Mise en évidence d’une forte diversité structurale de lipopeptides chez P. syringae, un complexe bactérien aux activités antifongiques prometteuses

Highlighting of a high structural diversity of lipopeptides in P. syringae, a bacterial complex with promising antifungal activities

• Auteur / Autrice : Alexandre Bricout
• Direction : Valérie Leclère, Alice Rochex
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie des Fonctions Biologiques
• Date : Soutenance le 30/06/2020
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
• 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

Spectrométrie de masse

Bioinformatique

Pesticides microbiens

Antifongiques

Lipopeptides

Pseudomonas syringae

Mots clés libres

Septoriose du blé

Biocontrôle

P. syringae

Résumé

L’utilisation de microorganismes ou de substances naturelles d’origine microbienne est une des solutions alternatives actuellement envisagées pour remplacer partiellement ou totalement les pesticides conventionnels. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail de thèse a été d’évaluer le potentiel de biocontrôle des souches de P. syringae. Une étude des lipopeptides produits par les souches du complexe P. syringae a d’abord été réalisée car ces molécules sont connues pour leurs activités antimicrobiennes puis l’activité antifongique des bactéries a été analysée. Pour y parvenir, une collection de 709 souches, représentative de la diversité phylogénétique du complexe P. syringae, a été explorée. Grâce à une stratégie faisant intervenir des approches complémentaires de spectrométrie de masse et de bioinformatique, il a été possible de révéler une forte diversité structurale de lipopeptides : 61 lipopeptides dont 38 nouveaux, répartis dans les 5 familles décrites chez P. syringae (syringafactine, syringomycine, corpeptine, syringopeptines 22 et 25) ont été identifiés. Ces lipopeptides sont produits par 81,1% des souches de la collection étudiée, réparties dans 8 des 13 phylogroupes référencés au sein du complexe P. syringae. Concernant leurs activités, 22,3% des souches ont montré une activité antifongique in vitro. Les lipopeptides, produits par 97,3% des souches antifongiques et retrouvés dans des surnageants de culture bruts et semi-purifiés, sont certainement responsables de ces activités. Enfin, deux souches ont montré, in planta, un potentiel intéressant de biocontrôle de la septoriose du blé, causée par le champignon phytopathogène Zymoseptoria tritici. Leurs surnageants de culture bruts et ultrafiltrés, ont montré des niveaux de protection du blé allant jusqu’à 62% par rapport au témoin d’infection.

The use of microorganisms or natural substances of microbial origin is one of the identified alternatives to partially or totally replace conventional pesticides. In this context, the aim of this thesis was to evaluate the biocontrol potential of strains belonging to the P. syringae complex. First, the lipopeptides produced by strains of this bacterial complex have been studied because these molecules are known for their antimicrobial activities. Then, the antifungal activity of these bacteria was analysed. To reach this goal, a collection of 709 strains, representative of the phylogenetic diversity of the P. syringae complex, was explored. Through a strategy involving complementary approaches of mass spectrometry and bioinformatics, it has been possible to reveal a huge lipopeptide structural diversity: in total, 61 lipopeptides, including 38 new, distributed into the 5 families described in the P. syringae complex (syringafactin, syringomycin, corpeptin, syringopeptins 22 and 25) have been identified. Lipopeptides producing strains, which represent 81.1% of the collection studied, belong to 8 of the 13 phylogroups referenced in the P. syringae complex. Concerning their activities, 22.3% of the strains have shown an antifungal activity in vitro. Lipopeptides, which are produced by 97,3% of the antifungal strains and are also found in crude and ultra-filtered cell free supernatants, are certainly responsible for these activities. Finally, two strains have shown, in planta, an interesting potential for the biocontrol of Septoria tritici blotch of wheat caused by the fungus Zymoseptoria tritici. Their crude and ultra-filtered cell free supernatants have shown different wheat protection levels up to 62% compared to the infection control.