Amélioration de la résistance de la pomme de terre à la gale commune par l’habituation de cals à la thaxtomine a et le traitement au 2,4-D

La pomme de terre est une plante d’une importance nutritive et économique très élevée, étant le légume le plus consommé au Canada et occupant le 3ème rang des productions horticoles au Québec. La pomme de terre peut être l’hôte de différents agents pathogènes. L’un des plus destructeurs est la bactérie Streptomyces scabies (Thaxter, 1892) qui cause la maladie de la gale commune. Cette bactérie produit une phytotoxine, la thaxtomine A (TA), qui est indispensable pour l’apparition des symptômes. La gale commune ne peut être contrôlée par aucun pesticide homologué et il n’existe aucun cultivar totalement résistant à la maladie, il est donc nécessaire de développer des méthodes de lutte alternatives. Tenant compte de l’importance et de l’implication de la thaxtomine A dans le développement de la maladie, une méthode a été développée, cette technique consiste à habituer des cals de pomme de terre à la TA dans le but de produire des cultivars plus résistants à la TA et éventuellement à la gale commune. Des cals de différents cultivars de pomme de terre ont été produits et transférés plusieurs fois dans le temps sur un milieu contenant des concentrations de TA de plus en plus élevées. À partir de ces cals, des embryons somatiques ont été régénérés pour obtenir de nouveaux somaclones. Certaines des plantes régénérées ont été testées pour la résistance à la TA et à la gale commune. Il s’est avéré que certains régénérants issus des cultivars Russet Burbank et Yukon Gold habitués à la TA étaient effectivement plus résistants à la gale commune que le cultivar d’origine. Dans le présent projet, j’ai confirmé la stabilité au fil des années de la résistance de deux somaclones, YG8 et YG32, obtenus à la suite de l’habituation de Yukon Gold à la TA. Pour comprendre ces changements au niveau de la résistance, une étude protéomique a été faite. Une augmentation de l’abondance de différentes protéines a été notée. Parmi ces protéines, 42 % étaient impliquées dans les réponses aux stress biotiques et abiotiques et 12,5 % dans les réponses de défense. La protéine dont l’abondance a augmenté 11 et 19 fois respectivement chez YG8 et YG32 est la ferritine, une protéine chélatrice de fer. Vu la relation directe entre le taux de fer et l’abondance de la ferritine chez la pomme de terre, une quantification des métaux a été effectuée. Une augmentation significative du taux du fer, du magnésium et du zinc a été notée chez les deux somaclones résistants. La chlorophylle a aussi été affectée par le manque de disponibilité du fer chélaté par la ferritine. Ceci a provoqué une diminution significative du taux de la chlorophylle au niveau des feuilles de YG8 et YG32 par rapport au cultivar parent. Au niveau du périderme, les somaclones YG8 et YG32 ont présenté un nombre de couches subérifiées plus élevé par rapport au cultivar parental. La composition de la subérine au niveau du périderme a été modifiée chez les somaclones résistants. Les bactéries cultivées en présence de la subérine extraite du périderme de YG8 et YG32 a produit significativement moins de TA que celle cultivées en présence de subérine du périderme de Yukon Gold parent. L'habituation a été appliquée à de nouveaux cultivars utilisés au Québec ou en cours de développement, et qui possèdent initialement des résistances variables à la TA et à la gale commune. De nouveaux somaclones ont été obtenus à partir du cultivar Shepody. Parmi ces somaclones, certains ont démontré une résistance plus élevée à la gale commune lors des premiers tests. La subérine extraite du périderme des somaclones de Shepody a provoqué le même effet sur la bactérie que celle des somaclones YG8 et YG32. Ces résultats ont démontré que l’habituation des cals à la TA permet de régénérer des somaclones résistants à la gale commune et que cette résistance est accompagnée de changements au niveau du protéome et au niveau du périderme. Dans la seconde partie de ce projet, l'efficacité d’un traitement à l'acide 2,4-dichlorophénoxyacétique (2,4-D) contre la gale commune a été vérifiée. Les résultats ont été confirmés et une étude protéomique a été faite pour identifier les changements menant à l’induction de la résistance. Parmi les protéines devenues plus abondantes après le traitement au 2,4-D, 50 % sont impliquées dans les réponses de défense et 25 % dans les réponses au stress biotique et abiotique. La protéine la plus abondante est la lipoxygénase (Lox) avec 5,49 fois plus chez les tubercules dont les plants ont été traités au 2,4-D comparés aux témoins. L’effet du traitement au niveau du périderme a été évalué. La subérine extraite du périderme des tubercules dont les plants ont été traités au 2,4-D a induit l’inhibition du développement de la bactérie mais aussi sa capacité à produire de la TA. Les résultats de cette 2ème partie du projet supportent nos hypothèses que le traitement au 2,4-D protège la pomme de terre contre la gale commune en induisant des changements au niveau du protéome et au niveau du périderme. Les protéines rendues plus abondantes indiquent que le traitement au 2,4-D a induit plusieurs voies de réponses aux stress et a aussi impliqué un changement au niveau des barrières physiques du tubercules pour rendre la colonisation plus difficile par l’agent pathogène

