Initiation du patron de buttes et de dépressions dans les tourbières ombrotrophes boréales

Le patron de buttes et de dépressions représente l'hétérogénéité, au niveau de la microtopographie, de la plupart des tourbières ombrotrophes. L'évolution du patron a souvent été expliquée par les propriétés intrinsèques et hydro-physiques des sphaignes ainsi que par les interactions entre les plantes vasculaires et les sphaignes. Le but du projet de recherche est de déterminer si l'initiation du patron de buttes et de dépressions dans les tourbières ombrotrophes boréales est possible dans un court laps de temps grâce aux propriétés intrinsèques des espèces végétales présentes et aux interactions interspécifiques. Les tourbières restaurées ou abandonnées avec un retour spontané de la végétation ont été utilisées comme modèles. Dans les tourbières restaurées, nous avons démontré que 10 à 30 ans sont nécessaires pour le développement de microstructures comparables à celles des tourbières naturelles. Par contre, les microstructures dans les tourbières abandonnées sont encore différentes à celles des tourbières naturelles 70 ans après l'abandon. Le retour d'une végétation typique dans le gradient de buttes et de dépressions est également moins rapide que l'apparition des structures elles-mêmes. Notre étude donne des preuves de l'utilité des plantes vasculaires pour la formation et le maintien des buttes. La croissance verticale des sphaignes est favorisée par la structure des plantes vasculaires lorsque leur couvert est faible et que les conditions climatiques ne sont pas optimales. Une augmentation du couvert des plantes vasculaires empêche la formation d'un tapis de sphaignes dense et réduit l'accumulation de biomasse. Conséquemment, les buttes ne peuvent pas se former sous des densités importantes de plantes vasculaires. L'étendue et le chevauchement interspécifiques les plus grands ont été observés dans les tourbières naturelles. Les différences les plus importantes sont visibles entre les tourbières abandonnées et naturelles et une situation intermédiaire est présente dans les tourbières restaurées. Aucunes des hypothèses associées au concept de niches écologiques (p. ex. hypothèses du gradient de stress ou du chevauchement maximal) ne semblent expliquer parfaitement comment les niches réalisées des espèces préférentielles aux tourbières dominées par les sphaignes se développent, peu importe le niveau de perturbations. Finalement, les espèces ont des niches réalisées semblables dans les tourbières naturelles de l'est et de l'ouest du Canada. Les indices d'étendue et de chevauchement ont ainsi permis de vérifier les observations faites sur le terrain pour la position des espèces dans le gradient de buttes et de dépressions

XYLANFACTORY - Optimisation de la culture d'une bactérie thermophile en bioréacteurs pour la production d'hémicellulases et la valorisation des xylanes des biomasses lignocellulosiques

Le fractionnement pour la valorisation des hémicelluloses de la biomasse lignocellulosique est une étape clé du bioraffinage du végétal. L’utilisation d’enzymes lignocellulolytiques est une des voies utilisées pour l’hydrolyse des biomasses car elle est éco-responsable. Il est nécessaire de disposer d’enzymes efficaces et d’optimiser leur production. Cette thèse a pour objectif d’améliorer la production d’hémicellulases par une bactérie thermophile, Thermobacillus xylanilyticus. Cette bactérie hémicellulolytique sécrète une enzyme de la famille GH11 avec une forte activité xylanase mais cette activité a tendance à baisser au cours des cultures. La thèse s’est focalisée sur l’étude des facteurs populationnels impactant la chute de l’activité lors de cultures successives. Une dérive phénotypique menant à la présence d’une sous-population tricheuse a été identifiée comme responsable de la perte d’activité. Des stratégies de contrôle de la diversification phénotypique ont alors été établies. Elles ont été basées sur l’introduction de changements environnementaux (sources de carbone) ou en changeant l’état physiologique des cellules (âge des inocula) lors de cultures successives pour améliorer la production d’enzymes. A partir de ces approches, l’activité xylanase a pu être augmentée jusqu’à 15-fois en alternant la source de carbone. Les activités complémentaires β-xylosidase et acétyle estérase ont été augmentées en changeant l’âge de l’inocula (cellules en phase stationnaire). Dans la dernière partie de la thèse, la stratégie des changements environnementaux a été faite avec des cultures en ségrégostat ce qui a permis de contrôler la diversification phénotypique de la souche en bioréacteurs.Fractionation for valorization of hemicelluloses from lignocellulosic biomass is a key step in the biorefinery of plants. The use of lignocellulolytic enzymes is one of the ways used for the hydrolysis of biomasses because it is more eco-responsible. It is then necessary to have efficient enzymes and to optimize their production. This thesis aims to improve the production of hemicellulases by a thermophilic bacterium, Thermobacillus xylanilyticus. This hemicellulolytic bacterium secretes an enzyme of the GH11 family with a strong xylanase activity but this activity tends to decrease during the cultivations. The thesis focused on the study of population factors impacting the fall of the activity during successive cultivations. A phenotypic diversification leading to the presence of a cheating subpopulation was identified as responsible for the loss of activity. Strategies to control phenotypic diversification were then established. They were based on the introduction of environmental changes (carbon sources) or by changing the physiological state of the cells (age of inocula) during successive cultivations to improve enzyme production. From these approaches, xylanase activity could be increased up to 15-fold by alternating the carbon source. The complementary activities β-xylosidase and acetyl esterase were increased by changing the age of the inocula (cells in stationary phase). In the last part of the thesis, the strategy of environmental changes was done with segregated cultures which allowed to control the phenotypic diversification of the strain in bioreactors.XylanFactor

