Une étude ayant pour objectif d'évaluer différentes séquences d'herbicides en condition de doses réduites, a été mise en place à la station agronomique de l'Université Laval pendant trois ans. Huit séquences culturales de maïs (Zea mays) et de soya (Glycine max) tolérant au glyphosate et au glufosinate ont été testées avec quatre doses d'herbicides. Les résultats montrent que l'emploi du glufosinate trois ou deux années de suite en remplacement d'une utilisation continue du glyphosate paraît difficilement envisageable. Des problèmes de répression et des baisses de rendement sont visibles en présence d'une flore mixte (présence de graminées annuelles en particulier). L'utilisation de doses réduites de glufosinate n'est pas conseillée pour les mêmes raisons. Concernant le glyphosate, une réduction d'un quart de la dose homologuée semble réalisable du point de vue des rendements des cultures, mais présente toutefois un risque d'augmentation de la banque de graines au bout de deux années d'utilisation répétée.

Les engrais azotés sont essentiels pour atteindre des rendements élevés, mais ils peuvent causer des problèmes environnementaux s'ils ne sont pas prélevés par la plante. Des indicateurs du statut nutritif, tels que les indices de chlorophylle des feuilles (IC), le test de nitrates (NO3) du sol et les indices de nutrition azotée (INA) calculés à partir d'une concentration critique en N (Ne) font partie des nouveaux outils diagnostiques à évaluer au Québec pour assurer une meilleure gestion de l'azote dans la production du maïs-grain. Nos objectifs sont de valider le modèle de concentration critique en N de Plénet et Lemaire (2000), d'étudier la relation entre l'IC et l'INA, ainsi que la relation entre la teneur en NO3 du sol et l'INA. Différentes doses de N (20 à 250 kg N ha"1 ) ont été appliquées pendant deux saisons de croissance (2004-2005) sur six sites situés dans les régions de Québec et de la Montérégie. Des mesures de la biomasse aérienne, la teneur en N des feuilles, la chlorophylle et la teneur en NO3 sur 0-15 cm ont été prises à sept ou huit occasions à des intervalles d'environ une semaine au cours de la saison de croissance. Les résultats obtenus indiquent que la courbe de N critique (g N kg"1 MS) suivante : Ne = 34W"°37 (W : biomasse aérienne; t MS ha"1 ) proposée par Plénet et Lemaire (2000) en France est validée, puisqu'elle permet de distinguer les situations limitantes et non limitantes en N du maïs pour les conditions pédoclimatiques du Québec. Une relation quadratique positive a été obtenue entre l'IC et l'INA (R2 = 0,56 ; P < 0,001) toutefois, cette relation semble varier selon les sites. Finalement, aucune relation positive significative n'a été observée entre la teneur en nitrates du sol et l'INA. Cependant, une accumulation de nitrates a été observée lorsque l'INA était plus élevé que 0,95.

La détection des mauvaises herbes en temps réel permettrait de faire des économies d’herbicides. Actuellement, les technologies de détection en temps réel ne permettent pas de différencier les mauvaises herbes de la culture de façon rapide et précise. Il serait cependant possible d’utiliser l’entre-rang, là où la culture est absente, dans le maïs et dans le soya pour estimer les mauvaises herbes. L’objectif de cette recherche est de vérifier si le recouvrement, la biomasse et le dénombrement des mauvaises herbes sur l’entre-rang sont représentatifs de ceux sur le rang suite à une perturbation. Les perturbations testées incluaient le passage du semoir, de la roue de tracteur, d’une roue plombeuse et d’une dent. Dans le maïs, le couvert de mauvaises herbes est inférieur sur l’entre-rang alors que dans le soya il est légèrement supérieur dans l’entre-rang. L’entre-rang non perturbé lors du semis dans le soya et l’entre-rang perturbé par la roue de tracteur dans le maïs pourraient être utilisés pour détecter le couvert de mauvaises herbes sans générer de biais par rapport au rang. / Site-specific weed management using real time detection can reduce herbicide use. At present, this technology is not able to discriminate weeds and crop plants with enough precision and speed to be implemented. However, in corn and soybean, the inter-row, where there is no crop, could be use to detect weeds. The goal of this research is to determine if weed cover, biomass and density on rows and interrows are equivalent after different disturbances. Tested disturbances included planter, tractor wheel, press wheel and tooth. In corn, there are fewer weeds in the undisturbed inter-row than on the row while the opposite is observed in soybean. The undisturbed inter-row in soybean and the tracked interrow in corn could be used to detect weeds without underestimating weed cover.

