Adaptation de la thérapie phagique contre Xylella fastidiosa

Assessing the phage therapy against the plant pest Xylella fastidiosa

• Auteur / Autrice : Degly Fernando Clavijo-Coppens
• Direction : Mireille Ansaldi, Marie-Agnès Jacques
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 11/12/2019
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie bactérienne (LCB) (Marseille) - Physiologie moléculaire des semences (Unité mixte de recherche INRA-INH-Université d'Angers)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Robaglia
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Clara Torres-Barcelo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claire Le Marrec, Ralf Koebnik
• DOI : 10.70675/94833bc8z78d1z4a57zb8c5z02c5b8644918

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bactéries à Gram négatif photosynthétiques

Phagothérapie

Bactériophages

Mots clés libres

Xylella fastidiosa

Bactériophage

Biocontrôle

Thérapie phagique

Xylella fastidiosa

Bacteriophage

Biocontrol

Phage therapy

Résumé

Xylella fastidiosa (Xf) est une bactérie à Gram négatif à croissance lente qui appartient à la grande famille des Xanthomonadacées. Transmise par des insectes vecteurs, Xf se développe uniquement dans les vaisseaux du xylème des plantes infectées. Touchant plus de 560 espèces de plantes Xf a été identifiée d’abord sur le continent américain. Xf a été détectée dans le bassin méditerranéen et provoque diverses maladies dont le syndrome de dépérissement rapide de l'olivier en Italie, elle est listée dans les organismes de quarantaine en Europe. En l'absence de méthodes efficaces contre Xf, nous proposons l'utilisation de bactériophages pour le biocontrôle de cette bactérie.Afin d’isoler des bactériophages spécifiques de Xf j’ai dû m’adapter à sa croissance lente en utilisant un hôte alternatif à croissance plus rapide. J’ai ainsi isolé et caractérisé différents bactériophages à partir d’insectes vecteurs et de sources plus généralistes comme des eaux usées. In vitro, l'activité lytique de deux phages (FC03 et FC12) a été confirmée sur trois souches de Xf présentes en Europe. Des plants de vigne infectés artificiellement par Xf ont été traités par FC03 et FC12. Le traitement montre un retard du développement de symptômes et une altération nette de la croissance de bactérienne au cours du temps. Finalement, le contenu en prophages de 56 génomes de Xf a été évalué afin d’anticiper la résistance liée aux prophages. Une forte variation et une divergence importante du contenu en prophages dans les génomes de Xf ont ainsi été mises en évidence.L’ensemble de ces résultats ouvre des perspectives encourageantes pour l’utilisation des phages comme agent de biocontrôle en agriculture.

Xylella fastidiosa (Xf) is a slow growing Gram negative bacteria belonging to the plant-associated Xanthomonadaceae family. This xylem-specialized pathogen is transmitted by xylem feeding insects. More than 560 plant species have been listed as potential hosts. Long-known in the Americas, Xf is listed as a quarantine organism in Europe where it was detected, in the Mediterranean basin causing a variety of diseases such as the quick decline syndrome on olives trees in Italy. In the absence of efficient methods to control Xf infections, we propose to use bacteriophages as biocontrol agents against bacteria.The aim of my project was to isolate bacteriophages specific to Xf. To get rid of the difficulties linked to Xf culturing I used a fast-growing bacteria and close relative of Xf as a surrogated host. I reported the isolation and the characterization of different bacteriophages isolated from insect vectors and from more generalist sources such as raw sewage influents. In vitro experiments confirmed the lytic activity of two isolated phages (FC03 and FC12) on three Xf strains present in Europe. The implementation of a phage-based biocontrol assay of FC03 and FC12 on Xf-infected grapevine plants reduce the symptoms caused by Xf and the bacterial growth was significantly reduced in planta in the presence of phages. Finally, in order to evaluate prophage-mediated resistance, I evaluated the prophages content in 56 genomes of Xf. This results highlight a strong variation and a significant divergence of the prophage content in Xf.These results open up very encouraging perspectives for the use of bacteriophages as biocontrol agents in agriculture.