Développement d'une stratégie de lutte globale ciblant la communication impliquée dans la virulence des bactéries macergènes de la pomme de terre

par Alexandre Crépin

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire

Sous la direction de Xavier Latour.

Soutenue en 2012

à Rouen , en partenariat avec Communication bactérienne et stratégies anti-infectieuses (Evreux ; 2022-....) (laboratoire) .

mots clés

• Bactéries -- Physiologie
• Ennemis des cultures -- Lutte biologique contre
• Pomme de terre -- Maladies

Résumé

La pomme de terre, Solanum tuberosum L. , fait l’objet de nombreuses attaques microbiennes coûteuses, parmi lesquelles celles dues aux bactéries macergènes des genres Dickeya et Pectobacterium. Aujourd’hui, il n’existe aucun moyen de lutte efficace contre ces agents pathogènes dont la diversité est importante. Une nouvelle approche de lutte globale a donc été proposée dans ce mémoire. Cette stratégie de lutte microbiologique vise la communication bactérienne du type quorum sensing utilisée par ces bactéries. Elle repose sur 3 étapes : (i) la caractérisation de l’ensemble des signaux connus comme étant impliqués dans les processus de communication de l’agent pathogène, (ii) la démonstration de l’implication dans la virulence des signaux identifiés, et enfin (iii) l’identification et l’utilisation de la microflore rhizosphérique capable de dégrader ces signaux et donc de nuire à la virulence. Nous avons expérimentalement appliqué les deux premières étapes de ce programme. Nous avons ainsi montré que toutes les bactéries Dickeya et Pectobacterium testées, y compris les isolats récents ou émergents trouvés dans les sols européens, avaient en commun la capacité de produire des autoinducteurs-1 (AI-1), caractérisés comme 3-oxo-hexanoyl- ou 3-oxo-octanoyl-L-homosérine lactones, et une furanone de type autoinducteur-2 (AI-2). Par ailleurs, les souches de Dickeya étudiées produisent toutes de l’acide 3-indole acétique seulement en présence de tryptophane, mais au détriment de la production de l’AI-2. Aucune des bactéries macergènes ne produit de quinolones ni d’acide-!-amino butyrique, des composés souvent synthétisés par les autres g-Protéobactéries. L’implication de l’AI-1 et l’AI-2 dans la virulence a été étudiée par l’introduction dans les bactéries d’une lactonase dégradant les AI-1 et par la construction de mutants ciblant la synthase pour l’étude de l’AI-2, respectivement. Nos résultats nous ont permis de montrer que le signal AI-1 joue un rôle majeur dans la régulation de la virulence pour la grande majorité des bactéries macergènes, alors que le signal AI-2 ne semble pas ou peu impliqué. La communication basée sur la production d’AI-1 semble donc être la meilleure cible pour le développement de la 3e phase de la stratégie de lutte et la sélection/stimulation de microorganismes dégradant ces signaux.

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