Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2003. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique.

L'auxine régule la croissance et le développement des plantes grâce aux facteurs de transcription de la famille des "AUXIN RESPONSE FACTOR" (ARF). Chez Arabidopsis thaliana en particulier, ARF5, 6, 7, 8 et 19 activent l'expression de gènes cibles en réponse à l'auxine. Ces cinq ARF activateurs contrôlent de façon plus ou moins redondante des processus divers au cours du développement de la plante, notamment la régulation des croissances au niveau des méristèmes racinaires et aériens ainsi que la formation des racines latérales ou des méristèmes axillaires.Chacun de ces cinq ARF activateurs présente des patrons d'expression uniques dans chacun des tissus racinaires et aériens, en association avec leurs fonctions particulières. Il est probable que cette expression tissu-spécifique trouve son origine dans un contrôle différencié de leur transcription. Dans cette étude, des régulateurs amonts de la transcription de ARF5, 6, 7, 8 et 19 ont été identifiés par une méthode haut-débit de crible simple hybride en levure (Y1H). Une procédure d'expression transitoire en protoplastes a permis de confirmer que l'expression de chaque ARF activateur est contrôlée par des régulateurs spécifiques, dont la majorité se comportent comme des répresseurs de la transcription des ARF in planta. Parmi les régulateurs identifiés, les facteurs de transcription ont été étudiés grâce à des mutants pour préciser les interactions in planta. Ces mutants montrent des phénotypes développementaux typiques de perturbations de l'auxine dans les racines et les tiges : altérations des cinétiques de croissance, de l'émergence des organes latéraux ou de réponses à l'auxine et modification de l'expression des ARF activateurs.Par ailleurs, ce travail aborde également les dialogues entre les voies de signalisation de l'auxine et des cytokinines, et en particulier le rôle de ces interactions dans le développement des racines et des tiges. Une des interactions identifiées dans le crible Y1H est la répression de ARF7 par CRF10, un gène membre de la famille des "Cytokinin Response Factors". Nous avons mis en évidence l'importance de cette interaction pour le maintien de l'architecture du méristème apical racinaire, pour la sénescence des feuille et pour la réponse phototropique à la lumière bleue dans les hypocotyles. / Auxin regulates plant growth and development through the transcription factors of the AUXIN RESPONSE FACTOR (ARF) gene family. Most notably in Arabidopsis thaliana ARF5, 6, 7, 8 and 19 activate expression of target genes in response to auxin. These five ARF activators control both variable and overlapping processes during plant development including regulation of growth at the root and the shoot apical meristems, lateral root and axillary shoot formation. Each of the five ARF activators shows unique tissue-specific expression patterns in the root and the shoot associated with their distinct functions. This tissue-specific expression is likely derived from the differences in the control of ARF activator transcription. In this study the upstream regulators of ARF5, 6, 7, 8 and 19 transcription were identified. This was achieved by utilizing a high-throughput yeast one-hybrid (Y1H) method. The transient protoplast assay revealed that each ARF activator is controlled by specific transcriptional regulators and that the majority of these regulators are repressors of ARF transcription in planta. Mutants of the regulatory transcription factors were utilized to additionally investigate the interactions in planta. These mutants display auxin-related developmental phenotypes in the root and the shoot including alternations in growth kinetics, emergence of lateral organs, responses to auxin and altered expression of ARF activators. Furthermore, this study additionally focuses on cross-talk between the auxin and cytokinin signaling pathways and its role in root and shoot development. One of the interactions identified in the Y1H screen is a repression of ARF7 by CRF10, a member of the Cytokinin Response Factors gene family. The importance of this interaction in maintaining architecture of the root apical meristem, in leaf senescence and in the phototropic response to blue light in hypocotyls is studied.

