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Les plantes sont colonisées par des communautés complexes de microorganismes. Les interactions plantes-microorganismes contribuent au bon développement de l’hôte ainsi qu’à la protection contre les pathogènes. Certains microorganismes, particulièrement des bactéries, sont reconnus pour leur rôle de promotion de la croissance des plantes (plant growth-promoting bacteria, PGPB). Certaines PGPB sont étudiées dans le but d’en faire des biofertilisants, afin de remplacer les fertilisants chimiques en agriculture. Le développement de biofertilisants permettrait d’éviter les impacts néfastes des fertilisants chimiques sur les écosystèmes et la santé humaine. Ceci pourrait également permettre une meilleure résilience des cultures face aux changements globaux, qui amèneront une plus grande fréquence d’évènements climatiques extrêmes et d’invasions de phytopathogènes. Bien que certains soient déjà commercialisés, beaucoup reste à découvrir sur le potentiel, les méthodes d’utilisations et les mécanismes de fonctionnement des biofertilisants. Ce mémoire explore plusieurs aspects de l’étude des interactions plante-microbes promouvant la croissance et la résilience des plantes-hôtes. Le premier projet de ce document se penche sur le lien possible entre la diversité taxonomique et fonctionnelle de la communauté bactérienne foliaire d’Arabidopsis thaliana et la productivité de la plante-hôte. En effet, plusieurs études ont soulevé la possibilité d’une relation positive entre la diversité des communautés bactériennes (tant pour les racines que pour les feuilles) des écosystèmes terrestres et la productivité végétale (« Biodiversity-Ecosystem Functioning [BEF] relationship »). Le premier projet présenté dans ce document n’a malheureusement pas permis d’observer de lien entre la diversité bactérienne foliaire et la productivité. Les expériences ayant été menées en condition non-axénique, la colonisation potentielle des plantes par les contaminants bactériens environnants empêche de co, Ce mémoire explore plusieurs aspects de l’étude des interactions plante-microbes promouvant la croissance et la résilience des plantes-hôtes. Le premier projet de ce document se penche sur le lien possible entre la diversité taxonomique et fonctionnelle de la communauté bactérienne foliaire d’Arabidopsis thaliana et la productivité de la plante-hôte. Le deuxième projet présenté dans ce document se penche sur la possible coopération entre les bactéries de la phyllosphère (feuilles) et celles de la rhizosphère (racines) dans le phénomène de promotion de la croissance.

L’entreprise Nemaska Lithium est spécialisée dans l’extraction minière de spodumène jusqu’à la production d’hydroxyde de lithium. Son site minier (Whabouchi) est situé sur le territoire du gouvernement régional d’Eeyou Istchee à la Baie-James. Les entreprises minières ont l’obligation de procéder à la restauration écologique de leur site d’exploitation lorsqu’elles mettent fin à leurs activités. Dans le cas de l’entreprise Nemaska Lithium, celle-ci a comme objectif de procéder à la restauration écologique progressive de la halde de codisposition composée de stériles et de résidus fins miniers issus du procédé de concentration du spodumène. Cette re-végétalisation utilise un concept de restauration écologique dans lequel la remise en état de la zone se fait progressivement à mesure que l'extraction du lithium progresse et que les stériles et résidus miniers fins doivent être empilés pour former une halde de codisposition. La restauration progressive est effectuée au cours de la vie utile de la mine, sur des superficies qui ne seront plus perturbées. Le projet de recherche consiste à étudier le potentiel de plusieurs espèces végétales indigènes à la région pour la restauration de sites miniers (un environnement limité en eau et en nutriments). Le projet vise donc à mesurer la résistance de semis commerciaux (pin gris, peuplier baumier, myrique baumier, bouleau blanc et thé du Labrador) aux conditions du site, mais également d’améliorer leur survie et croissance, sur haldes, par la pré-acclimatation aux conditions biotiques et abiotiques du site. Ainsi, des semis ont été plantés sur un banc d’acclimatation composé de till glaciaire et de diverses combinaisons de stériles miniers concassés, de bryophytes et de tourbe avant de les transplanter sur une halde l’année suivante. Cette approche permettrait l’implantation de semis sur des haldes sans devoir y appliquer des fertilisants ou des engrais auparavant. Les résultats à ce jour montrent que l’ensemble des méthodes d’ac

