Décryptage des mécanismes biologiques impliqués dans le biocontrôle des champignons mycotoxinogènes des céréales

par Lucile Pellan

Projet de thèse en Biotechnologie et Microbiologie


Sous la direction de Sabine Schorr-galindo et de Caroline Strub.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau , en partenariat avec QUALISUD - Démarche intégrée pour l'obtention d'aliments de qualité (laboratoire) depuis le 02-10-2017 .


  • Résumé

    Les mycotoxines sont des métabolites secondaires toxiques synthétisés par des moisissures qui contaminent de nombreuses denrées d'origine végétale, notamment les céréales qui sont le premier facteur d'exposition des consommateurs à ces molécules présentant un réel risque pour la santé humaine et animale. En particulier, les espèces Fusarium graminearum et Fusarium verticillioides sont responsables de la production de mycotoxines de type trichothécènes et fumonisines respectivement, et leurs incidences sur les productions de blé et de maïs en pré- et post-récolte sont bien connus. Pour lutter contre ces champignons, une stratégie alternative aux produits phytosanitaires est l'utilisation de microorganismes antagonistes qui par différents mécanismes vont réduire la progression de ces champignons et limiter l'accumulation de mycotoxines. Cependant, la mise en place de telles méthodes de protection nécessite une bonne connaissance des mécanismes biologiques qui régissent l'interaction entre les moisissure mycotoxinogènes et les agents de biocontrôle (BCA), afin de favoriser les phénomènes d'antagonismes mais aussi pour faciliter la sélection de nouveaux candidats de biocontrôle en fonctions des processus les plus prometteurs. La finalité de cette étude est donc d'utiliser les technologies méta-omiques, notamment la transcriptomique et la métabolomique afin de : (i) décrypter les mécanismes impliqués dans le biocontrôle des moisissures toxinogènes pour comprendre comment les BCA potentiels interviennent, (ii) identifier des biomarqueurs (gène clé ou métabolite) inhibiteurs de la mycotoxinogenèse pour optimiser le screening de BCA, (iii) optimiser leur usage et évaluer les possibilités de régulation des populations microbiennes pour favoriser les phénomènes d'antagonisme par des itinéraires techniques optimisés. En vue de ces objectifs, des BCA commerciaux et de la collection de l'UMR QualiSud ont été sélectionnés, caractérisés et étudiés en confrontation in vitro avec ces pathogènes du genre Fusarium et ont permis de proposer une ou plusieurs hypothèses concernant leur mode d'action et sur la manière dont la physiologie des Fusaria est impactée. L'étude de la confrontation des couples BCA-pathogène sera complétée sur épillets grâce à une méthode innovante de screening, puis la question de la transposition vers la plante entière sera investiguée. L'analyse du transcriptome et du métabolome des différents systèmes plantes-pathogènes-BCAs permettra d'explorer quels gènes sont différentiellement exprimés en confrontation, quelles voies biologiques sont impliquées lors de cette réponse, et quelles sont les signatures de ces mécanismes antagonistes (signaux VIP issus des meta-omic : gènes ou métabolites). L'identification de ces biomarqueurs servira à faire émerger de nouveaux BCAs antimycotoxinogènes pour de futures études de développement ou autorisations de mise sur le marché (AMM). D'une manière globale, les résultats de cette étude pourront contribuer à limiter l'accumulation des mycotoxines dans les céréales ainsi que les résidus de produits phytosanitaires, ce qui est un double objectif de sécurité sanitaire.

  • Titre traduit

    Deciphering the biological mechanisms involved in the biocontrol of mycotoxinogenic fungi of cereals


  • Résumé

    In a public health safety concern and sustainable development approach, the thesis seeks to decrypt biological mechanisms involved in the biological control of mycotoxin-producing fungi (toxic secondary metabolites synthesized by molds that contaminate many foodstuffs) and of microorganisms antagonistic to them, naturally present in amendments of natural origin or in ecosystem of cereal crops. The proposed thesis seeks to understand the mechanisms involved in the antagonism between pathogens and biological agents via meta-omic studies. The outcome of this thesis is to provide basis to future technological development of technical itineraries compatible with sustainable agriculture promoting these phenomena. Biomarkers of antagonism will be identified.