Développement de stratégies d'anti-virulence ciblant la régulation quorum-sensing chez Pectobacterium atrosepticum, bactérie pathogène de la pomme de terre

par Amélie Cirou

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Biologie végétale

Sous la direction de Denis Faure.

Soutenue en 2010

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Chez Pectobacterium, l'expression des facteurs de virulence est contrôlée par la voie de régulation quorum-sensing (QS) qui implique la synthèse et la perception d'une molécule signal appelée N-acylhomosérine lactone (AHL). Ce projet de thèse a exploré une stratégie de lutte contre la virulence de P. Atrosepticum (Pca) avec pour cible la signalisation QS via les AHL. Cette approche consiste à stimuler la croissance de bactéries du sol qui dégradent naturellement les AHLs. Pour cela, 2 molécules naturelles et biodégradables, la γ-caprolactone (GCL) et la γ-heptalactone (GHL) ont été identifiées et permettent de stimuler la croissance de bactéries dégradant les AHLs au sein de consortia bactériens issus du sol. Les consortia bactériens activés en présence de GCL ou GHL présentent une activité de lutte biologique contre Pca lors d'essai sur tubercules de pomme de terre. Au sein de ces consortia, les bactéries dégradant les AHLs et assimilant la GCL et la GHL comme seules sources de carbone appartiennent majoritairement à l'espèce Rhodococcus erythropolis. L'activité biostimulante de la GCL et de la GHL a été testée en système hydroponique et en sol. Afin d'évaluer l'impact environnemental de l'application de GHL et GCL, des analyses globales de la structure des communautés bactériennes (méthodes DGGE et puces taxonomiques ciblant l'ADNr16S), ainsi que le suivi de la GCL et de la GHL introduites et de leurs produits de dégradation (méthode HPLC-MS) ont été réalisés. Pour optimiser ce procédé, le traitement GCL ou GHL a été couplé à l'introduction d'un isolat R. Erythropolis R138 choisi pour ses capacités à dégrader rapidement les signaux QS, croître sur la GCL et la GHL comme source de carbone, et bloquer l'émergence des symptômes induits par Pca.

  • Titre traduit

    Quorum-sensing as a target for novel biocontrol strategies directed at Pectobacterium


  • Résumé

    Ln Pectobacterium atrosepticum (Pca), the virulence on potato plants and tubers is modulated by quorum-sensing (QS). N-acylhomoserine lactones (AHL) are QS signal molecules in several phytopathogenic bacteria. This work presents an antivirulence strategy targeting QS, based on AHL degradation. This approach aims at stimulating the growth of bacteria that are naturally able to degrade AHLs. We identified 2 natural and biodegradable molecules, γ-caprolactone (GCL) and γ-heptalactone (GHL), structurally related to AHL, that exhibit such activity. We confirmed that the treated bacterial consortia had a biocontrol activity against P. Carotovorum in maceration assays of Solanum tuberosum tubers. These stimulated bacteria belong mainly to the Rhodococcus genera. Biostimulant activity was tested under hydroponic and soil culture conditions. To evaluate the environmental impact of GCL and GHL treatrnent, microbial diversity analyses (DGGE and taxonomic microarray) as well as the fate of GCL, GHL and their by-products (analysed by HPLC-MS) were investigate. Futhermore, to optimize biocontrol, GHL and GCL treatment were coupled with the inoculation of the strain R. Erythropolis R138 chosen for its ability to inactivated AHLs signal, to grow with GCL or GHL as sole carbon sources and to inhibit the maceration induced by Pca. This coupling process ensures an efficient treatment whatever the bacteria population diversity initially present in the rhizosphere. This strategy was first tested under hydroponic systems and validated on soil culture.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (pagination multiple 128-[46] f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 113-128

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2010)332
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