Amélioration du champignon cellulolytique Trichoderma reesei par reproduction sexuée

par Laetitia Chan Ho Tong

Thèse de doctorat en Biotechnologies

Sous la direction de Antoine Margeot.


  • Résumé

    Dans le cadre de la production de bioéthanol de deuxième génération, l’ingénierie génétique de Trichoderma reesei est une des solutions envisagées pour diminuer le coût de l’étape d’hydrolyse enzymatique. Elle permet d’améliorer les performances de sécrétion de ce champignon filamenteux producteur de cellulases et les propriétés de ces enzymes. Comme de nombreux champignons industriels, T. reesei a longtemps été considéré comme possédant exclusivement un cycle asexuel. La mise en évidence récente d’un cycle de reproduction sexuée chez ce champignon filamenteux ouvre de nouvelles perspectives d’amélioration des souches utilisées en biotechnologie. Cependant, comme toutes les souches industrielles de T. reesei dérivent de l’isolat sauvage QM6a, elles sont toutes de type sexuel MAT1-2 et stériles en tant que femelles. L’objectif de ce travail de thèse est de mettre en place la reproduction sexuée comme outil génétique et d’amélioration des performances des souches industrielles. Son utilisation en complément des outils d’ingénierie génétique permet de combiner des caractères intéressants ou d’en générer de nouveaux, de stabiliser les souches industrielles en éliminant les mutations non désirées, de s’affranchir des marqueurs de sélection et d’identifier les gènes et mutations responsables d’un caractère d’intérêt. La première partie de ce travail a été consacré à l’optimisation de la reproduction sexuée puis à l’étude des étapes et des mécanismes de la reproduction sexuée entre souches sauvages et hyperproductrices. Dans un deuxième temps, nous avons mis en place la reproduction sexuée entre des souches hyperproductrices femelles stériles, à l’aide de la stratégie originale de la « souche assistante », qui a abouti au rétablissement partiel de leur reproduction sexuée. Afin de compléter ce rétablissement, une étude de l’étape de fécondation que nous supposons être l’étape problématique dans notre stratégie a été initiée. Parallèlement, l’exploitation de la reproduction sexuée entre souches sauvage et hyperproductrices a permis de générer une souche hyperproductrice de cellulases, de type sexuel MAT1-1 donc compatible avec toutes les souches industrielles, femelle fertile et possédant une activité β-glucosidase améliorée. Enfin, la reproduction sexuée associée à la génétique classique (« Bulk Segregant Analysis ») et aux techniques de séquençage haut débit a été mise en oeuvre pour permettre l’identification de mutations impliquées dans des phénotypes d’intérêt.

  • Titre traduit

    Improvement of the cellulolytic fungus Trichoderma reesei by sexual reproduction


  • Résumé

    Genetic engineering of Trichoderma reesei is one of the solutions considered to reduce the cost of the enzymatic hydrolysis step in second-generation ethanol production processes. It allows the improvement of the secretory performances of this cellulase producer fungus and the properties of its enzymes. Like many industrial fungi, T. reesei has long been considered to possess exclusively an asexual cycle. The recent discovery of a sexual reproduction cycle in this filamentous fungus opens up new prospects of improvement for strains used in biotechnology. However, all industrial strains of T. reesei are derived from the wild isolate QM6a and therefore possess the MAT1-2 mating type and are female sterile.The aim of this work was to develop sexual reproduction as a genetic tool and to improve the performance of the industrial strains. In combination with the genetic engineering tools, it would enable combination of interesting traits or generation of new ones, improve strains stability by purging deleterious mutations, selection markers elimination and identification of genes and mutations responsible of interesting characteristics.The first part of this work was dedicated to the optimization of sexual reproduction and to the study of the steps and mechanisms of sexual reproduction between wild-type and hyperproducer strains. In a second step, we set up sexual reproduction between female sterile hyperproducer strains, using the original "assistant strain" strategy, which resulted in the partial restoration of their sexual reproduction. A study of the fertilization step was also initiated, as we suspect it to be the blocking point in our strategy. In a second part, we took advantage of sexual reproduction between wild-type and hyperproducer strains for (i) the generation of a MAT1-1 mating-type strain compatible with all industrial strains, female fertile and possessing improved β-glucosidase activity and (ii) the implementation of a bulk segregation analysis associated with high-throughput sequencing techniques to identify mutations involved in phenotypes of interest.


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : AgroParisTech. Centre de Paris Claude Bernard. Bibliothèque.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.