Une approche de résolution à deux niveaux pour l'ordonnancement de la production dans les systèmes manufacturiers reconfigurables

L'environnement industriel concurrentiel auquel font face les entreprises manufacturières les pousse à se doter d'un système de production hautement réactif capable de pallier aux incertitudes et aux fluctuations imprévisibles de la demande. La classe des systèmes manufacturiers reconfigurables (RMS pour Reconfigurable Manufacturing System en anglais) fournit une solution efficace et prometteuse à ce défi. Contrairement aux systèmes classiques comme les lignes de fabrication dédiées (DML) et les systèmes de fabrication flexibles (FMS), qui n'arrivent pas à surmonter ces challenges à cause de leurs conceptions qui limitent les options pour mieux gérer les variations de la demande et adapter la capacité du besoin du marché, les RMS présentent une bonne alternative possédant la capacité d'adapter la configuration du système manufacturier au fil du temps afin de répondre aux exigences du marché. Cela est assuré par les machines-outils reconfigurables (RMT pour Reconfigurable Machine Tools en anglais) qui sont considérées comme la composante fondamentale pour un RMS. Ce mémoire propose une nouvelle approche d'ordonnancement de la production en considérant les machines-outils reconfigurables. L'objectif est de minimiser le makespan. Un modèle linéaire mixte en nombres entiers ainsi qu'une heuristique adaptée à deux phases ont été proposés afin de résoudre le problème. Les performances des deux méthodes de résolution sont analysées et comparées pour différentes instances générées aléatoirement. Une analyse de performance des méthodes suite aux variations de certains paramètres est présentée. Finalement, un contexte dynamique (des nouvelles commandes qui surviennent au cours de la production) est considéré où la performance de l'approche heuristique surpasse celle de la méthode exacte pour les instances considérées.The competitive manufacturing environment faced by manufacturing companies requires a highly responsive production system capable of dealing with uncertainties and unpredictable fluctuations of demand. Reconfigurable Manufacturing Systems (RMS) provide an effective and promising solution to this challenge. Unlike conventional systems such as Dedicated Manufacturing Lines (DML) and Flexible Manufacturing Systems (FMS) which fail to overcome these challenges due to their designs which do not support variations in demand and changes in capacity, RMS present a good alternative with the ability to change the system configuration over time to meet market demands. This is ensured by reconfigurable machine tools (RMT) which are considered as the fundamental component for an RMS. This thesis proposes a new approach to production scheduling for manufacturing systems with reconfigurable machine tools. The objective is to minimize the makespan. A linear mixed-integer model based on the sequence of operations as well as an adapted two-phase heuristic are proposed to solve the problem. The performances of the two resolution methods are analyzed and compared for different randomly generated instances. An analysis of the performance of the methods following variations in certain parameters is presented. Finally, a dynamic context (new orders arise during production) is considered where the heuristic outperforms the exact method

Amélioration de la résistance de la pomme de terre à la gale commune par l’habituation de cals à la thaxtomine a et le traitement au 2,4-D

