Régulation, expression in situ et biostimulation de l'activité quorum-quenching d'un agent de biocontrôle : Rhodococcus erythropolis

par Andrea Chane

Thèse de doctorat en Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Xavier Latour.

Le président du jury était Marc Feuilloley.

Les rapporteurs étaient Sylvie Reverchon-Pescheux, Stéphane Uroz.


  • Résumé

    Le biocontrôle est défini comme un ensemble de méthodes de protection des végétaux par l’utilisation de mécanismes naturels. Son principe repose sur la gestion des équilibres des populations d’agresseurs plutôt que sur leur éradication. La protection des cultures de la pomme de terre Solanum tuberosum contre les bactéries pectinolytiques (Dickeya et Pectobacterium) a été précédemment proposée comme une application du biocontrôle. Il s’agit ici de perturber (quencher) la communication quorum-sensing (QS) utilisée par l’agent pathogène pour coordonner son attaque et sa virulence. Afin d’optimiser cette méthode de lutte par quorum-quenching (QQ) et d’en contrôler l’efficacité, nous avons étudié la voiecatabolique des -lactones d’un agent de biocontrôle, la bactérie Rhodococcus erythropolis. Cette voie est impliquée dans la dégradation des signaux N-acyl-homoserine lactones du pathogène. Nous avons d’abord étudié le rôle du répresseur QsdR ainsi que la régulation transcriptionnelle de l’opéron qsd impliqué dans la dégradation des signaux. La compréhension de cette régulation a permis de générer des biosenseurs capables de monitorer les activités QS du pathogène et QQ du protecteur. Sous microscopie confocale à balayage laser, ces outils ont apporté des preuves visuelles du rôle et du lien entre ces deux activités dans les tissus du tubercule. Enfin, la faible spécificité du répresseur QsdR pour ses ligands, apermis de proposer la -caprolactone, un analogue structural des signaux de QS, comme inducteur de l’opéron qsd. Dans l’ensemble, ces travaux permettent d’approfondir nos connaissances sur le rôle et le fonctionnement du QQ chez R. erythropolis. Ils permettent aussi d’envisager le contrôle de la maladie via un agent dont l’activité de QQ pourra être biostimulée par des lactones peu coûteuses lors de la formulation puis de l’épandage aux champs.

  • Titre traduit

    Regulation, in situ expression and biostimulation of the quorum-quenching activity of a biocontrol agent : Rhodococcus erythropolis


  • Résumé

    Biocontrol is defined as a set of plant protection methods through the use of natural mechanisms. Its principle involves the control of populations of aggressors rather than their eradication. The protection of the potato Solanum tuberosum against soft-rot bacteria (Dickeya and Pectobacterium) has been previously proposed as an application of biocontrol. This involves disturbing the quorum-sensing (QS) communication used by the pathogen to coordinate its attack and virulence. In order to optimize this quorum-quenching (QQ) biocontrol method and to control its effectiveness, we have studied the catabolic pathway of -lactones of a biocontrol agent, the Rhodococcus erythropolis bacterium. This pathway is involved in the degradation of the pathogen N-acyl-homoserine lactones signals. We firststudied the role of the QsdR repressor as well as the transcriptional regulation of the qsd operon involved in signal degradation. The understanding of this regulation has made it possible to generate biosensors capable of monitoring the QS of the pathogen and QQ of the protector. Under confocal laser scanning microscopy, these tools provided visual evidence of the role and link between these two activities in the tuber tissues. Finally, the low specificity of the QsdR repressor for its ligands made it possible to propose the -caprolactone, a structural analog of QS signals, as an inducer of the qsd operon. Overall, this work provides insight into the role and function of QQ in R. erythropolis. It also allows to envisage the control of the disease using a biocontrol agent whose QQ activity can be biostimulated by inexpensive lactones during formulation then spreading in the field.


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