Actuellement, la présence d'un orgarusme génétiquement modifié (OGM) est suspectée lorsqu'un criblage par réaction de polymérase en chaîne (peR) révèle la présence d'un OGM, que l'on peut identifier à l' aide des tests peR spécifiques aux variétés approuvées. Le processus de détection d'un OGM peut être long et complexe, lorsqu' il s' agit d'un mélange de plusieurs OGM. Nous avons développé un test basé sur l'empreinte ADN de la séquence de l'insert (DIF) permettant la détection des OGM autorisés et non autorisés .. Après extraction, l'acide désoxyribonucléique (ADN) est digéré et lié à un adaptateur. Il est amplifié par deux peR utilisant des amorces spécifiques à l' adaptateur et à une séquence cible spécifique tel un promoteur ou un terminateur. Des résultats intéressants ont été obtenus après analyse par électrophorèse capillaire avec cette méthode. En effet, des seuils de détection de 0,5 % dans un mélange OGMInon-OGM et de 0,5 % à 5 % dans un mélange OGM/OGM ont été obtenus.

Le maïs Bt, une forme transgénique du maïs exprimant une toxine du Bacillus thuringiensis, a été rapidement adopté par les producteurs québécois malgré plusieurs interrogations quant à son utilité réelle et ses impacts environnementaux. Des essais réalisés en 2003 et 2004 sur deux sites agricoles ont montré ici peu de différences de rendement entre les cultivars Bt et conventionnels. Des échantillonnages au champ ont aussi permis de calculer un indice de biodiversité de l'entomofaune similaire, peu importe les lignées testées. En particulier, les lignées transgéniques n'ont montré aucun impact sur les populations de coccinelles et de pucerons, alors que des différences étaient observées d'une lignée conventionnelle à l'autre. Des expériences en serre sur la performance biologique du puceron modèle Rhopalosiphum padi ont confirmé les données de terrain. Une étude protéomique comparant le taux de divergence métabolique inter-hybrides a montré des différences marquées entre les hybrides conventionnels, comparées à de faibles taux de divergence entre les hybrides conventionnels et leurs contreparties transgéniques. En somme, ces résultats suggèrent un impact négligeable des hybrides transgéniques sur la biodiversité des insectes dans les cultures de maïs au Québec, expliqué en partie par une forte ressemblance de ces hybrides avec leur lignée mère.

Chez deux sols (loam argileux ou sableux), on a comparé l'effet de la monoculture de soja et de la rotation soja-maïs (2-3 ans de maïs puis 1-2 ans de soja), ainsi que l'effet d'un compost urbain et de la fertilisation minérale, sur la survie et la germination carpogénique des sclérotes du Sclerotinia sclerotiorum et sur la sclérotiniose du soja. Au site argileux, la rotation de 3-ans-de-maïs a réduit (effet suppressif) la gravité de la maladie par un rendement accru du soja et par la diminution du couvert de dicotylédones, alors que le compost a augmenté la maladie. L'azote était négativement corrélé à la survie des sclérotes sous fertilisation minérale. Au site sableux, l'interaction 3-ans-de-maïs x compost a réduit la maladie. La teneur en argile a favorisé la germination carpogénique et la gravité de sclérotiniose, alors qu'une stabilité structurale accrue et l'activité microbiologique étaient négativement corrélées à la germination. Cette étude approfondit les interactions entre pratiques culturales, santé du sol et couvert végétal, et contribue à mieux expliquer leurs effets propres et communs sur la sclérotiniose.

