Québec : L'Unité de microscopie, Le Service de l'audiovisuel, Section photographie, Université Laval, 1978. 1 bobine; 16 mm.

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Le long de l’estuaire du Fleuve Saint-Laurent, les marais intertidaux sont affectés par une forte érosion induisant une perte d’habitat des espèces végétales et animales. Les facteurs en cause peuvent être anthropiques, naturels ou la combinaison des deux. Dans l’estuaire d’eau douce du Saint-Laurent, les produits de cette érosion sont illustrés par, entre autres, de grands radeaux de végétation du schorre supérieur qui sont arrachés et évacués par les marées d’équinoxe, les fortes tempêtes ou encore par la glace. Cette étude vise à documenter l’ampleur et l’impact de l’érosion du schorre supérieur de l’estuaire d’eau douce. La démarche méthodologique inclut une analyse multidate des photographies aériennes et orthophotos et des relevés géomophologiques mensuels sur une période de deux ans (2011-2012). Les principaux résultats montrent que l’érosion du schorre supérieur de l’estuaire d’eau douce est de l’ordre de quelques centimètres par mois. Les taux d’érosion les plus élevés sont engendrés par des tempêtes telle la tempête Irène survenu le 28 août 2011), caractérisée par de forts vents (> 62 km/h) et d’abondantes précipitations (80 mm). L’analyse de l’évolution historique des sites à l’étude sur une cinquantaine d’années a mis en évidence une diminution de la superficie du schorre supérieur généralement accompagnée d’une augmentation de celle du schorre inférieur; un déplacement du schorre supérieur vers l’intérieur des terres a aussi été observé.

La flore du sous-bois représente près des deux tiers de la richesse spécifique des végétaux supérieurs dans les forêts tempérées décidues. Ce pool d'espèces, composé presque essentiellement de plantes pérennes, agit sur la régénération, la structure et la composition du couvert forestier, et sur les fonctions de l'écosystème (par exemple : productivité et cycles biogéochimiques). La présente thèse montre les effets de plusieurs facteurs qui modulent la richesse et la productivité des espèces de sous-bois en forêt décidue. Les deux premiers objectifs de la thèse portent sur l'influence de l'hétérogénéité structurale et de l'hétérogénéité de la répartition spatiale des nutriments sur les espèces de sous-bois. Le dernier objectif porte sur la complémentarité entre les groupes fonctionnels, une propriété essentielle pour le maintien de tout écosystème forestier. À mesure que l'hétérogénéité structurale de la forêt augmente, la complexité environnementale et la diversité végétale augmentent également. Toutefois, une perturbation (e.g. aménagement acéricole) peut réduire la richesse et la variabilité de la taille des arbres (simplification de la stratification), altérer les multiples interactions entre les facteurs environnementaux et entraîner une diminution de la richesse en sous-bois. Nos résultats indiquent que l'hétérogénéité structurale, qui tient compte de la richesse et de l'abondance relative des espèces ligneuses, agit positivement sur la diversité de la flore herbacée du sous-bois. En présumant que l'hétérogénéité structurale est inversement reliée à l'intensité de l'aménagement, l'aménagement acéricole semble avoir des effets délétères sur la diversité des plantes herbacées. Pour ce qui est des facteurs environnementaux, le pH et l'humidité du sol contribuent au maintien de la diversité des espèces herbacées de sous-bois. Par contre, l'absence de relation entre la lumière et la diversité des espèces herbacées nous porte à croire que la plupart de ces espèces sont bien adaptées ou tolérantes à de faibles niveaux d'irradiance. La richesse spécifique et la richesse fonctionnelle contribuent à maintenir et à pérenniser les fonctions écosystèmiques dans un environnement variable. Pour simplifier cette complexité écologique, la flore du sous-bois peut être subdivisée en groupes fonctionnels (e.g. espèces printanières éphémères, espèces printanières persistantes, espèces estivales, fougères, et plantules et juvéniles des espèces ligneuses). Nous proposons que la perte d'un groupe peut avoir des conséquences variées sur le maintien des interactions entre les groupes fonctionnels pour une fonction donnée. Nos résultats révèlent que la contribution directe de chacun des cinq groupes fonctionnels à la richesse spécifique, au couvert et à l'équitabilité est positive. Les plantules et juvéniles des espèces ligneuses et les espèces printanières persistantes ont un effet positif sur les autres groupes fonctionnels, alors que les espèces estivales semblent avoir un effet négatif sur les autres groupes. Ces interactions correspondent à des boucles de rétroactions négatives qui pourraient contribuer au maintien et la pérennité de la communauté. Ainsi, ces différents groupes ne sont pas strictement indépendants les uns des autres, mais sont plutôt interconnectés. De plus, les espèces de sous-bois semblent peu sensibles à l'hétérogénéité spatiale des nutriments. Une croissance lente ou une faible plasticité peut expliquer l'absence de réponse de la richesse et du couvert des plantes de sous-bois à l'hétérogénéité spatiale des nutriments. Par contre, la variété des espèces estivales en ce qui a trait au système racinaire permet de maximiser leur couvert à une très fine échelle spatiale d'hétérogénéité des nutriments. Ces différences dans les stratégies racinaires représentent une spécialisation de niche, favorisant la coexistence des espèces vis-à-vis de l'hétérogénéité spatiale. Toutefois, ces résultats montrent que, de façon générale, ce pool d'espèces est peu sensible à la disponibilité et à l'hétérogénéité spatiale des nutriments.