La pomme de terre est une plante d’une importance nutritive et économique très élevée, étant le légume le plus consommé au Canada et occupant le 3ème rang des productions horticoles au Québec. La pomme de terre peut être l’hôte de différents agents pathogènes. L’un des plus destructeurs est la bactérie Streptomyces scabies (Thaxter, 1892) qui cause la maladie de la gale commune. Cette bactérie produit une phytotoxine, la thaxtomine A (TA), qui est indispensable pour l’apparition des symptômes. La gale commune ne peut être contrôlée par aucun pesticide homologué et il n’existe aucun cultivar totalement résistant à la maladie, il est donc nécessaire de développer des méthodes de lutte alternatives. Tenant compte de l’importance et de l’implication de la thaxtomine A dans le développement de la maladie, une méthode a été développée, cette technique consiste à habituer des cals de pomme de terre à la TA dans le but de produire des cultivars plus résistants à la TA et éventuellement à la gale commune. Des cals de différents cultivars de pomme de terre ont été produits et transférés plusieurs fois dans le temps sur un milieu contenant des concentrations de TA de plus en plus élevées. À partir de ces cals, des embryons somatiques ont été régénérés pour obtenir de nouveaux somaclones. Certaines des plantes régénérées ont été testées pour la résistance à la TA et à la gale commune. Il s’est avéré que certains régénérants issus des cultivars Russet Burbank et Yukon Gold habitués à la TA étaient effectivement plus résistants à la gale commune que le cultivar d’origine. Dans le présent projet, j’ai confirmé la stabilité au fil des années de la résistance de deux somaclones, YG8 et YG32, obtenus à la suite de l’habituation de Yukon Gold à la TA. Pour comprendre ces changements au niveau de la résistance, une étude protéomique a été faite. Une augmentation de l’abondance de différentes protéines a été notée. Parmi ces protéines, 42 % étaient impliquées dans les réponses aux stress biotiques et abiotiques et 12,5 % dans les réponses de défense. La protéine dont l’abondance a augmenté 11 et 19 fois respectivement chez YG8 et YG32 est la ferritine, une protéine chélatrice de fer. Vu la relation directe entre le taux de fer et l’abondance de la ferritine chez la pomme de terre, une quantification des métaux a été effectuée. Une augmentation significative du taux du fer, du magnésium et du zinc a été notée chez les deux somaclones résistants. La chlorophylle a aussi été affectée par le manque de disponibilité du fer chélaté par la ferritine. Ceci a provoqué une diminution significative du taux de la chlorophylle au niveau des feuilles de YG8 et YG32 par rapport au cultivar parent. Au niveau du périderme, les somaclones YG8 et YG32 ont présenté un nombre de couches subérifiées plus élevé par rapport au cultivar parental. La composition de la subérine au niveau du périderme a été modifiée chez les somaclones résistants. Les bactéries cultivées en présence de la subérine extraite du périderme de YG8 et YG32 a produit significativement moins de TA que celle cultivées en présence de subérine du périderme de Yukon Gold parent. L'habituation a été appliquée à de nouveaux cultivars utilisés au Québec ou en cours de développement, et qui possèdent initialement des résistances variables à la TA et à la gale commune. De nouveaux somaclones ont été obtenus à partir du cultivar Shepody. Parmi ces somaclones, certains ont démontré une résistance plus élevée à la gale commune lors des premiers tests. La subérine extraite du périderme des somaclones de Shepody a provoqué le même effet sur la bactérie que celle des somaclones YG8 et YG32. Ces résultats ont démontré que l’habituation des cals à la TA permet de régénérer des somaclones résistants à la gale commune et que cette résistance est accompagnée de changements au niveau du protéome et au niveau du périderme. Dans la seconde partie de ce projet, l'efficacité d’un traitement à l'acide 2,4-dichlorophénoxyacétique (2,4-D) contre la gale commune a été vérifiée. Les résultats ont été confirmés et une étude protéomique a été faite pour identifier les changements menant à l’induction de la résistance. Parmi les protéines devenues plus abondantes après le traitement au 2,4-D, 50 % sont impliquées dans les réponses de défense et 25 % dans les réponses au stress biotique et abiotique. La protéine la plus abondante est la lipoxygénase (Lox) avec 5,49 fois plus chez les tubercules dont les plants ont été traités au 2,4-D comparés aux témoins. L’effet du traitement au niveau du périderme a été évalué. La subérine extraite du périderme des tubercules dont les plants ont été traités au 2,4-D a induit l’inhibition du développement de la bactérie mais aussi sa capacité à produire de la TA. Les résultats de cette 2ème partie du projet supportent nos hypothèses que le traitement au 2,4-D protège la pomme de terre contre la gale commune en induisant des changements au niveau du protéome et au niveau du périderme. Les protéines rendues plus abondantes indiquent que le traitement au 2,4-D a induit plusieurs voies de réponses aux stress et a aussi impliqué un changement au niveau des barrières physiques du tubercules pour rendre la colonisation plus difficile par l’agent pathogène

Formation d’analogues aux aérosols : Les plasmas poudreux

National audienceLes plasmas sont des gaz ionisés qui se rencontrent dans l’industrie mais qui sont également très présents dans la nature. En effet, constituants principaux des étoiles, ils se rencontrent également dans les comètes et certaines atmosphères planétaires. Sur Terre, on les trouve notamment dans les éclairs ou les aurores boréales. Ces plasmas contiennent souvent des particules solides en suspension et on parle alors de plasmas poudreux (ou poussiéreux, en anglais dusty plasmas ou complex plasmas). Au laboratoire GREMI, ces plasmas sont étudiés depuis de nombreuses années, notamment grâce à des diagnostics électriques et optiques. Des poudres micrométriques sont injectées artificiellement dans le plasma ou elles sont formées au sein de celui-ci par l’intermédiaire de précurseurs gazeux. Dans ce dernier cas, des gaz réactifs à base de silicium (silane) ou de carbone (méthane, acétylène) sont généralement utilisés. Des liquides (alcools légers) sont également vaporisés pour certaines applications liées à la formation de suies issues de biocarburants. Généralement, les poudres se forment et croissent via une succession complexe de réactions chimiques et physiques par des processus de nucléation, coagulation, agglomération et adsorption.Du fait des interactions entre les particules chargées du plasma (ions, électrons) et les poudres, ces dernières se chargent électriquement. Elles acquièrent généralement une charge négative, due à la plus grande mobilité des électrons, qui va déterminer leurs mouvements, leur transport au sein du plasma et leurs interactions. Lorsque la densité de poudres est élevée, les caractéristiques du plasma environnant se trouvent fortement affectées avec une réduction des électrons libres et parfois l’apparition d’instabilités à basse fréquence

