteurs de transcription de la famille ERF-VII ont été identifiés dans le génome de M. truncatula. La caractérisation de cette famille au niveau transcriptionnel a révélé que seul MtERF-B2.2 était induit par le stress hypoxique et au cours du développement des nodosités. Les trois autres, MtERF-B1.1, MtERF-B1.11 et MtERF-B2.3, sont constitutivement exprimés dans les feuilles, les racines et les nodosités. Pour étudier la stabilité de la protéine MtERF-B2.1, l’orthologue de RAP2.12 principal ERF-VII décrit dans la perception de l’O2 chez Arabidopsis, en fonction de la disponibilité de O2/NO, nous avons réalisé une protéine de fusion entre l’extrémité N-terminale de notre protéine et la protéine rapporteur luciférase. Les résultats obtenus sur des protoplastes d'Arabidopsis montrent l’implication la partie N-terminale de MtERF-B2.1 dans la régulation de la stabilité de la protéine, mais en contradiction avec les résultats obtenus en plantes composites de M. truncatula. La fonction de MtERF-B2.1 et MtERF-B2.11 a également été étudiée dans le cadre de la réponse au stress hypoxique et au cours du processus de nodulation en utilisant une stratégie d'interférence ARN. Des racines transgéniques dérégulées sur l’expression de MtERF-B2.1 et MtERF-B2.11 ont montré un défaut d’activation de plusieurs gènes de réponses à l'hypoxie tels que l’alcool déshydrogénase (ADH1) ou la pyruvate décarboxylase (PDC1). Ces racines transgéniques ARNi-MtERF-B2.1/B2.11 sont également affectées dans l'interaction symbiotique avec une réduction significative de la capacité de nodulation et de l'activité de fixation de l'azote dans les nodules matures. En conclusion, ces travaux révèlent que le mécanisme de détection d'O2 est médié par les ERF-VII dans les nodosités de M. truncatula et que ce mécanisme, associé aux cibles moléculaires régulées en aval, participe au développement de cet organe et au maintien de la capacité de fixatrice de celui-ci. De plus, les résultats indiquent que MtERF-B2.1/B2.11 sont des régulateurs positifs du métabolisme anaérobie et que les gènes associés au cycle hémoglobine-NO sont susceptibles d'activer d'autres voies de génération d'ATP. / Legume crops are known for their capacities to establish a symbiotic relationship with nitrogen fixing soil bacteria. This mutualism culminates in the formation of a new plant organ, the root nodule, in which the symbiont converts atmospheric nitrogen (N2) into ammonia, which can be directly consumed by plants. In nodules, bacterial nitrogenase enzyme is inhibited by traces of oxygen (O2) so different mechanisms maintain this organ at low O2 level. At the same time, nodules need to maintain a high ATP level to support the nitrogenase activity, which is highly energy demanding. Thus, a balance between a tight protection from O2 and an efficient energy production, referred as the “O2 paradox” of N2-fixing legume nodules, has to be reached. In Arabidopsis thaliana, a direct oxygen sensing mechanism has recently been discovered involving members of the ethylene responsive factors (ERFs) group VII. These transcription factors (TFs) possess a characteristic N-terminal amino acid with a cysteine residue at the second position that, under normal O2 conditions, leads to protein degradation following a specific pathway called the N-end rule pathway. Furthermore, it was shown that both O2 and nitric oxide (NO) are required to destabilize the ERFs VII and that a reduction in the availability of either gas is sufficient to stabilize these proteins. Therefore, the goal of this thesis was to investigated the role of ERF-VII family in O2 sensing and adaptation to hypoxia in M. truncatula, model plant for legumes, and to understand how NO interacts with O2 in hypoxic signalization in the microoxic environment that characterizes the nodule. We identified four genes belonging to the ERF-VII TF family in the M. truncatula genome, which present a strong similarity with ERF-VII of Arabidopsis. The characterization of this family at the transcriptional level revealed that only MtERF-B2.2 is up-regulated by hypoxia stress and during nodule development. The three others, MtERF-B1.1, MtERF-B1.11 and MtERF-B2.3 are found constitutively expressed in leaves, roots and nodules. To investigated the protein stability of MtERF-B2.1, the closest orthologous to AtRAP2.12 described as O2-sensors in Arabidopsis, in function of O2/NO availability, we realized a fusion protein with the luciferase reporter protein. Our results on Arabidopsis protoplasts indicated that the N-terminal part of MtERF-B2.1 drives its O2-dependent degradation by the N-end rule pathway. The function of MtERF-B2.1 and MtERF-B2.11 was also investigated both in response to hypoxia stress and during the nodulation process using an RNA interference strategy. Silencing of MtERFB2.1 and MtERF-2.11 showed a significant lower activation of several core hypoxia-responsive genes such as ADH1, PDC1, nsHb1 and AlaAT. These double knock-down transgenic roots were also affected in symbiotic interaction with a significant reduction of the nodulation capacity and nitrogen fixation activity in mature nodules. Overall, the results reveal that O2 sensing mechanism is mediated by ERF-VIIs in M. truncatula roots and nodules and that this mechanism, together with downstream targets, is involved in the organ development and ability to efficiently fix nitrogen. Furthermore, results indicated that MtERF-B2.1/B2.11 are positive regulator of the anaerobic metabolism and the Hb-NO cycle– related genes likely in order to activate alternative ATP generation pathways.