La compétition est considérée comme un facteur majeur responsable de la structure, de la diversité et de la dynamique des communautés végétales. Cependant, la génétique sous-jacente à cette dynamique éco-évolutive est encore peu connue. Notamment, à l’échelle d’une population, la variation génétique naturelle de la réponse à différentes conditions de compétition, l’identité des traits phénotypiques sous sélection génotypique et des bases génétiques impliquées dans la réponse à la compétition sont mal compris. Par une approche de génomique écologique ciblant l’espèce modèle Arabidopsis thaliana, l’objectif principal de cette thèse est de caractériser la génétique associée à la capacité compétitrice à une échelle locale selon une complexité d’interactions avec des espèces compétitrices progressive. En me focalisant d’abord sur la compétition monospécifique, j’ai montré que l’identité du compétiteur et le décalage de sa germination permettaient un maintien de diversité génétique et fonctionnelle au sein de la population-cible. Par une approche de Genome Wide Association (GWA) mapping, j’ai identifié différents QTLs de réponse à la compétition selon les conditions de compétition monospécifique. Puis, j’ai démontré que le contexte d’interactions plurispécifiques modifiait la réponse à la compétition d’une population locale. De plus, j’ai montré que la réponse à la compétition d’une population locale pouvait évoluer en huit générations, en lien avec des changements de composition spécifique au sein de la communauté. Enfin, j’ai démontré que la dynamique adaptative d’A. thaliana pouvait être fortement influencée par l’intensité de la compétition en conditions naturelles. / Competition is considered as a major factor responsible for plant communities structure, diversity and dynamics. However, the genetics underlying this local eco-evolutionary dynamics remains poorly understood. Notably, at the population scale, the natural genetic variation of response to different competition conditions, the identity of phenotypic traits under genotypic selection and of genetic basis implied in the response to competition still need to be addressed. By an ecological genomics approach using the model species Arabidopsis thaliana, the main goal of this thesis is to characterize the genetics related to the competitive ability at a local scale, according to an increasing complexity of interactions between the competitor species. First, by focusing on monospecific competition, I showed that both the competitor identity and the lag of competitor germination time promote the maintenance of the genetic and functional diversities within the target population. Based on an approach of Genome Wide Association (GWA) mapping, I detected QTLs of response to competition that were strongly dependent on the conditions of monospecific competition. Second, in the context of multispecific interactions, I demonstrated that the response of a local population to competition was highly specific to the surrounding communities considered. In addition, based on a resurrection approach, I showed that the response of a local population to competition could evolve in less than eight generations, likely in relationship to community shifts. Third, I demonstrated that the adaptive dynamic of A. thaliana was highly influenced by the competition intensity in natural conditions.

Les molécules actuellement utilisées dans la chimiothérapie anticancéreuse sont pour la majorité d’origine végétale mais peuvent aussi provenir d’organismes marins ou de microorganismes. Ces molécules bien qu’ayant des cibles moléculaires différentes, induisent dans la majorité des cas une mort cellulaire par apoptose. Or ces dernières années le développement d’une chimiorésistance des cellules cancéreuses vis à vis de ce type de molécules s’est particulièrement accru. Face à cette situation le besoin de trouver de nouvelles molécules avec des mécanismes d’action différents se fait de plus en plus pressant. Dans cette perspective nous avons évalué le potentiel anticancéreux des alcaloïdes du Pavetta crassipes K Schum, du Kalanchoe blossfeldiana Poelln, de l’isostrychnopentamine (ISP) isolée du Strychnos usambarensis Gills et de 14 phytotoxines d’origine fongique. Nous avons évalué leurs activités inhibitrices de croissance in vitro sur des lignées humaines cancéreuses de glioblastome (U373), d’oligodendrogliome (Hs-683), de poumon non à petite cellule (A549), de prostate (PC3), de sein (MCF7), d’œsophage (OE21), de mélanome (SKMEL-28) et des lignées murines de mélanome (B16F10) et de carcinome mammaire (MXT). Ces différentes lignées sont décrites dans la littérature comme ayant des niveaux variables de sensibilité aux molécules inductrices d’apoptose. Nous montrons ainsi dans notre travail que l’isostrychnopentamine ou encore des extraits issus de Pavetta crassipes K Schum ont in vitro des activités anticancéreuses intéressantes quelque soit la sensibilité de la lignée cellulaire aux stimuli pro-apoptotiques. De surcroit les lignées connues pour avoir un certain niveau de résistance à l’apoptose sont plus sensibles (IC50 ~ 1µM) aux effets de ces deux fractions que les lignées cancéreuses ou normales habituellement sensibles à l’apoptose (IC50 ~ 2,5µM). Les taux comparatifs d’apoptose induite par l’isostrychnopentamine dans 2 lignées dites résistantes à l’apoptose (U373 et A549) montrent une complète indépendance du taux de sensibilité à l’apoptose de ces lignées. Cette situation laisse penser que l’apoptose n’est pas le mécanisme d’action principale de la molécule. L’évaluation du potentiel anticancéreux des 14 phytotoxines d’origine fongique sur des lignées cellulaires de cancer humain et murin nous a permis de retenir deux phytotoxines (le bislongiquinolide et le dihydrotricodimerol) pour des investigations plus poussées. En effet les résultats obtenus en vidéomicroscopie indiquent que ces deux phytotoxines ont un effet cytostatique qui in fine conduit à un effet cytotoxique.

