Génétique des populations et diversité de l’espèce Brettanomyces bruxellensis : étude de la tolérance aux sulfites

Population genetics and diversity of the species Brettanomyces bruxellensis : a focus on sulphite tolerance

• Auteur / Autrice : Marta Avramova
• Direction : Isabelle Masneuf, Paul Grbin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Oenologie
• Date : Soutenance le 19/12/2017
• Etablissement(s) : Bordeaux en cotutelle avec University of Adelaide (Australie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche oenologie
• Jury : Président / Présidente : Philippe Darriet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vittorio Capozzi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hervé Alexandre, Serge Casaregola

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polyploïdie

Sulfites

Génétique des populations

Brettanomyces

Mots clés libres

Génétique des populations

Brettanomyces bruxellensis

Sulfites

Avantage sélectif

Polyploïdie

Population genetics

Brettanomyces bruxellensis

Sulphites

Selective advantage

Polyploidy

Résumé

Brettanomyces bruxellensis est un microorganisme qui est considéré comme la cause majeure des défauts microbiologiques du vin. L’importance de cette levure à l’échelle industrielle est liée au fait qu’elle est isolée à partir de substrats différents tels que la bière, le kombucha, les molasses utilisées pour la production de bioéthanol et autres. Ce projet a pour objectif d’étudier la diversité génétique de l’espèce en se basant sur une large population d’isolats provenant de niches écologiques et géographiques variées. Pour ce faire, une méthode de génotypage robuste (analyse microsatellite) a été optimisée et appliquée sur la population, mettant en évidence la coexistence de populations diploïdes et triploïdes à l’échelle globale. Puis, la relation entre regroupement génétique et traits physiologiques a été explorée. Notamment, l'étude de la tolérance aux sulfites a été effectuée sur un sous-ensemble de souches représentatif de la population. Les résultats obtenus mettent en évidence un lien entre groupes génétiques et comportement vis-à-vis des sulfites. Des expériences de compétition en présence de dioxyde de soufre montrent un avantage sélectif des souches tolérantes aux sulfites par rapport aux souches sensibles, suggérant ainsi une adaptation spécifique au principal antiseptique utilisé en œnologie. Ce travail contribue à une meilleure connaissance de cette levure d’altération du vin en termes de diversité génétique et phénotypique et permet d’émettre des hypothèses sur les stratégies évolutives d'adaptation au milieu anthropique de cette espèce modèle non conventionnelle.

Brettanomyces bruxellensis is a microorganism described as the first cause of microbial spoilage of wine. Its industrial relevance is highlighted by the fact that this yeast is isolated from different substrates such as beer, kombucha, bioethanol fermentation molasses and others. This project aims to explore the genetic diversity of the species by studying a large population of isolates from various geographical and ecological niches. For this purpose, a robust genotyping method (microsatellite analysis) was optimized and applied on the population, thus highlighting the coexistence of diploid and triploid populations worldwide. Further, the relation between genotypic clustering and physiological traits was studied. Namely, sulphite tolerance assay was performed on a subset of strains representative of the total population. The results reveal a link between genetic group and growth profile in the presence of sulphur dioxide. Competition experiments in presence of sulphites highlight a selective advantage of sulphite tolerant strains compared to sulphite sensitive ones, thus suggesting a specific adaptation to the main antimicrobial used in winemaking. This work contributes to a deeper understanding of this wine spoilage microorganism in means of genetic and phenotypic diversity and sheds light on putative evolutionary strategies for adaptation to human related environment of this non-conventional model yeast species.