Les changements climatiques génèrent des conséquences importantes sur la distribution de nombreuses espèces végétales, qui migrent graduellement vers les pôles en réponse aux fluctuations de température et de précipitations. Néanmoins, les conditions biotiques (ex. : les communautés microbiennes) ainsi qu’abiotiques (ex. : la disponibilité en nutriments) permettront-elles l’établissement des espèces végétales au sein de nouveaux territoires ? Le présent projet a donc pour objectifs de (1) déterminer les facteurs biotiques et abiotiques impliqués dans la croissance ainsi que la santé foliaire de l’érable à sucre et (2) identifier les déterminants de la structure de ses communautés bactériennes, fongiques et mycorhiziennes racinaires le long de deux gradients d’élévation. Pour ce faire, 98 semis ont été identifiés, mesurés et récoltés le long de deux flancs de montagne, soit le Mont-Écho (Sutton) et le Mont Saint-Joseph (Mégantic), afin de caractériser la colonisation des communautés microbiennes racinaires par séquençage d’amplicons ainsi que par microscopie optique. De plus, une caractérisation des paramètres édaphiques et des communautés végétales de sous-bois autour des semis a été réalisée. Les résultats ont permis de déterminer que les semis d’érable à sucre démontraient une meilleure croissance à la limite supérieure de leur distribution, malgré la diminution du calcium et du magnésium foliaire avec l’altitude. Alors que la colonisation mycorhizienne totale n’était pas corrélée avec le gradient d’élévation, nous avons observé une diminution de vésicules ainsi que de la colonisation par les endophytes septés sombres, qui semblent être associée à une bonne performance des semis. La caractérisation taxonomique des communautés microbiennes a permis d’observer que les familles d’endophytes racinaires bactériennes les plus relativement abondantes étaient conservées entre les semis aux deux sites, alors que les communautés de champignons étaient hypervariables. Le pH

Boreal mosses are a ubiquitous and vital part of the boreal forest landscape and contribute substantially to nitrogen and carbon metabolic processes in these ecosystems. The ecosystem processes that boreal mosses provide have been found to be greatly facilitated by their associated microbial communities. Given that boreal forests themselves make up approximately a third of the world's terrestrial forests, perturbations in these areas can have significant implications to global carbon and nitrogen economies. Indeed, the boreal forests of Québec, Canada face various anthropogenic disturbances, namely, mining. Understanding the effectors of the moss microbiome can provide perspectives as to how moss-microbe interactions will affect boreal forest ecosystem processes, and therefore, global biogeochemical processes. While cyanobacteria have long been known to have a symbiotic relationship with mosses that contributes significantly to nitrogen fixation, new studies have emerged revealing the potential contributions of other microbial taxa such as bacteria and fungi. Recent studies have found that moss species, surrounding vegetation type and moisture can impact bacterial community structure. To a lesser extent, only a handful of studies have explored how different parts of mosses, termed green sections and brown sections have unique fungal profiles. Furthermore, there is a dearth in the literature for mosses naturally occurring in mine sites, let alone the microbe-associated ecosystem functions of these mosses, despite the capacity of mosses to tolerate and survive the harsh environmental variables of these habitats. Finally, studies on the moss microbiome have generally focussed on the taxa of moss microbial communities. It is unclear which functional genes are present in the moss microbial community and how this relates to microbial taxa and what drives the presence of certain microbial functions. Thus, the current Master's project sought to use shotgun metage, Les mousses boréales sont une partie omniprésente et vitale du paysage de la forêt boréale et contribuent de manière substantielle aux processus métaboliques de l'azote et du carbone dans ces écosystèmes. Les processus écosystémiques que les mousses boréales fournissent sont grandement facilités par les communautés microbiennes qui leur sont associées. Étant donné que les forêts boréales elles-mêmes constituent environ un tiers des forêts terrestres de la planète, les perturbations dans ces zones peuvent avoir des répercussions importantes sur les économies mondiales de carbone et d'azote. En effet, les forêts boréales du Québec, au Canada, sont confrontées à diverses perturbations anthropiques, notamment l'exploitation minière. La compréhension des effecteurs du microbiome des mousses peut ouvrir des perspectives sur la façon dont les interactions mousses-microbes affecteront les processus des écosystèmes des forêts boréales et, par conséquent, les processus biogéochimiques mondiaux. Si l'on sait depuis longtemps que les cyanobactéries entretiennent avec les mousses une relation symbiotique qui contribue de manière significative à la fixation de l'azote, de nouvelles études ont révélé les contributions potentielles d'autres taxons microbiens tels que les bactéries et les champignons. Des études récentes ont montré que les espèces de mousses, le type de végétation environnante et la mosaïque peuvent avoir un impact sur la structure des communautés bactériennes. Dans une moindre mesure, seule une poignée d'études ont exploré la manière dont les différentes parties des mousses, appelées sections vertes et sections brunes, présentent également des profils fongiques uniques. La littérature sur les mousses présentes naturellement dans les sites miniers est également rare, sans parler des fonctions écosystémiques associées aux microbes de ces mousses, malgré la capacité des mousses à tolérer et à survivre aux variables environnementales difficiles de ces habitats. Enfin

