Mémoire (M.Ress.Renouv)--Université du Québec à Chicoutimi, 1999. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Mémoire (M.Ress.Renouv.)--Université du Québec à Chicoutim, 2000. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Mémoire (M.Ress.Renouv.)--Université du Québec à Chicoutimi, 2001. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thèse (M.Ress.Renouv..) -- Université du Québec à Chicoutimi, 2006. / Bibliogr.: f. 40-52. Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Thèse (M. Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr.: f. 34-36.

Des travaux réalisés antérieurement ont permis de détecter la présence d'épinettes blanches Picea glauca (Moench) Voss. résistantes à la tordeuse des bourgeons de Fépinette Choristoneura fumiferana Clem (TBE). Cette découverte ouvre la voie vers l'utilisation d'arbres hôtes résistants à l'insecte dans les programmes de reboisement. Cependant, l'efficacité de cette approche est fortement dépendante de la capacité d'adaptation des populations de TBE à la résistance des plantes hôtes. Pour tester cette hypothèse et documenter le potentiel d'adaptation de la TBE aux variations de qualité du substrat alimentaire, plus de 1200 chrysalides provenant d'épinettes blanches résistantes et défoliées ont été récoltées à l'été 2007 sur le terrain de façon à étudier ces deux types de population. Par la suite, des accouplements intra-populationnels ont été effectués. Les descendants ont été élevés en laboratoire sur des sources de nourriture artificielles simulant des stress alimentaires en sucre et en azote. Dans un premier temps, l'objectif était de mesurer leurs performances biologiques (taux de mortalité, temps de développement, poids, etc.). Puis, des analyses de corrélation entre les performances biologiques des parents et de leur progéniture ont servi à déterminer le niveau d'héritabilité entre les générations. Enfin, différents indices gravimétriques ont également été calculés afin de connaître les processus physiologiques alimentaires des deux populations en situation de stress alimentaire. Les résultats démontrent que le poids des chrysalides et la fécondité réalisée des tordeuses provenant d'épinettes résistantes sont supérieurs à celles issues d'arbres non résistants. En ce qui concerne les progénitures de la génération de laboratoire, la survie des larves de stade 1 est supérieure lorsque les parents sont élevés sur une nourriture stressante de faible qualité alimentaire comparativement à ceux élevés sur une nourriture témoin de bonne qualité. En considérant les interactions entre l'origine des parents et la qualité de nourriture offerte à leur progéniture, la fécondité réalisée et la fertilité sont supérieures chez les tordeuses dont les parents proviennent d'arbres résistants et qui sont élevées sur une diète de piètre qualité. D'autre part, un effet d'héritabilité a été observé sur la variable poids entre la mère et leur progéniture. Toutefois, l'analyse des indices gravimétriques d'utilisation de la nourriture par la TBE révèle que les insectes issus des deux populations sources ont des niveaux d'assimilation de la nourriture équivalents.

