Criblage de la diversité fongique marine visant à identifier de nouvelles oxydases pour les biotechnologies et le développement durable

par Wissal Ben Ali

Thèse de doctorat en Microbiologie

Sous la direction de Eric Record et de Tahar Mechichi.

Soutenue le 27-01-2021

à Aix-Marseille en cotutelle avec l'Université de Sfax (Tunisie) , dans le cadre de Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille) , en partenariat avec Biodiversité et Biotechnologie Fongiques (BBF) (Marseille) (laboratoire) .

Le président du jury était Pedro Maldonado Coutinho.

Le jury était composé de Radhia Gargouri-Bouzid, Yasmina Mekmouche, Giuliano Sciara.

Les rapporteurs étaient Harivony Rakotoarivonina, Ali Faouzi Gargouri.

mots clés

• Souche marine
• Laccase
• Trichoderma asperellum
• Aspergillus nidulans
• Stemphylium lucomagnoense
• Laccase
• Biotechnologie
• Développement durable
• Transcriptome
• Aspergillus nidulans

Résumé

Cette étude traite l’isolement et l’identification de nouvelles souches marines pour la production de nouvelles enzymes de type laccases, pour la dégradation de colorants industriels. Cinq isolats ont montré une activité laccase potentiellement intéressante. L’identification moléculaire et morphologique de ces cinq souches sélectionnées montre qu’il s’agit de Trichoderma asperellum (T. asperellum1,2 and 3), Aspergillus nidulans et Stemphylium lucomagnoense. Nous nous sommes intéressés dans la première partie à la souche T.asperellum1 qui a généré une forte activité laccase. Nous avons étudié les paramètres de croissance de cette souche pour améliorer son activité laccase et nous avons aussi testé son efficacité à décolorer différents types des colorants synthétiques. Nous avons étudié les processus de dégradation de la biomasse lignocellulosique des cinq champignons marins précédemment isolés, en mesurant leurs activités lignocellulolytiques sur des surnageants de cultures des champignons mis en culture avec de la paille de blé ou de l’herbe marine. La présence de sel dans le milieu de culture a été également étudiée dans cette partie. S.lucomagnoense a été sélectionné comme modèle pour étudier l’adaptation physiologique au substrat lignocellulosique et à son environnement marin par une approche protéomique couplée au séquençage du transcriptome. Enfin, nous avons effectué une expression hétérologue chez Aspergillus niger d’un gène (SlLac2) codant pour une laccase Nous avons purifié et étudié les caractéristiques physico-chimiques et cinétiques de cette enzyme et discuté de ces caractéristiques avec celles disponibles dans la littérature

mots clés

• Marine strains
• Laccase
• Trichoderma asperellum
• Aspergillus nidulans
• Stemphylium lucomagnoense

Titre traduit

Screening of marine fungal diversity to identify new oxidases for biotechnologies and sustainable developments

Résumé

This study deals with the isolation and identification of new marine strains for the production of new laccase type enzymes for the degradation of industrial dyes. Five isolates showed a potentially interesting laccase activity. The molecular and morphological identification of these five selected strains shows that they are Trichoderma asperellum (T. asperellum1,2 and 3), Aspergillus nidulans and Stemphylium lucomagnoense. In the first part, we were interested T. asperellum1 strain which has generated a high laccase activity. We studied the growth parameters of this strain to improve its laccase activity and we also tested its effectiveness in bleaching different types of synthetic dyes. We studied the processes of degradation of the lignocellulosic biomass of the five previously isolated marine fungi, by measuring their lignocellulolytic activities on culture supernatants of the fungi cultured with wheat straw or sea grass. The presence of salt in the culture medium was also studied in this section. S.lucomagnoense was selected as a model to study the physiological adaptation to the lignocellulosic substrate and its marine environment by a proteomic approach coupled to transcriptome sequencing. Finally, we performed heterologous expression in Aspergillus niger of a gene (SlLac2) coding for a laccase. We purified and studied the physico-chemical and kinetic characteristics of this enzyme and discussed these characteristics with those available in the literature.