Québec : L'Unité de microscopie, Le Service de l'audiovisuel, Section photographie, Université Laval, 1978. 1 bobine; 16 mm.

Les plantes arbustives naturelles envahissent les terres agricoles abandonnées. Pour remettre en valeur ces friches, on a traditionnellement recours au brûlage ou au broyage sur place. D’invention récente, le Biobaler coupe et met en balle les arbustes qui peuvent alors être déplacés et valorisés. Un champ agricole à St-Augustin-de-Desmaures (Québec, Canada), abandonné depuis 20 ans, a été inventorié pour les plantes présentes et les sols. Des modèles allométriques ont été développés pour prédire la biomasse de 11 espèces pionnières (R² moyens de 0,93). Les sols avaient un pH moyen de 5,0, 0,32% de N-total et un carbone organique de 4,0 %. Soixante-deux balles récoltées sur 2,7 ha pesaient 413 kg en moyenne à 44% de teneur en eau. La biomasse récoltée, entre 3,3 et 9,6 t de matière sèche par hectare, représentait 18 à 43 % de récupération. Les données permettront d’évaluer le Biobaler sur les friches. / English Title : Soil and native woody crop properties on an abandoned agricultural field harvested with a Biobaler. Natural woody crops overtake abandoned agricultural land. To bring back these areas into useful production, traditional methods include prescribed burning or on-site mulching. A recent technology, the Biobaler cuts and forms round bales of woody crops which can be moved for useful application. An agricultural field in Saint-Augustin-de-Desmaures (Quebec, Canada), abandoned for 20 years, was monitored for crop identification and soil properties. Allometric models were developed for 11 native woody crops (average R² of 0.93). Soil pH averaged 5.0, total N, 0.32% and organic carbon, 4.0%. Sixty two bales were harvested, averaging 413 kg at 44% moisture. The harvested biomass, between 3.3 and 9.6 t of dry matter per hectare, represented 18 to 43% of above-ground biomass. Data will be useful in assessing Biobaler operation on fallow land.

Le colza est une oléagineuse très exigeante en soufre (S). L'étude des impacts de limitations en S sur la physiologie du colza et sa qualité grainière revêt un intérêt majeur dans un contexte de baisse des dépôts atmosphériques entrainant un appauvrissement des sols en S. Les objectifs étaient donc d'étudier l'incidence d'une limitation en S sur la physiologie de jeunes feuilles, et sur la qualité, le métabolisme soufré et la vigueur germinative des graines. L'analyse physiologique (photosynthèse, flux de S par utilisation de traceur ³⁴S-sulfate), protéomique et biochimique (métabolites S, espèces réactives de l'O₂) a démontré qu'une limitation en S provoque des perturbations du métabolisme carboné et soufré de la feuille et de la graine, pouvant affecter la qualité grainière. Ainsi, une restriction en S au stade rosette se traduit par la chute de l'activité photosynthétique des jeunes feuilles et conduit à un stress oxydatif. Des restrictions en S à différents stades reproducteurs altèrent la qualité protéique et lipidique de la graine aboutissant à une accumulation amoindrie des acides oléique, linoléique, linolénique et des protéines de stockage (SSPs) riches en S. Une accumulation accrue de SSPs pauvres en S permet un maintien de la teneur en protéines de la graine en cas de restriction survenant en fin de cycle. L'accumulation de S dans les protéines de la graine apparaît principalement contrôlée par la synthèse protéique. La vigueur germinative des graines produites est réduite en cas de restriction précoce en S. Ces travaux ont également permis de démontrer que le péricarpe et la graine en développement sont capables d'assimiler le sulfate par la voie réductrice.

