Développement de stratégies de coculture favorisant l’amensalisme ou la coopération entre les agents de biocontrôle Bacillus velezensis et Trichoderma harzianum

Development of coculture strategies promoting amensalism or cooperation between the biocontrol agents Bacillus velezensis and Trichoderma harzianum

• Auteur / Autrice : Barbara Fifani
• Direction : Vincent Phalip, Frank Delvigne, Philippe Jacques
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologies agroalimentaires, sciences de l'aliment, physiologie
• Date : Soutenance le 20/12/2021
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021) en cotutelle avec Université de Liège
• 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
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : UMR Transfrontalière BioEcoAgro
• Jury : Président / Présidente : Marie-Laure Fauconnier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Aurélie Deveau, Marc Ongena
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Florence Fontaine, Stéphane Declerck

Mots clés

Mots clés contrôlés

Culture mixte (microbiologie)

Cultures microbiennes

Relations champignon-bactérie

Lipopeptides

Trichoderma harzianum

Plantes -- Maladies -- Lutte biologique contre

Mots clés libres

Biocontrôle

Bacillus velezensis

Trichoderma

Coculture

Lipopeptides

Microbial interaction

Biocontrol

Bacillus

Résumé

La compréhension de l’interaction entre les microorganismes est primordiale pour le développement de nouveaux produits de biocontrôle. Le champignon Trichoderma harzianum et la bactérie Bacillus velezensis sont exploités pour leur potentiel dans la lutte contre les phytopathogènes. Deux stratégies de coculture de ces deux microorganismes sont mises au point afin de déterminer les conditions menant à une interaction qui augmente l’activité de biocontrôle de ce couple, définie en termes de production de lipopeptides par la bactérie. Le milieu de culture varie essentiellement entre ces deux stratégies. Les deux milieux varient en fonction de la disponibilité de nutriments pour les microorganismes. Dans un milieu riche, où Bacillus et Trichoderma disposent de tous les éléments nécessaires à leur croissance, la bactérie se développe au dépriment du champignon grâce à son rythme de croissance plus rapide et à la production des lipopeptides antifongiques. L’inoculation séquentielle de Trichoderma suivi par Bacillus permet de résoudre ces problèmes empêchant la coexistence des deux microorganismes. Toutefois, dans toutes ces approches, la présence de Trichoderma n’a pas influencé la production de lipopeptides par B. velezensis GA1 et conséquemment son activité en biocontrôle. L’effet sur la production de ces NRPs est plus remarqué dans un milieu minimum conçu pour imposer une dépendance nutritionnelle entre Bacillus et Trichoderma. Le requis de la bactérie d’une source d’azote produite par T. harzianum, principalement sous forme de peptides et d’acides aminés, leur permet de coexister en coculture. La présence physique du champignon inhibe la production de lipopeptides mais la présence de son surnageant la promeut. Le dialogue moléculaire entre le couple Trichoderma – Bacillus requiert d’être décrypté davantage afin de l’exploiter dans des applications agricoles.

Understanding the interaction between microorganisms is essential for the development of new biocontrol products. The fungus Trichoderma harzianum and the bacteria Bacillus velezensis are exploited for their antagonist activity against phytopathogens. Two coculture strategies of these two microorganisms were developed in order to determine the conditions leading to an interaction which increases the biocontrol activity of this couple, defined in terms of the production of lipopeptides by the bacteria. The culture medium essentially varies between these two strategies. The two media differ depending on the availability of nutrients for the microorganisms. In the medium where Bacillus and Trichoderma have all the necessary elements for their growth, the bacteria thrives at the expense of the fungus thanks to its faster growth rate and the production of antifungal lipopeptides. Sequential inoculation of Trichoderma followed by Bacillus solved these problems preventing the coexistence of the two microorganisms. However, in all of these approaches, the presence of Trichoderma did not influence the production of lipopeptides by B. velezensis and consequently its activity in biocontrol. The effect on the production of these NRPs is most noticeable in a minimal medium designed to impose a nutritional dependence between Bacillus and Trichoderma. The bacteria's requirement for a nitrogen source provided by T. harzianum, mainly in the form of peptides and amino acids, allows them to coexist in coculture. The physical presence of the fungus inhibits the production of lipopeptides, but the presence of its supernatant promotes it. The molecular dialogue between the Trichoderma - Bacillus couple needs to be further deciphered in order to exploit it in agricultural applications.