Mass spectrometric measurements on a nanodust forming plasma

International audienceUnderstanding the growth of nanoparticles requires knowledge of chemical processes in the plasma. In a plasma ions, neutrals and radicals of dissociated species are formed. During different stages of particle growth the plasma density and electron temperature vary which affects not only the density of ions but also the dissociation of the precursor and, thereby, the chemical composition of the process gas.In this study particle synthesis from an acetylene containing CCRF-plasma was observed for masses from 1 to 100 amu. Choosing the total gas pressure and acetylene admixture to argon allows to generate distinct particle growth cycles [1] with mono-disperse sizes of the particles, so that the growth process can be monitored in-situ by mass spectrometric investigations.Correlating the mass spectra with electrical measurements of the selfbias voltage in combination with former studies [2] makes it possible to link the spectra directly to a particle size. In this way the importance of different chemical species during nucleation, agglomeration and accretion will be discussed.[1] M. Hundt et al., J. Appl. Phys. 109, 123305 (2011)[2] A. M. Hinz et al., J. Phys. D: Appl. Phys. 48 055203 (2015

Massenspektrometrische Untersuchungen an Nanopartikel-bildenden Plasmen

National audienc

Nanoparticle Growth in Ethanol Based Plasmas

International audienceNanoparticles are grown in a capacitively-coupled radio-frequency discharge (ccrf) in argon from the sputtering of a carbonaceous film deposited on the electrodes. This brown film was previously formed from the ethanol decomposition obtained in argon/ethanol plasmas. During the nanoparticle growth, optical emission spectroscopy reveals the evolution of some typical carbonaceous molecules. The nanoparticle formation also disturbs the plasma equilibrium and induces several plasma instabilities consisting in some cases in regular plasma rotation at very low frequencies. Once nanoparticles are large enough to be observed, they constitute a dense cloud trapped in between the electrode with one central or two symmetrical voids. Ex-situ analysis by scanning electron microscopy evidences that grown nanoparticles can have original surface stuctures

Emissionsspektroskopie am partikelbildenden Plasma

National audienc

Analyse par spectroscopie d'émission des molécules carbonées impliquées dans la croissance de poudres par plasma

National audienceLes plasmas sont des gaz ionisés qui se rencontrent dans l’industrie mais qui sont également très présents dans la nature. En effet, constituants principaux des étoiles, ils se rencontrent également dans les comètes et certaines atmosphères planétaires. Sur Terre, on les trouve notamment dans les éclairs ou les aurores boréales. Ces plasmas contiennent souvent des particules solides en suspension et on parle alors de plasmas poudreux (ou poussiéreux, en anglais dusty plasmas ou complex plasmas).Au laboratoire GREMI, les poudres sont formées au sein du plasma par l’intermédiaire de précurseurs gazeux. Dans ce dernier cas, des gaz réactifs à base de carbone (méthane, acétylène) sont souvent utilisés. Des liquides (alcools légers) sont également vaporisés pour certaines applications liées à la formation de suies issues de biocarburants. Généralement, les poudres se forment et croissent via une succession complexe de réactions chimiques et physiques par des processus de nucléation, coagulation, agglomération et adsorption. Dans ce travail, les précurseurs gazeux ne sont pas injectés sous forme de gaz mais sont issus de la pulvérisation d'un matériau polymère exposé à un plasma d'Ar (ou Kr). Les ions viennent arracher des molécules carbonées qui se retrouvent dans le plasma et vont initier la nucléation et la croissance des poudres. Une analyse par spectroscopie d'émission optique est menée pour suivre l'évolution spatiale et temporelle des molécules C2, CN, CH, CO, Ar (ou Kr). Les raies des espèces carbonées augmentent au cours du temps pendant le processus de pulvérisation puis diminuent. Cette diminution est en partie liée à leur disparition du fait de leur participation au processus de croissance des poudres

Modelling of argon-acetylene dusty plasma

International audienc