Le résultat d’une interaction entre une plante et un pathogène peut être déterminé par de nombreux facteurs. Par exemple, divers facteurs environnementaux (ex : humidité, température), les défenses de la plante, les capacités de virulence du pathogène ou encore les membres du microbiote végétal déjà présents peuvent avoir un rôle à jouer lors de cette interaction. De nombreuses équipes de recherche se sont donc penchées, au fil des ans, sur les différents facteurs qui peuvent influencer le résultat d’une phyto-infection. Cependant, plusieurs travaux de recherche seront encore nécessaires afin d’avoir une vue d’ensemble de la phytopathologie et des interactions multiples entre tous les facteurs clés. Ce présent mémoire s’insère donc dans ces études primordiales pour une meilleure compréhension des mondes végétal et microbien qui nous entourent. D’une part, ce mémoire porte sur le pathosystème Pseudomonas syringae-Arabidopsis thaliana. L’impact d’un facteur abiotique, la lumière, sur la capacité d’Arabidopsis à résister au pathogène a été investiguée. En effet, il a été démontré qu’un court traitement à la lumière constante entraîne une résistance à P. syringae. Cette résistance induite par la lumière s’effectue à l’aide d’une hormone végétale, l’acide salicylique, et son implication dans le blocage de la fermeture stomatale est médiée par l’acide abscissique, phénomène crucial à la virulence de P. syringae. En effet, par la manipulation de l’ouverture des stomates à l’aide des effecteurs associés aux lésions aqueuses, P. syringae est en mesure de refermer ces ouvertures à la suite de son entrée dans les tissus foliaires, ce qui entraîne la création d’un microenvironnement aqueux visuellement observable sous forme de lésions aqueuses. La création de ces lésions aqueuses est décisive dans l’infection par le pathogène, mais un court traitement à la lumière constante permet la prévention de ce phénomène, entraînant par le fait même une résistance à P. syringae. De plus

Le cancer est dit être la maladie du XXIe siècle et le cancer colorectal fait partie des types de cancer qui entraînent le plus de mortalité. Bien qu’étant une maladie facile à traiter quand elle est diagnostiquée dans ses prémices, le diagnostic de celle-ci est souvent réalisé de manière tardive. En effet, la maladie se développe initialement de manière asymptomatique et au moment où les premiers symptômes apparaissent, la maladie est souvent déjà avancée. De plus, les méthodes de détection du cancer colorectal ont un fort taux de faux positif, ce qui implique d’infliger des examens pour la confirmation du cancer colorectal qui peuvent être lourds pour les patients. La technique de détection du cancer colorectal qui est actuellement utilisée au Québec est le test RSOSi. Le test RSOSi est un test immunochimique de recherche de sang occulte dans les selles. Le taux de faux positif obtenu avec cette technique est de 42% parmi la totalité des tests positifs obtenus. Par conséquent, cette présente étude vise à améliorer les résultats de ce test en analysant les données du microbiome intestinal isolé à partir des tests RSOSi et ainsi réduire le taux de faux positifs. Pour améliorer cette technique, il serait intéressant de comprendre l’incidence que le microbiome intestinal peut avoir sur la présence de tumeurs colorectales. Étant donné que l’impact du microbiote intestinal sur la santé humaine est bien documenté, il est possible de penser que le microbiome influence la présence de tumeurs intestinales ou l’inverse. Il est concevable de penser que certains assemblages de communautés microbiennes pourraient se retrouver dans les échantillons RSOSi prélevés. Cette hypothèse implique qu’il y aurait peut-être des taxons spécifiques aux tumeurs colorectales qui pourraient être utilisés comme biomarqueurs pour détecter la maladie et discriminer les patients sains des patients réellement malades. Ainsi, cette présente étude aura pour objectif de déceler si le microbiome intesti

