Isolement, identification et caractérisation des Bacillus spp. de sol d’oasis tunisien et leurs potentialités d’utilisation en lutte biologique

Isolation, identification and characterization of Bacillus spp strain isolated from Tunisian oasis soil and their potential use in biological control

• Auteur / Autrice : Amel El Arbi
• Direction : Philippe Jacques, Néji Gharsallah, Alice Rochex
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie des Fonctions Biologiques
• Date : Soutenance le 16/12/2016
• Etablissement(s) : Lille 1 en cotutelle avec Université de Sfax (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Charles Viollette

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhizosphère

Surfaces de réponse (statistique)

Oasis -- Tunisie

Biopesticides

Lipopeptides

Bacillus (bactéries)

Mots clés libres

Septoriose du blé

Résumé

Ce travail de thèse a pour objectif la recherche et le criblage de bactéries capables de jouer un rôle important dans la lutte biologique contre les champignons phytopathogènes. L'isolement des bactéries a été réalisé à partir de sols rhizosphériques de palmier dattier. 5 souches parmi les 28 isolées présentent un pouvoir antagoniste et ont été identifiées comme membres du genre Bacillus. La présence des gènes de biosynthèse de lipopeptides a été détectée par PCR, la production des lipopeptides a été confirmée par spectrométrie de masse Maldi-TOF. Ces isolats se caractérisent aussi par leur tolérance aux stress abiotiques (salinité, température élevée et stress hydrique). La souche Bacillus sp III1 qui a montré la production de trois familles de lipopeptides (surfactine, fengycine et iturine) et qui possède le plus fort pouvoir antifongique a fait l’objet d’une évaluation de son potentiel de biocontrôle de la septoriose, principale maladie du blé. L’effet inhibiteur du filtrat de culture de la souche III1 sur la croissance et la germination de Zymoseptoria tritici, agent causal de la maladie du blé, a été démontré in vitro et in planta. Le filtrat de culture pur et dilué à 25 et 50 % réduit jusqu’à 95% les symptômes de la maladie. Ensuite, l’iturine produite par Bacillus spp. III1 a été identifiée comme étant de la mojavensine. Les conditions environnementales optimales de production de la mojavensine (pH, température et aération) ont été déterminées en utilisant la méthode des plans d’expériences. Finalement, une optimisation des conditions environnementales de la pumilacidine, lipopeptide produit par Bacillus pumilus I2 a été réalisée.

The aim of this thesis was to screen bacteria isolated from the rhizosphere of the date palm tree for their ability to inhibit phytopathogenic fungi. Screening for antifungal activity was performed on twenty-eight isolates. Five antagonistic isolates were selected and identified as members of Bacillus genera. The five antagonistic Bacillus isolated showed tolerance to abiotic stresses (high temperature, salinity, drought). The presence of biosynthetic genes encoding lipopeptides was investigated by PCR and lipopeptide production was confirmed by MALDI-ToF mass spectrometry. The antagonistic Bacillus spp. III1 strain that produced a high diversity of lipopeptides belonging to surfactin, fengycin and iturin families and that showed the strongest antifungal activity was evaluated for biocontrol of Septoria tritici blotch, one of the most important foliar pathogens of wheat. The inhibitory effect of the culture filtrate of the strain III1 on growth and germination of Zymoseptoria tritici, the causal agent of wheat disease, was demonstrated in vitro and in planta. The pure culture filtrate and diluted to 50% and 25 % reduced up to 95% the symptoms of the disease. Then iturin produced by Bacillus spp. III1 was identified as mojavensine. The optimum environmental conditions for producing mojavensin (pH, temperature and ventilation) were determined using the method of design of experiments. Finally, optimization of the environmental conditions of the pumilacidin, lipopeptide produced by Bacillus pumilus I2 was performed.