Les glycogénoses sont des maladies touchant la synthèse ou la dégradation du glycogène. Un diagnostic précoce et une diète optimale, incluant la prévention des hypoglycémies, sont d’une importante cruciale pour le devenir des patients. Les présents travaux visaient la confirmation génétique de glycogénose chez des patients inuits du Nunavik ainsi que l’évaluation de l’impact sur le sommeil et la qualité de vie d’une nouvelle thérapie nutritionnelle, GlycosadeTM, dans une cohorte de patients montréalaise. Par séquençage d’exome, nous avons identifié la mutation causale de glycogénose au Nunavik, permettant un diagnostic précoce et un dépistage des membres de la famille. Nous avons aussi introduit une fécule de maïs à action prolongée et évalué prospectivement le sommeil et la qualité de vie des patients avec glycogénose avant et après ce traitement. Nous avons mis en évidence des troubles de sommeil chez les patients et avons discuté du GlycosadeTM comme d’une option thérapeutique prometteuse. / Glycogen storage diseases are diseases affecting glycogen synthesis or degradation. Early diagnosis and optimal diet, including hypoglycemia prevention, are essential for better patient outcomes. The present work aimed to genetically confirm glycogen storage disease in Inuit from Nunavik and to evaluate the impact of a new nutritional therapy, GlycosadeTM, on sleep and quality of life in a cohort of patients from Montreal. We identified the causative mutation of glycogen storage disease in Nunavik by means of exome sequencing allowing early diagnosis and screening of family members. We also introduced a long acting form of cornstarch and prospectively assessed sleep and quality of life before and after this treatment in patients with glycogen storage disease. We highlighted sleep disturbances in patients and discussed GlycosadeTM as a promising therapeutic option.

Le problème de l’accès aux ressources génétiques des plantes pour la sélection variétale est au cœur de la Révolution Verte. A partir des années 1960, les sélectionneurs font de la disparition des variétés locales sous l’effet de la diffusion de nouvelles variétés génétiquement homogènes un problème public à l’échelle mondiale. Dans une perspective qui croise la recherche d’archives et l’enquête de terrain, cette thèse revient sur la formation de ce problème, sur sa trajectoire historique et ses enjeux actuels. Il s’agit d’analyser l’hétérogénéité des savoirs scientifiques et des approches qui sont développés sur le thème de la conservation des ressources génétiques dans les arènes internationales. L’étude des débats et des initiatives menés dans le cadre de la FAO permet de comprendre quels sont les savoirs légitimés, lesquels sont marginalisés et comment la nature et les contours du problème ont été négociés. La place que les ressources génétiques occupent au cours d’épisodes clés de la Révolution Verte est également au cœur de ce travail. Cette thèse analyse spécifiquement l’importance accordée aux variétés locales de maïs dans le programme agricole que la Fondation Rockefeller met en place au Mexique à partir de 1943. Alors que le maïs hybride est généralement présenté comme un vecteur de la modernisation agricole, cette thèse montre que les experts sont confrontés à l’échec du paradigme d’amélioration variétale qu’ils étaient censés exporter. Face à une innovation uniquement applicable à une échelle très limitée, les semences paysannes du maïs restent l’option variétale la plus utilisée au Mexique. Ce travail montre que ce sont bien les choix pragmatiques des agriculteurs qui constituent le fondement de la conservation, de facto, des ressources génétiques du maïs dans ce pays. / The issue of access to plant genetic resources for plant breeding is at the heart of the Green Revolution. Beginning in the 1960s, the disappearance of local varieties with the spread of new genetically homogeneous varieties evolved into a public problem on a global scale. Combining archival research and field investigations, this thesis explores the emergence of this problem, its historical trajectory, and its current forms. I analyze the heterogeneity of scientific knowledge and approaches to the conservation of genetic resources developed in international arenas. An exploration of debates and initiatives within the framework of the FAO sheds light on the issues of which knowledges are legitimated and which marginalized, and on how the nature and outlines of the problem have been negotiated. An examination of the role of genetic resources in key episodes in the Green Revolution is also central to the study. The thesis specifically analyzes the importance attributed to local maize varieties in the agricultural program that the Rockefeller Foundation implemented in Mexico beginning in 1943. While hybrid maize is generally presented as a vector of agricultural modernization, this thesis shows how experts were faced with the failure of the varietal improvement paradigm that they were supposed to export. As hybrid maize is an innovation that is only applicable on a very limited scale, farmers’ maize seeds still are the most widely used varietal option in Mexico. The study shows that it is indeed the pragmatic choices of farmers that form the basis for the de facto conservation of the country’s maize genetic resources.