"At a time when people are concerned about the effects of climate change and increasing urbanization, a host of bold initiatives are emerging in cities around the world. Urban green spaces bring psychological well-being, encourage social interaction, and promote healthy lifestyles. However, the consequent fragmentation of the urban landscape generally means that green spaces are small. Nevertheless, green spaces are important, particularly for small organisms (small animals, insects, micro-organisms). A single fragment of vegetation (e.g. a hedge) can be a habitat (for a bird), a corridor (for a small mammal), a wall (for an insect) or an entire ecosystem (for a microbe). It is therefore essential to study the urban ecosystem, its biodiversity, and their functions. To inspire future sustainable urban adaptation projects that promote biodiversity, this article showcases projects from three metropolises: Montréal, Bordeaux, and Barcelona. [...]"

« À l’heure où l’on s’inquiète de l’effet des changements climatiques et de l’urbanisation croissante, une multitude d’initiatives audacieuses émergent dans plusieurs villes de la planète. Les espaces verts urbains apportent un bien-être psychologique, favorisent les interactions sociales et promeuvent des modes de vie sains. Pourtant, la fragmentation conséquente du paysage urbain implique généralement une taille restreinte pour ces espaces verts. Ces derniers n’en restent pas moins importants, notamment pour les petits organismes (petits animaux, insectes, microorganismes). Un même fragment de végétation (ex. : haie) peut être à la fois un habitat (pour un oiseau), un corridor (pour un petit mammifère), un mur (pour un insecte) ou tout un écosystème (pour un microbe). Il est donc primordial d’étudier l’écosystème urbain, sa biodiversité et ses fonctions. Afin d’inspirer des projets d’adaptation urbaine, durables et favorisant la biodiversité, cet article propose une vitrine de projets issus de trois métropoles : Montréal, Bordeaux et Barcelone. [...] »

« La population mondiale a triplé depuis 1950, atteignant huit milliards de personnes à la fin de l’année 2022 et dépassant possiblement dix milliards en 2060 (Groupe intergouvernemental d'experts sur l'évolution du climat [GIEC], 2021). Cette explosion démographique s’accompagne d’une pression énorme sur la production alimentaire, qui dépend essentiellement de la productivité du secteur agricole. Bien que plusieurs facteurs complexes influencent la distribution des ressources alimentaires, il est clair qu’une agriculture plus durable est nécessaire pour répondre aux besoins à long terme de la population humaine. Cette transition agricole devra également permettre de s’affranchir, dans la mesure du possible, de certains outils chimiques présentement utilisés(ex. : antibiotiques, pesticides) qui ont des conséquences nocives sur l’environnement et sur les populations humaines (Dodds et Rathjen, 2010 ; Boyd et al., 2013). Une révolution s’amorce alors que la production agricole se tourne vers une lutte intégrée contre les ennemis des cultures. En outre, les phytopathogènes (c’est-à-dire les microorganismes qui causent des maladies aux plantes) ont des conséquences majeures sur la production agricole, car ils peuvent entraîner une diminution du rendement de plantations, un déclassement des produits dû à des changements dans leurs propriétés organoleptiques ou encore la perte totale de récoltes (Boyd et al., 2013). Les phytopathogènes sont d’autant plus ravageurs en conditions de monocultures (Stukenbrock et McDonald, 2008), une technique qui demeure la norme en agriculture moderne en raison de sa rentabilité. [...] »

"The world's population has tripled since 1950, having reached 8 billion at the end of 2022 and having the potential to exceed 10 billion by 2060 (IPCC, 2021). This demographic explosion is accompanied by enormous pressure on food production, which essentially depends on the productivity of the agricultural sector. Although many complex factors influence the distribution of food resources, more sustainable agriculture is required to meet the long-term needs of the human population. This agricultural transition should also make it possible to free ourselves, as far as possible, from certain chemical tools currently in use (e.g. antibiotics, pesticides), which have harmful impacts on the environment and on human populations (Dodds and Rathjen, 2010; Boyd et al., 2013). A revolution is underway as agricultural production turns to integrated pest management. Moreover, phytopathogens (i.e., microorganisms that cause plant disease) have a major impact on agricultural production, as they can lead to reduced plantation yields, downgrading of products due to changes in their organoleptic properties, or even total crop loss (Boyd et al., 2013). Plant pathogens are all the more devastating under monoculture conditions (Stukenbrock and McDonald, 2008), a technique that continues to be the standard in modern agriculture due to its profitability. [...]"