L’épidémie de la tordeuse des bourgeons de l’épinette (TBE) ayant débuté en 2006 au Québec a désormais affecté plus de 7 million d’hectares. Bien que l’abondance et la vigueur de la régénération préétablie soient des facteurs de haute importance concernant la composition et la productivité futures des forêts, très peu d’études ont ciblé la façon dont celles-ci sont affectées par la TBE. La coupe de récupération post-TBE deviendra un enjeu économique majeur en zone boréale et la réduction de son impact passe par une compréhension des processus écologiques affectés par l’épidémie en cours. La présente étude vise à approfondir les connaissances de l’impact d’une épidémie de la TBE et de la coupe de récupération post-TBE sur la défoliation subie par la régénération préétablie de peuplements mixtes de sapin baumier et d’épinette noire. Les objectifs spécifiques sont d’abord d’évaluer l’effet de la hauteur et de l’espèce des tiges de régénération, ainsi que de la composition du peuplement, sur la défoliation subie par la régénération préétablie. Ensuite, d’évaluer l’effet de la coupe de récupération sur cette défoliation. Les résultats démontrent que la hauteur, l’espèce, la composition du peuplement et la coupe de récupération affectent toutes significativement la défoliation subie par la régénération. Les individus plus grands, les tiges de sapin baumier et toutes les tiges se trouvant dans des sapinières subissent davantage de défoliation. La défoliation des tiges d’épinette noire dans les pessières était radicalement plus élevée dans les sites récupérés comparativement aux sites naturels, ce qui pourrait influencer la composition future de ces peuplements. Davantage d’études long-terme sont nécessaires afin de mieux comprendre la dynamique sous la canopée durant une épidémie de la TBE, en particulier dans des peuplements dominés par l’épinette noire, ce qui permettrait une meilleure gestion écosystémique de nos forêts et une diminution leur susceptibilité à la TBE. / Since 2006, the area defoliated by the spruce budworm (SBW) in Quebec has doubled almost every year, and it has now affected more than 7 million hectares. Although advance regeneration abundance and vigor are critical factors determining future forest composition and productivity, very few studies have focused on how they are affected by a SBW outbreak. In the years to come, post-SBW salvage logging will become a major economic issue in boreal forests and reducing its impact involves an understanding of the ecological processes affected by the outbreak in progress. This study aims to determine the impact of SBW outbreaks and of post-outbreak salvage logging on the defoliation sustained by advance regeneration in mixed stands of balsam fir and black spruce. The specific objectives were, first, to assess the effect of regeneration height and species (balsam fir or black spruce), as well as canopy composition, on the defoliation of advance regeneration. Second, to evaluate whether the defoliation sustained by advance regeneration is greater in salvage logged sites or in natural stands of different compositions. Results showed that height and species of regeneration, canopy composition and salvage logging all significantly affected defoliation. Taller advance regeneration, balsam fir advance regeneration, and all regenerating stems in fir-dominated stands sustained more defoliation. Defoliation sustained by black spruce regeneration was much greater in post-outbreak harvested stands than in the understory of natural sites. Harvesting stands with an important component of black spruce regeneration could potentially reduce the future abundance of black spruce, the preferred species for harvesting. Long-term studies are needed to better understand the dynamics in the regeneration layer during a SBW outbreak, particularly in spruce-dominated stands, to conduct better ecosystem-based management and to help reduce the overall susceptibility of our forests.

La tordeuse des bourgeons de l’épinette (Choristoneura fumiferana (Clems.)) est le principal défoliateur des forêts de conifères de l’Amérique du Nord. Récemment, des épinettes blanches (Picea glauca (Moench) Voss) naturellement résistantes à cet insecte ont été découvertes dans une plantation subissant une forte infestation de ce ravageur. Des analyses chimiques du feuillage ont révélé la présence de deux acétophénones, le picéol (4’-hydroxy-acetophenone) et le pungénol (3’, 4’-dihydroxy-acetophenone) chez ces épinettes résistantes. Les objectifs de cette étude étaient dans un premier temps de valider l’effet de ces deux molécules sur la survie des larves de la tordeuse selon plusieurs conditions d’élevage, et dans un deuxième temps de vérifier la compatibilité entre le picéol et le principal moyen de lutte utilisé au Québec contre ce ravageur, le Btk (Bacillus thuringiensisvar. kurstaki). Les larves de la tordeuse des bourgeons de l’épinette ont été élevées en laboratoire sur de la diète artificielle, et les composées acétophénones leur ont été administrés en solution ou en les mélangeant à la diète artificielle. Les résultats ont montré que l’absorption directe d’une dose ponctuelle de picéol et de pungénol ne provoque pas de mortalité chez les larves alors que la toxicité du picéol chez la tordeuse des bourgeons de l’épinette soumise à une exposition chronique du produit varie selon les conditions d’élevage. De plus, un effet antagoniste entre le picéol et le Btk a également été détecté au laboratoire. Cette recherche a permis de faire avancer la compréhension des interactions complexes entre les molécules de défense de l’épinette blanche et les conditions d’élevage en laboratoire. D’autres travaux en laboratoire et sur le terrain sont nécessaires afin de mieux comprendre le mode d’action de ces composés de défense et ainsi les utiliser à leur plein potentiel.