Inhibition et biais attentionnels dans la dépression : caractérisation des mouvements oculaires la dépression de la personne âgée

The specificities of dépression in thé elderly, on both thé cognition and emotional level, may render its diagnosis difficult. Dépression in young patients is characterized by thé présence of bias directed toward négative information. No study has assessed thé attentional bias in thé elderly depressed although aging changes thé emotional information processing. The aûn of this thesis was to identify thé characteristics of thé emotional information processing in depressed elderly subjects by studying thé performance of saccadic Systems and visual explorations stratégies through thé use of eye-tracking techniques. Our results showed that depressed patients had a higher reaction time in prosaccade and antisaccade tasks as well as higher error rates than controls. Moreover, thé higher time cost of inhibition (i.e. antisaccade reaction time minus prosaccade reaction time) suggests that thèse processes may imply a spécifie impairment of inhibition processes. This altération was found to be linked to dépression severity. The analysis of oculomotor performance on thé présentation of emotional picture pairs has highlighted a positivity bias in elderly depressed patients compared to healthy controls. The use of eye-tracking technologies has been found to be useful to specify thé link between ageing and dépression on neurophysiological and emotional levels. In this thesis, we also discuss thé methodological limits related to thé use of thèse techniques as well as thé potential clinical applications in thé differential diagnosis between dépression and Alzheimer's disease, or between unipolar and bipolar dépression, as well as in thé prédiction of treatment response.Les spécificités de la dépression chez la personne âgée, tant sur le plan cognitif qu'émotionnel, peuvent rendre difficile son diagnostic. La dépression du sujet jeune se caractérise notamment par la présence d'un biais dirigé vers les informations négatives. Aucune étude n'a encore évalué les biais attentionnels chez le sujet âgé déprimé bien que le vieillissement modifie le traitement de l'information à valence émotionnelle. L'objectif de cette thèse était d'identifier le caractéristiques du traitement de l'information émotionnelle chez les sujets dépressifs âgés par l'étude des performances des systèmes saccadiques et des stratégies d'explorations visuelles en ayant recours aux techniques d'eye-tracking. Les résultats montrent chez ces patients une augmentation du temps de réaction aux tâches de prosaccades et d'antisaccades ainsi que du taux d'erreur comparativement aux sujets contrôles. Par ailleurs, l'augmentation du taux d'erreur et du coût temporel (différence entre le temps de réaction d'antisaccades et le temps de réaction des prosaccades) suggère que ces processus ne sont pas uniquement liés à un ralentissement global, mais qu'ils pourraient être aussi expliqués par une altération spécifique des mécanismes d'inhibition. Cette altération est corrélée à la sévérité de l'épisode dépressif. L'analyse des performances oculomotrices lors de la présentation de paires d'images à connotation émotionnelle a mis ei évidence un biais de positivité chez les sujets dépressifs âgés en comparaison à un groupe contrôle. L'utilisation des techniques d'eye-tracking a donc permis de préciser la nature des interactions entre le vieillissement et la dépression au niveau neurophysiologique et émotionnel. Les anomalies oculomotrices objectivées par ces tâches pourraient constituer des marqueurs de la dépression du sujet âgé. Les limites méthodologiques liées à l'utilisation de ces techniques ainsi que les applications cliniques potentielles comme par exemple l'aide au diagnostic différentiel entre la dépression et la maladie d'Alzheimer, entre le trouble unipolaire et bipolaire et comme facteur d'évaluation de la réponse aux traitements sont discutées