"La biodiversité, du plus petit des organismes au plus grand, permet aux écosystèmes de fournir d'innombrables services essentiels pour la santé des populations humaines (ex. : productivité végétale, qualité de l’air et de l’eau). Pourtant, Ripple et al. ont montré en 2017 que l’intensification actuelle des activités anthropiques (activités dues aux humains) provoque une diminution globale de la biodiversité. Aujourd’hui, la plupart des écosystèmes subissent des perturbations constantes liées aux modifications directes de l'habitat (ex. : l'urbanisation) et aux effets indirects du changement global sur les conditions abiotiques (ex. : la température). Les pertes de biodiversité et donc des services qu’elle nous procure menacent les écosystèmes et leurs habitants, y compris les humains, selon Anderson-Teixeira et al. en 2012. D’ailleurs, aucun écosystème n'évolue et ne se développe aussi rapidement que l’écosystème urbain. On estime que les personnes vivant en ville représenteront plus de 70 % de la population mondiale dans les 30 prochaines années (World Health Statistics, 2016). La synergie entre perte de biodiversité et urbanisation pourrait altérer la santé des populations humaines, entraînant alors des coûts substantiels de santé pour la société (Sandifer, Sutton-Grier, et Ward 2015). [...]"

Il est plus que jamais essentiel d’élucider le rôle des interactions entre les microorganismes et le changement global planétaire afin de protéger la santé des populations humaines et les fonctions des écosystèmes terrestres (i.e. productivité, biodiversité, résilience). Si une grande majorité des recherches portant sur l’effet du changement global envers les écosystèmes s’intéresse aux processus visibles à l’œil nu (le macroscopique), les avancées en biologie moléculaire et en microbiologie nous permettent désormais d’apprécier le pouvoir du très petit?: les microorganismes. À la lumière d’études récentes qui démontrent le rôle des microbes dans la lutte au changement global, il est crucial de fournir un effort immédiat, soutenu et concerté pour inclure de façon directe la vie microscopique dans la recherche, le développement de biotechnologies, de même que dans les décisions de politique et de gestion. Même si nous vivons dans?«?l’Anthropocène?», une période géologique définie comme l’ère de la domination de l’être humain sur la planète, force est de constater le rôle de taille que jouent les microorganismes pour les écosystèmes terrestres. Cet article présente l’état des connaissances actuelles sur les rôles des microorganismes des écosystèmes terrestres (i.e. forêts, prairies) et souligne trois avenues de recherche prometteuses visant le développement d’outils de bio-contrôle microbien pour réduire les effets négatifs du changement global: (1) l’ingénierie des interactions plantes-microbes; (2) la séquestration du carbone par les microbes du sol; et (3) les techniques de remédiation basées sur les microbes.

Freshwater bacterioplankton communities are influenced by the inputs of material and bacteria from the surrounding landscape, yet few studies have investigated how different terrestrial inputs affect bacterioplankton. We examined whether the addition of soils collected under various tree species combinations differentially influences lake bacterial communities. Lake water was incubated for 6 days following addition of five different soils. We assessed the taxonomic composition (16S rRNA gene sequencing) and metabolic activity (Biolog Ecoplates) of lake bacteria with and without soil addition, and compared these to initial soil communities. Soil bacterial assemblages showed a strong influence of tree composition, but such community differences were not reflected in the structure of lake communities that developed during the experiment. Bacterial taxa showing the largest abundance increases during incubation were initially present in both lake water and across most soils, and were related to Cytophagales, Burkholderiales and Rhizobiales. No clear metabolic profiles based on inoculum source were found, yet soil-amended communities used 60% more substrate than non-inoculated communities. Overall, we show that terrestrial inputs influence aquatic communities by stimulating the growth and activity of certain ubiquitous taxa distributed across the terrestrial-aquatic continuum, yet different forest soils did not cause predictable changes in lake bacterioplankton assemblages