Lors d’une épidémie localisée de tordeuse des bourgeons de l’épinette (Choristoneura fumiferana), certaines épinettes blanches (Picea glauca (Voss.) Moench) furent épargnés. L’expression d’un gène, Pgβglu-1, codant pour une enzyme de type bêta-glucosidase est liée à la production d’acétophénones s’accumulant dans les aiguilles des arbres peu défoliés. La variation de l’expression de Pgβglu-1 semble relèver d’une régulation inhérente et unique aux arbres résistants. Nos résultats permettent d’établir une corrélation entre l’expression du gène, l’accumulation des acétophénones actives et le stade le plus destructif de l’insecte. Ils montrent aussi que le niveau d’expression de Pgβglu-1 est transmis entre les générations d’arbres et peut être induit. Les séquences d’ADN codants du gène ont été obtenues, mais aucune différence n’a été observée permettant de différencier les résistants des non-résistants. Une connaissance plus approfondie du phénomène pourrait aider au développement d’une lutte intégrée visant à mitiger les dégâts causés par la tordeuse en période d’épidémie. / A localized spruce budworm (Choristoneura fumiferana) outbreak that took place in a white spruce plantation (Picea glauca (Voss.) Moench) left some trees almost untouched while many others had severe defoliation. Expression of agene coding for a beta-glucosidase enzyme was identified (Pgβglu-1) and was linked to the accumulation of two acetophenones in the foliage of resistant trees. We propose that the expression variation of Pgβglu-1 involve regulation that is unique to resistant trees. Our results establish a correlation between gene expression, the accumulation of biologically active acetophenones and the most destructive larval instar of the insect. Our results also show that Pgβglu-1expression is genetically transmitted and can be induced. Coding DNA sequences of the gene were obtained but no differences were observed that could differentiate between resistant and non-resistant trees. A deeper understanding of the phenomenon could help in the development of an integrated management aiming to mitigate damage caused during outbreaks.

La qualité nutritive et allélochimique de la plante hôte joue un rôle déterminant dans la dynamique des populations des défoliateurs forestiers. La tordeuse des bourgeons de l’épinette (Choristoneura fumiferana (Clem.)) (Lepidoptera : Tortricidae) (TBE) est un lépidoptère considéré comme le plus important ravageur des forêts d’Amérique du Nord et attaque principalement le sapin baumier (Abies balsamea (L.)) et l’épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss). Le feuillage de ces essences hôtes contient des composés polyphénoliques (les tannins) lesquels sont souvent rapportés dans la littérature comme composés chimiques utilisés par les plantes pour limiter les impacts des espèces herbivores. Certains traitements sylvicoles comme les éclaircies sont parmi un ensemble de facteurs aptes à influencer la composition polyphénolique des essences ligneuses. Ainsi, l’éclaircie dans de jeunes peuplements de sapins baumiers a déjà été reliée à des baisses en contenu de tannins et des hausses en azote foliaire un an après le traitement. De plus, lors d’une étude sur le terrain, les effets à court terme de l’éclaircie sur ces composés chimiques ont été corrélés à des augmentations de survie larvaire et de vitesse de développement chez la tordeuse des bourgeons de l’épinette. Toutefois, la relation de cause à effet entre les effets de l’éclaircie sur la chimie de l’essence hôte et les performances de l’insecte reste à être établie. Dans la présente étude, l’impact des variations en tannins et azote foliaire induites par l’éclaircie sur la survie, le développement, la croissance et l’utilisation de la nourriture par les larves de TBE a été étudié à l’aide d’extraits polyphénoliques purifiés et de diverses sources d’azote incorporés à diverses concentrations dans une nourriture artificielle. Les résultats de cette étude supportent l’hypothèse que les variations polyphénoliques et azotées foliaires, induites par l’éclaircie des jeunes peuplements de sapin baumier, sont responsables des effets positifs à court terme de ce traitement sur la survie et le développement de l’insecte de même que sur les augmentations de défoliation observées suite au traitement. Des expériences sur l’utilisation de la nourriture par la TBE en fonction des contenus en tannins de sa nourriture ont aussi été menées à l’aide de tannins extraits et purifiés de feuillage de sapin baumier et incorporés