La graine est une structure de dissémination et de résistance jouant un rôle clé dans la vie de laplante. L’arabette des dames (Arabidopsis thaliana) et le maïs (Zea Mays) sont deux espècesmodèles étudiées pour le développement de la graine. Leurs graines possèdent deuxcompartiments filiaux : l’embryon (la future plante) et l’albumen (un compartiment deréserves). Le développement normal de la graine passe par une coordination entre ces deuxcompartiments qui implique des communications étroites (nutritionnelles, signalisations) à leurinterface. L’interface embryon/albumen est constituée des couches cellulaires externes del’embryon et de l’albumen ainsi que de structures apoplastiques les séparant telles que lacuticule et la gaine embryonnaire chez l’arabette. Dans une première partie, une analysetranscriptomique des tissus à l’interface embryon/albumen chez le maïs a permis d’identifierune nouvelle région se composant des couches d’albumen amylacé au contact de l’embryon.En parallèle, nous avons utilisé la technologie CRISPR/Cas9 pour cibler des gènes candidatspotentiellement impliqués dans la communication albumen/embryon. Dans une seconde partie,la fonction et les caractéristiques de la gaine embryonnaire, produite par l’albumen et déposéeà la surface de l’embryon ont été étudiées chez l’arabette. Nous avons montré que cette structurese maintient sur la plantule après germination ce qui va à l’encontre de la vision classiqueconsidérant la cuticule comme la couche la plus externe de la jeune plantule. Une approche demicroscopie à force atomique couplée à des caractérisations de mutants, a permis de montrerque cette gaine a de fortes propriétés antiadhésives aidant à la germination. Dans une dernièrepartie, la voie de signalisation permettant le contrôle de l’intégrité de la cuticule chez l’arabettea été complétée par la découverte d’un peptide, produit par l’embryon, clivé dans l’albumen etliant des récepteurs dans l’embryon déclenchant la fermeture des trous de la cuticule et laformation d’une structure continue et fonctionnelle. / Angiosperm seeds comprise two zygotic compartments generated by double fertilization: theembryo, which will give the future plant, and the endosperm which surrounds and nourishesthe embryo. Harmonious seed development requires the coordination and cooperation of thesetwo compartments, implicating an intricate and sustained communication at their interface. Theaim of this thesis was to characterize some of the important characteristics of this interface inthe two model species Arabidopsis thaliana and maize (Zea Mays). The embryo/endosperminterface is formed by the external cell layers of the embryo and by the endosperm cellsimmediately adjacent to the embryo. These cell populations contribute to specific apoplasticstructures such as the embryonic cuticle and the embryo sheath in Arabidopsis. However, littleis known about this interface in maize. In a first part of this thesis, transcriptomic analysis ofembryo/endosperm interface in maize coupled with in situ hybridization has led to theidentification of a new endosperm domain composed of endosperm cell layers in immediatecontact with the expanding embryo, and potentially involved in nutrient movement between thetwo tissues. A reverse genetics approach has been developed based on CRISPR/Cas9technology to target candidate genes potentially involved in embryo/endospermcommunication. In the second part of the thesis, the function and characteristics of the embryosheath, produced by the endosperm and deposited on embryo surface, have been investigatedin Arabidopsis. The maintenance of the sheath on seedlings post germination has beendemonstrated, contradicting the classical view that the cuticle forms the most external structureon the seedling at germination. Atomic force microscopy and phenotypic characterization ofmutants demonstrate the strong anti-adhesive properties of the sheath, which facilitatecotyledon escape during germination. In a last part of the thesis, the apoplastic signallingpathway controlling cuticle integrity in Arabidopsis has been completed by the identificationof a peptide, produced by the embryo, and cleaved by an endosperm-specific protease, whichbinds to receptors at the embryo surface, leading to the closure of gaps in the cuticle and thegeneration of a continuous and functional structure.