La modélisation du développement architectural des arbres en réponse aux facteurs environnementaux est un thème de recherche en plein essor grâce au développement récent de méthodes informatiques adéquates. Cependant, l'utilisation de couronnes 3D est fortement contrainte par la difficulté à collecter les données architecturales et géométriques nécessaires à leur reconstruction. Par ailleurs, la compréhension partielle des processus fonctionnels contrôlant la croissance des pousses au sein des couronnes limite actuellement l'analyse et la modélisation des processus impliqués. La confrontation des connaissances acquises sur la variabilité architecturale et morphologique du Noyer d'une part, et celles acquises sur la physiologie de sa croissance d'autre part offre la possibilité de mieux comprendre le développement de la couronne. A partir de mesures et d'échantillonnage de la topologie et de la géométrie de Noyers hybrides âgés de 7 à 9 ans, nous avons analysé l'impact sur l'interception de la lumière de variables nécessaires à la reconstruction de plantes virtuelles mais dont la mesure nécessite un travail long et difficile qui rend indispensable l'utilisation de méthodes d'extrapolation. Puis, nous avons quantifié la part de variance des variables de croissance qui peut être attribuée à la lumière interceptée vis-à-vis d'autres facteurs tels que la position topologique. Nos résultats quantifient les biais introduit par l'utilisation de relations allométriques et de lois statistiques pour reconstruire des couronnes tridimensionnelles de différentes tailles. Nous avons montré que l'agrégation du feuillage au sein de la couronne, y compris à l'échelle des feuilles (composées de folioles), détermine fortement les propriétés radiatives des couronnes reconstruites. Grâce à une approche corrélative et statistique, un effet de la lumière interceptée par les pousses mères sur la croissance des pousses filles a été mis en évidence. Les fortes corrélations observées entre d'une part la vigueur des pousses (quantifiée par un indice) et la longueur du chemin entre le collet et les pousses et d'autre part leur croissance suggèrent un rôle de l'architecture hydraulique

Le puceron des pousses du sapin Mindarus abietinus et le tétranyque de l’épinette Oligonychus ununguis sont deux ravageurs d’importance économique pour l’industrie des arbres de Noël au Québec. Les changements climatiques en cours pourraient affecter leur biologie et physiologie de telle sorte que leurs dommages sur les sapins cultivés augmenteront dans les prochaines décennies. Afin d’étudier les interactions entre M. abietinus, son arbre-hôte et la température ambiante, j’ai suivi des populations du puceron pendant trois étés dans des sapinières commerciales du sud du Québec. Entre autres, j’ai montré qu’il est possible de séparer correctement les générations chevauchantes de filles ailées et aptères du cycle vital complexe de M. abietinus, ce qui m’a permis d’observer une proportion de filles aptères plusieurs fois supérieure à ce qui était connu auparavant. Dans une expérience en plantation de sapin baumier, j’ai montré qu’un milieu réchauffé causerait une augmentation significative du taux de croissance des colonies de M. abietinus sur les pousses, en comparaison avec les colonies sous conditions naturelles actuelles. Ces résultats supportent l’hypothèse qu’un climat plus chaud, causé par les changements anthropogéniques, pourrait favoriser des densités plus élevées de M. abietinus, ce qui pourrait augmenter ses dommages esthétiques sur le sapin. Dans une expérience de laboratoire, la durée du développement en fonction de la température des œufs de ces deux ravageurs et de ceux d’une autre espèce, la cochenille des aiguilles du pin Chionaspis pinifoliae, a été mesurée en milieu contrôlé, ce qui m’a permis d’élaborer des modèles prévisionnels linéaires et non linéaires du taux de développement des œufs hivernés postdiapausants nouveaux pour le Québec. Finalement, en suivant la masse fraîche d’œufs hivernants de M. abietinus tout au long de leur diapause de plusieurs mois, j’ai observé un accroissement de la masse au printemps, impliquant l’eau comme possible facteur de déclenchement de l’embryogenèse. / The balsam twig aphid Mindarus abietinus and the spruce spider mite Oligonychus ununguis are two pests of economic importance for the Christmas tree industry in Québec. Current climate change could affect their biology and physiology in such a way that, if their local densities in commercial fir plantations grow in the future, potential damage to cultivated firs could increase substantially. In order to study the interactions between M. abietinus, its host tree, and ambient temperature, I followed populations of the aphid during three consecutive summers in commercial fir plantations of southern Québec. I found it possible to separate overlapping generations of different morphs of this aphid in growing colonies on fir shoots, which allowed to record a proportion of wingless daughters several times larger than previously known for this aphid in its complex life cycle. Based on a field experiment, a warmer environment surrounding the aphids on balsam fir shoots increased spring colony growth rates significantly, when compared to unaltered colonies on neighbouring trees. These results support the hypothesis that a warmer climate, caused by anthropogenic change, would promote higher densities of M. abietinus on fir shoots, which could increase esthetic damage to Christmas trees. In a laboratory experiment, I studied the effect of ambient temperature on postdiapause development of the overwintering eggs of both aphid and mite species, along with that of another conifer-feeding pest, the pine needle scale Chionaspis pinifoliae, which led to parametrise new linear and nonlinear development rate models for postdiapause egg development of all three species. Finally, by following fresh mass of M. abietinus overwintering eggs throughout their diapause of several months, it was possible to observe a substantial increase in size and mass of these eggs in early spring, suggesting that water could trigger diapause termination and/or initiate embryogenesis of the first active stage.