à diverses concentrations dans une nourriture artificielle. Ces travaux visaient à documenter le degré de plasticité de l’insecte en terme de processus d’utilisation de nourriture face aux variations en contenus polyphénoliques de sa nourriture. Des travaux similaires ont été conduits à l’aide de tannins extraits de feuillage d’épinette blanche. Dans le cas du sapin baumier, les résultats montrent que l’insecte possède une panoplie de mécanismes de compensation dans ces processus alimentaires pour limiter les impacts des tannins. Toutefois, des effets négatifs sur les performances de l’insecte sont détectés à mesure que les contenus en tannins de sapin baumier augmentent dans le substrat alimentaire. En ce qui concerne l’épinette blanche, l’insecte possède aussi une panoplie de mécanismes de compensation. Contrairement au sapin baumier, l’épinette blanche semble contenir un niveau optimal de tannins dans son feuillage au delà duquel la plante n’obtient pas de gain supplémentaire en terme d’effets létaux sur l’insecte. Une expérience a aussi été conduite sur le système d’interaction Tannins d’épinette blanche - Bacillus thuringiensis var. kurstaki (Btk) – TBE à l’aide d’extraits polyphénoliques de feuillage et de toxines de Btk incorporés seuls et/ou en combinaison à diverses concentrations dans un substrat alimentaire artificiel. Les résultats de ces travaux ont montré qu’individuellement ces deux types de composés (tannins et Btk) ont de sérieux effets délétères sur l’insecte. Cependant, lorsqu’ils sont présents ensemble dans la nourriture, ces derniers ont des effets antagonistes mutuels réduisant ainsi leurs effets létaux respectifs envers l’insecte. / Host plant nutritive and allelochemical characteristics are important factors of forest insect defoliator population dynamics. The spruce budworm (Choristoneura fumiferana (Clem.)) (Lepidoptera : Tortricidae) is one of the most important lepidopteran forest pests of North America attacking especially balsam fir (Abies balsamea (L.)) and white spruce (Picea glauca (Moench) Voss) trees, two host tree species that contains polyphelonics which are believed to act as defensive chemicals against herbivores. Certain sylvicultural treatments such as stand thinning are among the variables that affect host tree foliar polyphenolics. Stand thinning of young balsam fir tree stands is known to decrease, the year following the treatment, host content in foliar tannin and to increase foliar nitrogen. These short term changes in host chemistry have already been related shown to increases in spruce budworm larval survival and development rates in field studies. However, the cause-effect relationship remains to be established. In the current study, effects of variations in balsam fir foliar tannin and nitrogen related to stand thinning were investigated on spruce budworm survival, growth, development and food utilization using purified tannins from host tree foliage and various sources of proteins incorporated into artificial diet. Results from this study support the hypothesis that changes in host tree tannin and nitrogen following thinning of young balsam fir stands are responsible for increases budworm survival and defoliation. Food utilization studies were also conducted using balsam fir foliage purified tannin extract incorporated into artificial diet in order to document the level of tolerance and plasticity of budworm larvae to foliar polyphenolic variations. Similar studies were conducted using white spruce foliage. In the case of balsam fir foliar tannins, it appears that the spruce budworm is negatively affected by these compounds as their concentration increases in host trees. The insect exhibited various types of compensatory feeding mechanisms that allowed it to partially deal with both balsam fir and white spruce tannins. Contrary to balsam fir, white spruce trees appear to contain an optimal amount of tannins above which the host tree does not produce any more gain more deleterious effect on the insect. An additional study that investigated the system of interactions white spruce tree tannin - Bacillus thuringiensis var. kurstaki (Btk) - spruce budworm was conducted using artificial diet supplemented with various concentrations of tannin and Btk purified toxin. Results indicate that alone in the diet, tannin and Btk toxin have deleterious effects on spruce budworm larvae. However, when these compounds are both present in the diet they antagonize each other such that their respective potency against the insect is reduced.