Le safran est un crocus d'automne qui produit une épice de grande valeur. Plusieurs safranières ont été implantées au cours des dernières années au Québec. Cependant, le type de sol et les conditions climatiques diffèrent passablement par rapport aux pays d'où origine la culture, ce qui nous a mené à tester plusieurs aspects susceptibles d'influencer le rendement en safran, notamment la profondeur et la période de plantation ainsi que l'application d'une combinaison de fertilisants, champignons mycorhiziens et biostimulants à la plantation. Puisque la température influence fortement la floraison chez le safran, un suivi en continu des températures du sol a été effectué durant toute l'année, et un suivi hebdomadaire de l'initiation florale de mai à août. L'émergence des feuilles et des fleurs est retardée et diminue avec la profondeur de plantation. Une plantation à 10 ou 15 cm semble préférable, mais stimule la production de cormes trop petits pour fleurir. La meilleure période de plantation est de la fin juillet jusqu'à la troisième semaine d'août. La fertilisation a accéléré l'émergence des feuilles à l'automne, et a augmenté le nombre de cormes produits ainsi que leur teneur en nutriments. L'ajout de spores de champignons mycorhiziens ainsi que de biostimulants n'a eu aucun effet sur la floraison ou le rendement en safran. Tout traitement confondu, la production de fleurs n'a été bonne qu'une seule année sur les trois années de l'étude. Il semble que le sol ne soit pas assez chaud en juillet lors de l'induction florale. De plus, dans le secteur à l'étude, les températures diminuent trop rapidement à l'automne ce qui retarde la floraison et réduit les rendements. Il est proposé de cultiver le safran dans des secteurs plus méridionaux et de recourir à des techniques visant à réchauffer le sol afin d'augmenter les rendements en safran au Québec. / Saffron is an autumn crocus that produces a highly valuable spice. Several saffron farms have been established over recent years in the province of Quebec. However, the edaphic and climatic conditions differ considerably compared to the countries of origin of the crop, which led us to test several aspects that could influence the saffron yield, including planting depth and planting period as well as the application of a combination of fertilizers, mycorrhizal fungi and biostimulants at planting. Since temperature strongly influences saffron flowering, continuous monitoring of soil temperatures was carried out throughout the year, along with a weekly monitoring of flower initiation from May to August. Both leaf and flower emergence were delayed, and final emergence reduced as planting depth increased. Planting at 10 or 15 cm seems preferable but stimulates the production of corms too small to flower. The best planting period is from the end of July until the third week of August. Fertilization hastened leaf emergence in the autumn and improved corm production and their nutrient content. The addition of mycorrhizal fungal spores as well as biostimulants had no effect on flowering or saffron yield. All treatments combined; flower production was good in only one of the three study years. It seems that the soil does not warm enough in July during flower induction. Moreover, in the study area, temperatures drop too rapidly during autumn, which delays flowering and reduces yields. It is proposed to cultivate saffron in more southern areas and to use techniques aimed at soil warming in order to increase saffron yields in Quebec.

Mémoire--Université du Québec à Montréal, 2000. / En tête du titre: Université du Québec. Mémoire présenté à l'Université du Québec à Trois-Rivières comme exigence partielle de la maîtrise en physique offerte par extension à l'Université du Québec à Montréal en vertu d'un protocole d'entente avec l'Université du Québec à Trois-Rivières. CaQTU CaQTU

Thèse de doctorat--Sciences naturelles--Faculté des sciences de Paris, 1895. N°: 841.