Le taro (Colocasia esculenta L SCHOTT) est un tubercule d'une grande importance alimentaire au Tchad pour la consommation humaine et animale. La littérature sur les pratiques culturales et les technologies traditionnelles post-récolte des variétés tchadiennes demeure presque inexistante. Une enquête a donc été menée dans la région du Mayo-Kebbi (Tchad) où le taro est très cultivé. Il résulte qu'il existe principalement deux variétés de taro au Tchad : la variété " Gouning souol" ou variété locale qui est caractérisée par une âcreté importante et un temps de cuisson prolongé (6 à 8 h). Ces propriétés ont entraîné l'abandon de la culture de cette variété au profit de la variété " Gouning sosso " qui présente une âcreté moindre et un temps de cuisson plus court (45 à 60 minutes). Une technique traditionnelle pour réduire l'âcreté et diminuer le temps de cuisson consiste à tremper les tranches de taro frais soit dans l'eau, soit dans une solution de trempage de maïs ou soit dans une infusion de tamarin pendant 24 à 48 h selon l'intensité de l'âcreté. Après séchage au soleil, les cossettes sèches sont transformées en farine. Ces produits de transformation servent à la préparation de boules de pâtes, de bouillie, de soupes ou de beignets. Des analyses ont été effectuées sur une gamme d'échantillon de farine de taro produite conformément à la recette artisanale dans l'optique de comprendre l'effet de cette technologie traditionnelle. Des cossettes fraîches de taro ont été trempées pendant 0, 1 h, 3 h, 6 h, 12 h et 24 h dans de l'eau, ou dans une solution de trempage de maïs ou dans une infusion de tamarin. Chaque échantillon a ensuite été séché au soleil pendant 48 h puis broyé en farine. La matière sèche, les protéines brutes, les cendres, les fibres brutes, les macroéléments minéraux et oligoéléments ont été évalués dans le but de déterminer les effets du trempage traditionnel sur le profil nutritionnel du taro. La digestibilité in vitro de l'amidon sous l'action de l'α-amylase et la teneur en oxalates de différentes farines de taro ont été également déterminées. Il ressort de ces analyses que seul le trempage dans une infusion de tamarin a induit une baisse significative (P < 0,001) de la teneur en protéines brutes (de 3,26 % pour T0 à 2,68 % pour le traitement au tamarin à T24). L'infusion de tamarin n'a pas modifié la teneur en fibres brutes alors que les autres traitements l'ont assez significativement diminuée (P < 0,001). Toutes les méthodes de trempage ont entraîné une diminution significative des teneurs en minéraux, à l'exception d'une augmentation des teneurs en sodium (due à la qualité de l'eau des préparations) et en phosphore (probablement due à l'hydrolyse des phytates du maïs). Une perte significative en fer a été constatée passant de 144 mg/kg de MS (témoin) à 78 mg/kg de MS (échantillon traité à l'eau pendant 12 h), soit une perte de 45,83 %. La plus faible diminution de taux de fer est observée dans le cas de l'échantillon trempé dans l'infusion de tamarin avec une perte maximale de 31,25 % après 24 h. La teneur en zinc ne varie pas. Les procédés de trempage entraînent globalement une amélioration de la digestibilité du taro après une simple cuisson (95°C pendant 30 minutes) qui passe de 39,30 % (échantillon témoin non trempé) à 78,67 % pour le taro trempé dans l'eau. Après 3 h de trempage, la farine de taro traitée par la solution de maïs est significativement plus digestible (77,12 %) que les échantillons résultant de deux autres traitements [tamarin (60,86 %), eau (60,45 %)] qui sont statistiquement similaires. (...)