Rôle des composés de l’enveloppe bactérienne dans la vie libre et symbiotique des Bradyrhizobium

Role of bacterial envelope compounds during the free-living and symbiotic states of Bradyrhizobium strains

• Auteur / Autrice : Nicolas Busset-Tournier
• Direction : Eric Giraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanismes des Interactions parasitaires pathogènes et symbiotiques
• Date : Soutenance le 26/10/2017
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Symbioses Tropicales et Méditerranéennes (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Brigitte Brunel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eric Giraud, Peter Mergaert, Philippe Normand, Catherine Boivin-Masson
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Peter Mergaert, Philippe Normand

Mots clés

Mots clés contrôlés

Symbiose

Lipide A

Bradyrhizobium

Mots clés libres

Bradyrhizobium

Lps

Lipide A

Hopanoïdes

Antigène O

Symbiose

Bradyrhizobium

Lps

Lipid A

Hopanoids

O-Antigen

Symbiosis

Résumé

Le genre Bradyrhizobium est le genre de rhizobia qui nodule la plus grande diversité d’espèces de légumineuses. Certaines de ces bactéries ont la particularité d’établir une symbiose fonctionnelle avec des légumineuses du genre Aeschynomene en utilisant un processus Nod-indépendant. De plus, au sein des nodules d’Aeschynomene, les Bradyrhizobium subissent une différenciation terminale en bactéroïde qui s’accompagne de modifications métaboliques et morphologiques drastiques. A la différence de la majorité des autres rhizobia, des hopanoïdes sont retrouvés au sein des membranes de l’ensemble des souches de Bradyrhizobium, dont certains, de façon inédite, liés à l’une des très longue chaîne d’acide gras (VLCFA) présentent sur le lipide A du LPS de ces bactéries. De plus, le LPS des Bradyrhizobium photosynthétiques possède un antigène-O également inédit et non-immunogénique. Le but de cette thèse était de déterminer si les particularités de la membrane externe des Bradyrhizobium pouvaient être impliquées dans la physiologie de ces bactéries ainsi que dans l’initiation et le maintien de la symbiose avec Aeschynomene. Les résultats obtenus ont mis en évidence que les hopanoïdes et plus particulièrement ceux liés au lipide A, ainsi que les VLCFAs permettent de rigidifier la membrane externe des Bradyrhizobium. Ces propriétés leur confèrent ainsi une plus grande résistance face aux conditions de stress, dont celles présentes au sein des nodules d’Aeschynomene, ce qui permet aux Bradyrhizobium de maintenir une symbiose efficiente avec ces plantes. Ces travaux ont ainsi permis d’avancer dans la connaissance de la voie de biosynthèse et du rôle du LPS atypique et des hopanoïdes des Bradyrhizobium et pourrait conduire à la production d’inocula plus résistants.

The Bradyrhizobium genus is the genus of rhizobia which nodulates the widest range of legume species. Some of these bacteria have the peculiarity of establishing a functional symbiosis with legumes of the genus Aeschynomene using a Nod-independent process. Moreover, within Aeschynomene nodules, the Bradyrhizobium strains undergo a terminal differentiation into bacteroids which is accompanied by drastic metabolic and morphological changes. Unlike the majority of other rhizobia, hopanoids are found in the membranes of all the Bradyrhizobium strains, some of which linked to one of the very long chain fatty acid (VLCFA) on the lipid A of these bacteria. In addition, LPS of photosynthetic Bradyrhizobium have an O-antigen that is also unique and non-immunogenic. The aim of this thesis was to determine whether the peculiarities of the external membrane of Bradyrhizobium strains could be implicated in the physiology of these bacteria as well as in the initiation and maintenance of the symbiosis with Aeschynomene. The obtained results showed that hopanoids and more particularly those linked to the lipid A, as well as the VLCFAs rigidify and stabilize the outer membrane of Bradyrhizobium strains. These properties give them greater resistance to stress conditions, including those present in Aeschynomene nodules, which allows the Bradyrhizobium to maintain an efficient symbiosis with these plants. This work allowed us to advance in the understanding of the biosynthesis and the role of the atypical LPS and the hopanoids produced by the Bradyrhizobium strains and could lead to the production of more resistant inocula.