La livrée des forêts (Malacosoma disstria Hbn.) est un défoliateur épidémique très connu en Amérique du Nord. Lors d'épidémies, l'éventail des plantes qu'elle consomme s'élargit considérablement mais la façon dont l'insecte se comporte face à cette hétérogénéité reste peu connue. L'objectif de cette étude est de comparer le comportement de chenilles de livrée des forêts lors de leur consommation de feuillage d'espèces différentes. Il s'agit également d'évaluer l'effet de l'âge des larves et de leur expérience alimentaire sur ce comportement et d'en évaluer les conséquences sur la biologie de l'insecte. Un total de 111 chenilles ont été filmées en laboratoire alors qu'elles s'alimentaient d'une feuille de peuplier faux-tremble (Populus tremoloides), d'érable à sucre (Acer saccharum), de bouleau blanc (Betula papyrifera) ou de chêne rouge (Quercus rubra). Leurs activités (consommation, déplacement, pauses) ont été enregistrées durant une heure. Leur taux de consommation durant la période d'observation a aussi été relevé. Les chenilles ont ensuite été suivies durant 24 heures, au terme desquelles leur taux de consommation, ainsi que leur efficacité d'utilisation de la nourriture ont été calculés. On observe deux patrons d'alimentation distincts lorsque l'insecte s'alimente d'hôtes primaires versus secondaires. Sur l'érable et le chêne, des hôtes secondaires, les chenilles s'alimentent de façon discontinue et ce, sur le pourtour de la feuille. De manière générale, elles allouent le même temps à la consommation. Elles consacrent cependant plus de temps aux déplacements que sur le peuplier ou le bouleau. Sur le peuplier et le bouleau, en revanche, leur consommation est peu interrompue et très ciblée et elles allouent plus de temps aux pauses que sur leurs hôtes secondaires. Malgré cette différence de comportement, les taux de consommation restent similaires sur les différentes espèces. Ces résultats indiquent qu'une espèce généraliste telle que la livrée des forêts démontre une flexibilité dans son comportement alimentaire, ce qui peut être un atout face à l'hétérogénéité nutritionnelle à laquelle elle est confrontée. Ils indiquent cependant que sur des hôtes secondaires, ces changements de comportement peuvent engendrer des coûts additionnels à ceux de la déficience nutritive. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Comportement alimentaire, Budget d'activités, Polyphagie, Lepidoptères, Malacosoma disstria, Populus tremuloides, Acer saccharum, Betula papiryfera, Quercus rubra.