La maîtrise des qualités physiologique (performance germinative) et sanitaire des semences (vection d'agents pathogènes) constitue un verrou scientifique et technologique majeur dans le cadre d'une agriculture raisonnée et mondialisée. La qualité physiologique repose notamment sur la tolérance à la dessiccation, la dormance et l'aptitude à la conservation qui s'acquièrent pendant le développement de la graine. Cependant les mécanismes régulateurs de ces processus restent mal compris. Chez Medicago truncatula, par une approche transcriptomique nous avons montré que la signalisation par l'acide abscissique participe via le facteur de transcription ABI5 à la régulation de la survie à l'état sec et à la dormance. ABI5 joue un rôle prépondérant dans les phases du développement allant de la fin de la maturation et à la levée. La transmission à et par les semences est l'un des principaux moyens de survie et de dissémination des bactéries phytopathogènes telles que Xanthomonas. Les éléments du dialogue moléculaire qui pourrait s'établir entre ces bactéries et la graine sont cependant méconnus. Après avoir établi que la contamination est plus efficace en situation compatible [Xanthomonas alfalfae subsp. alfalfae] qu'en situation incompatible [X. campestris pv. campestris, Xcc], nous démontrons l'existence d'un dialogue moléculaire entre Xcc et la graine en développement. La réponse transcriptionelle de la graine contaminée par Xcc et la réduction de leur poids suggèrent un trade-off entre l'activation des défenses basales et son développement. Cette thèse apporte des éléments permettant de suggérer que les qualités sanitaire et physiologique sont liées.

Le but de cette étude est de comprendre l’effet d’une irrigation par les eaux usées et /ou de la fertilisation par les engrais chimiques sur la productivité aérienne et souterraine d’une plantation de saule Salix miyabeana SX67 en CICR dans un contexte de filtre végétal. Nous avons d’une part évalué l’impact de diverses doses d’eau usées et/ou de la fertilisation minérale sur les rendements en biomasse ligneuse d’une culture de saules au cours d’un cycle de croissance de deux ans. D’autre part et pour la même période nous avons comparé le développement racinaire (biomasse, morphologie et distribution dans le sol) suite aux divers traitements. Les résultats ont montré qu’au terme de deux ans de croissance, les traitements par les eaux usées aussi bien que celle par les engrais a permis l’augmentation des rendements de la biomasse aérienne de notre culture de saules avec un effet plus prononcé suite au traitements des eaux usées qu’à celui du fertilisant chimique. Nous avons mesuré des productivités en biomasse aussi élevées que 39,4 Mg ha-1 et 54,7 Mg ha-1 et ce pour les parcelles qui ont reçu la plus grande quantité d'eaux usées, respectivement pour les saules non fertilisé et fertilisé (D3-NF et D3-F). La majeure partie du système racinaire était en superficie avec 92-96% des racines (racine fine et racine grosse) concentrées dans les premiers 40 cm de sol et nous avons trouvé que la biomasse des racines fines était comprise entre 1,01 et 1,99 Mg ha-1. Généralement la fertilisation chimique n’a pas eu d’effet sur les rendements en biomasse des racines totales et/ou fines. Bien que l’irrigation par les eaux usées ait entraîné une réduction statistiquement significative de la biomasse racinaire, néanmoins cette réduction n'était pas linéaire (avec une réduction de la biomasse de D0 à D1, une augmentation de D1 à D2 pour réduire de nouveau de D2 à D3). Cette tendance porte à penser qu'au-delà d'une certaine quantité d'eau et de nutriments (suite à l’irrigation par les eaux usées), le développement du système racinaire des saules est affecté négativement, et bien que la biomasse aérienne soit restée élevée sous le traitement D3, nous pensons que le développement de la plante a été quelque peu déséquilibré. Aucun changement significatif n'a été constaté dans les traits morphologiques liés à l'irrigation par les eaux usées. / The aim of this study was to understand the effect of both wastewater and/or mineral fertilisation on above- and belowground biomass of a Salix miyabeana SX67 willow SRC in a filter vegetation context. We firstly assessed the impact of various doses of wastewater and/or mineral fertilization on biomass yield after two season growth. On the other hand and during the same period we estimated root production and assessed vertical root distribution and roots morphology in response to various treatments doses. The results showed that after two years of growth both mineral fertilization and wastewater sewage fertilization enhanced willow aboveground biomass yields, with a more accurate effect due to wastewater irrigation than the mineral fertilization. We recorded high biomass yields such as 39.4 Mg ha-1 and 54.7 Mg ha-1 respectively for unfertilized and fertilized plants plots which benefits with the largest amount of wastewater (D3-NF and D3-F). We found that most of the roots were contained in top soil layers with 92-96% of the total roots (including fine and coarse roots) concentrated within the first 40 cm of soil depth, fine root biomass ranged between 1.01 and 1, 99 Mg ha-1. Neither mineral fertilization nor wastewater sewage irrigation showed an effect on total or fine roots biomass yields. Although we found a statistically significant decrease prior to wastewater treatments, this reduction was not linear (with a decrease of the biomass from D0 to D1, increased from D1 to D2 to go down again from D2 to D3). This pattern suggests that beyond a certain amount of water and nutrients (due to irrigation with wastewater) the development of the willow root system is negatively affected, and although the aboveground biomass remained high in the D3 treatment, we believe that the development of the plant was somewhat unbalanced. No significant changes were found in the deep morphological traits related to irrigation with sewage wastewater.