La punaise terne, Lygus lineolaris (Palisot de Beauvois) (Hemiptera : Miridae), est un insecte indigène de l'Amérique du Nord et il s'étend du Mexique à l'Alaska. L. lineolaris est extrêmement polyphage: elle se nourrit sur près de 400 espèces végétales, préférentiellement sur des tissus en pleine croissance (méristèmes) et change fréquemment de plantes hôtes pour répondre à ses besoins alimentaires. Au Québec, la production de fruits est concentrée dans le sud, tout comme la culture de la vigne (Vitis vinifera). Bien que l'industrie vitivinicole se soit fortement développée durant la dernière décennie, il existe peu d'études concernant L. lineolaris et V. vinifera sous l'angle des relations plantes -insectes. Pour mieux comprendre les types de relations pouvant exister entre eux, quatre expériences ont été menées : deux en laboratoire et deux en vignoble. L'objectif de l'expérience 1 (laboratoire) était de déterminer l'impact de la prise de nourriture sur une période d'une heure par les nymphes et les adultes de L. lineolaris durant différents stades phénologiques de V. vinifera. Nos observations aux microscopes ont permis de déterminer trois impacts différents: a) les attaques pendant une heure de L. lineolaris n'endommagent pas les méristèmes de V. vinifera car ils sont enrobés de pectine, stades phénologiques B à F ; b) la prise de nourriture est localisée sur le disque nectarifère et les dommages ne présentent pas de problème pour le développement futur du fruit, stades phénologiques H et I; c) les dégâts sont principalement situés sur le pédicelle des baies, stades phénologiques J à L. Durant les stades phénologiques B à L, le nombre de perforations, est significativement différent entre les nymphes et les adultes, mais pas le temps passé pour chaque piqûre. La prise de nourriture ponctuelle par L. lineolaris n'influence pas le développement normal de V. vinifera. L'objectif de l'expérience 2 (vignoble) était de déterminer l'effet de L. lineolaris lors d'une prise de nourriture prolongée sur V. vinifera. Différentes densités d'adultes et de nymphes ont été confinées durant 30 jours sur un cep ayant quatre bourgeons ou grappes. Nos observations suggèrent majoritairement des diminutions et quelques augmentations significatives de rendements en fonction de la densité de L. lineolaris et du stade phénologique de V. vinifera. L'objectif de l'expérience 3 (vignoble) était de comprendre les mouvements de populations de L. lineolaris dans un agroécosystème diversifié (vignobles, vergers de pommiers, champs de luzerne, boisés). Nos captures ont permis d'établir que L. lineolaris adulte est présent dans les vignobles durant toute la saison de croissance avec deux principaux pics: un au mois de mai (adultes hivernants) et un autre à la fin juillet début août. Les adultes de L. lineolaris conservent la même hauteur de vol, même si la hauteur de la canopée de la plante hôte change. L'objectif de l'expérience 4 (laboratoire) était d'estimer les niveaux de tolérance à deux insecticides (azinphos-méthyl et cypermétrine) sur trois populations de L. lineolaris situées le long du fleuve Saint-Laurent. Nos résultats n'ont pas révélé de différences significatives au niveau de la tolérance et nous pensons que la diversification des paysages agricoles rencontrés dans l'Est du Canada serait la principale explication des résultats. Ces deux insecticides utilisés dans l'Est canadien sont encore très efficaces contre L. lineolaris. Actuellement, avec les populations rencontrées sur le terrain, ces observations permettent de constater que L. lineolaris n'est pas un ravageur de premier ordre pour V. vinifera. Il faut toutefois rester vigilant, car les populations de L. lineolaris peuvent augmenter significativement d'une saison à l'autre. L. lineolaris pourrait causer des problèmes durant les vendanges en modifiant les propriétés organoleptiques du vin lors de la vinification, au même titre que Harmonia axyridis dans les vignobles situès sur la Péninsule de Niagara (Ontario, Canada). ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Lygus lineolaris, Populations, Insecticides, Toxicité, Vitis vinifera, Stades Phénologiques, Dommages, Cytologie, Baies, Rachis, Agroécosystème et Relation Plante-Insecte.

Thèse (M.Sc.Geogr.) -- Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 68-72. Publié aussi en version électronique.

Le bleuet sauvage (Vaccinium angustifolium ait.) se distingue des autres plantes agronomiques par le fait qu’elle est une plante pérenne, de sous-bois, dont les populations sont aménagées en bleuetière, après déboisement et élimination des autres espèces. Au Québec, et en particulier dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean, la production du bleuet sauvage est importante mais reste très variable d'une année à l'autre. Les dégâts de gel et l’apparition de zones dénudées de végétation, où le bleuet ne s’établit plus, contribuent à diminuer cette production. Pour tenter d'améliorer les rendements et répondre à ces problématiques, ce projet de recherche vise à valoriser les traits fonctionnels du bleuet sauvage, c’est-à-dire ses caractéristiques morphologiques, physiologiques ou phénologiques. Une couche de neige permet au bleuet sauvage de survivre à la rigueur de l’hiver. Cependant, dans un contexte où les champs constituent d’importantes surfaces, celle-ci est balayée par les vents. L’utilisation de haies brise-vent est largement répandue dans la région et permet d’accumuler la neige au sol. Dans ce premier volet, nous cherchions à déterminer l’efficacité de ces haies brise-vents à protéger les plants de bleuets pendant l’hiver. Nous avons ainsi mesuré la profondeur de neige le long de transects perpendiculaires à différentes haies brise-vent, sur deux bleuetières du Saguenay-Lac-Saint-Jean, à l’hiver 2015 et 2016. A l’été 2015, nous avons ensuite mesuré les dégâts liés au gel sur les plants de bleuets situés aux mêmes endroits que les mesures de neige de l’hiver précédent. Nous avons d’abord trouvé un patron de distribution semblable entre les années pour la moitié des transects, ce qui confirme l’implication des haies brise-vent dans l’étalement de la neige. Nos résultats montrent ensuite que, pour au moins l’une des deux bleuetières, le gel hivernal pourrait être responsable des pertes de rendements et que l’architecture des haies brise-vent nécessite d’être améliorée. En effet, l’étalement de la neige était loin d’être uniforme et ne permettait pas d’assurer une protection pour l’ensemble du champ si cette distribution coïncide avec de faibles températures. L’efficacité des haies brise-vent est souvent évaluée par le rendement, mais ce dernier peut être influencé par plusieurs autres facteurs (pollinisation, ensoleillement, etc). D’après nos résultats, une seule mesure d’épaisseur de neige pendant l’hiver semble donner une bonne idée de l’efficacité de ces haies brise-vent et nous parait nécessaire avant d’entreprendre une étude sur leur architecture. Dans un second volet, nous cherchions à stimuler la croissance des rhizomes pour permettre leur propagation, en vue de recoloniser les zones dénudées en bleuetière. Deux dispositifs ont été implantés, un premier en mésocosme puis un second en champ. Pour recréer des conditions environnementales plus proches du milieu naturel que de celles rencontrées en champ, les traitements appliqués visaient à manipuler et à mesurer l’impact de deux facteurs sur la croissance du rhizome : l’intensité lumineuse et l’apport de matière organique. L’expérience en condition contrôlée n’a pas été probante et ne nous a pas permis de conclure quant à l’efficacité d’un traitement pour stimuler les rhizomes du bleuet sauvage. Les raisons sont discutées plus loin dans ce mémoire. L’expérience en champ apportera peut-être plus de résultats dans l’avenir.