L’hexokinase (HK) est la première enzyme du métabolisme des hexoses et catalyse la réaction qui permet aux hexoses d’entrer dans le pool des hexoses phosphates et donc par le fait même la glycolyse. Bien que le glucose soit son principal substrat, cette enzyme peut aussi phosphoryler le mannose et le fructose. Malgré son importance dans le métabolisme primaire, l’HK n’a jamais été purifiée à homogénéité sous forme native. Le but de ce travail était donc de purifier une isoforme d’HK à partir de tubercule de Solanum tuberosum et par la suite de caractériser ses propriétés cinétiques. Bien avant que je commence mon travail, un groupe de recherche avait déjà séparé et partiellement purifié trois isoformes d’HK de S. tuberosum. Un protocole d’extraction était donc disponible, mais l’HK ainsi extraite était peu stable d’où le besoin d’y apporter certaines modifications. En y ajoutant certains inhibiteurs de protéases ainsi qu’en modifiant les concentrations de certains éléments, le tampon d’extraction ainsi modifié a permis d’obtenir un extrait dont l’activité HK était stable pendant au moins 72h après l’extraction, en empêchant la dégradation. À l’aide du tampon d’extraction optimisé et d’une chromatographie sur colonne de butyl sépharose, il a été possible de séparer 4 isoformes d’HKs. Par la suite, une isoforme d’HK (HK1) a été purifiée à l’homogénéité à l’aide de 5 étapes de chromatographie supplémentaires. En plus de caractériser les propriétés cinétiques de cette enzyme, l’analyse de séquençage par MS/MS a permis de l’associer au produit du gène StHK1 de Solanum tuberosum. Avec une activité spécifique de 10.2 U/mg de protéine, il s’agit de l’HK purifiée avec l’activité spécifique la plus élevée jamais rapportée d’un tissu végétal.L’ensemble des informations recueillies lors de la purification de HK1 a ensuite été utilisée pour commencer la purification d’une deuxième isoforme (HK3). Ce travail a permis de donner des lignes directrices pour la purification de cette isoforme et certains résultats préliminaires sur sa caractérisation enzymatique. / Hexokinase (HK) catalyzes the first step of hexose metabolism by phosphorylating hexose to generate the corresponding hexose phosphate thereby allowing hexose entrance in glycolysis. Even though glucose is the main substrate, HK can also phosphorylate a broad spectrum of hexoses. Despite its importance this enzyme has never been purified to homogeneity in a native form. The aim of this work was therefore to purify this enzyme from Solanum tuberosum tubers and subsequently characterize its kinetic properties. Before I started this work, another group had already separated and partially purified 3 HK isoform from S. tuberosum. An extraction protocol was available but improvement was necessary since the extracted HK had little stability. By adding some protease inhibitors and by modifying the concentration of certain components in the extraction buffer we were able to obtain an extract with a HK activity stable for at least 72 h after extraction by preventing degradation. With this buffer and chromatography on butyl sepharose it was possible to separate 4 HK isoforms from S. tuberosum. After 5 more chromatographic steps, one HK isoform was purified to homogeneity (HK1). This enzyme was characterized and sequenced by MS/MS. We were able to associate this protein sequence with the gene product of StHK1 from S. tuberosum. With a specific activity of 10.2 U/mg of protein, this is the HK with the highest specific activity ever reported from a plant tissue. All the information gathered while purifying HK1 was used to undertake the purification of a second isoform (HK3). We were able to obtain preliminary results on its kinetic properties.