Les herbivores invertébrés sont présents dans presque tous les habitats de la planète et peuvent grandement affecter la performance des plantes en nature. Que ce soit en communautés naturelles ou artificielles, une grande variation des taux d'herbivorie entre différentes espèces de plante [i.e. plantes] peut être observée. Ceci s'explique par le fait que les caractéristiques fonctionnelles des plantes, aussi appelées « traits », affectent les préférences des herbivores. Une espèce de plante, de par ces traits physiologiques, morphologiques ou phénologiques, peut donc décourager et/ou éviter l'herbivorie. La compréhension des relations entre les herbivores invertébrés et les traits des plantes est donc indispensable à la compréhension de l'assemblage des communautés herbivores-plantes. Cependant, les connaissances sur les liens entre les différents traits des plantes et la préférence des herbivores sont diffuses et incomplètes. Ce mémoire vise donc à quantifier et caractériser les effets de plusieurs traits fonctionnels de plantes herbacées sur la quantité de dommage foliaire faite par des herbivores invertébrés et à comparer ces effets entre monocultures et polycultures. Pour ce faire, j'ai participé au projet du Jena Experiment , une prairie expérimentale située en Allemagne visant à étudier la biodiversité. Cette prairie est exposée aux herbivores invertébrés naturels se trouvant sur le site de l'étude. Pour réaliser mon projet, les degrés d'herbivorie causés par les invertébrés ainsi que les valeurs de plusieurs traits fonctionnels des plantes ont été mesurés pour chacune de 51 espèces de plante [i.e. plantes] se trouvant sur le site d'étude. Travaillant d'abord avec des monocultures, sept traits sur 42 mesurés ont été sélectionnés dans une régression multiple en tant que prédicteurs importants de l'herbivorie. Le modèle est robuste et explique 63% de la variation en dommage subi par les espèces à l'étude. Parmi ces sept traits, deux sont physiologiques (concentration de lignine et d' azote dans les feuilles), deux sont morphologiques (architecture des racines et érection de la tige), un est phénologique (durée de vie du feuillage) et deux sont reliés aux herbivores (nombre d'espèces de coléoptère et d'hémiptère pouvant potentiellement prédater les plantes). Dans une seconde étape, à partir de l'herbivorie mesurée en monoculture et des sept traits sélectionnés dans le premier volet, trois modèles ont été développés pour prédire l'herbivorie dans des communautés formant un gradient de biodiversité de une à 60 espèces de plantes. Pour les trois différents modèles, le pouvoir de prédiction était faible; de 6 à 32% de variance en dommage foliaire expliquée. De plus, la déviation entre valeurs observées et valeurs prédites de l'herbivorie augmentait significativement avec l'augmentation du niveau de biodiversité dans les communautés. Les résultats de ce mémoire suggèrent que des patrons complexes de corrélation entre les différents traits des plantes existent et qu'il est donc nécessaire de travailler avec le plus de traits possibles pour identifier ceux qui contrôlent vraiment l'herbivorie. De plus, des interactions entre les différentes espèces de plante [i.e. plantes] d'une communauté semblent affecter de façon importante, directement ou pas, les dommages foliaires infligés par les herbivores invertébrés.Les conclusions de ce mémoire remettent en question l'importance relative des traits agrégés pour prédire des processus écologiques à facteur biotique tel que l'herbivorie et soulignent la complexité des relations entre deux niveaux trophiques.